Nowe strategie leczenia ran przewlekłych – rola makrofagów i biomateriałów w regeneracji tkanek

Przewlekłe rany stanowią poważny problem kliniczny i społeczny. Charakteryzują się długotrwałym procesem gojenia, często towarzyszy im ból, ograniczenie mobilności oraz znaczne obniżenie jakości życia pacjentów. W Medizinische Hochschule Hannover (MHH) prowadzone są obecnie badania nad nowymi strategiami terapeutycznymi, które mają na celu poprawę procesu gojenia takich zmian.

Stypendysta programu Fulbrighta, Samuel Sung ze Stanów Zjednoczonych, przez rok współpracuje z zespołem prof. dr. Nico Lachmanna nad opracowaniem nowatorskich metod wspierających regenerację tkanek. Projekt badawczy łączy narzędzia inżynierii biomedycznej z immunologią i koncentruje się na wykorzystaniu wyspecjalizowanych komórek układu odpornościowego.

Rola makrofagów w procesie gojenia ran

Kluczową rolę w procesie naprawy tkanek odgrywają makrofagi, czyli komórki żerne układu immunologicznego. Pełnią one funkcję regulatorów odpowiedzi zapalnej oraz koordynatorów procesów regeneracyjnych.

Makrofagi uczestniczą między innymi w:

• usuwaniu martwych komórek i resztek tkankowych,
• modulowaniu reakcji zapalnej,
• inicjowaniu procesów odbudowy tkanki poprzez wydzielanie mediatorów wzrostu.

Zaburzenia w funkcjonowaniu tych komórek mogą prowadzić do utrzymywania się przewlekłego stanu zapalnego, co skutkuje zahamowaniem prawidłowego procesu gojenia i sprzyja powstawaniu ran przewlekłych.

Zespół prof. Lachmanna z Kliniki Pediatrische Pneumologie, Allergologie und Neonatologie w MHH opracował technologię pozwalającą na wytwarzanie wyspecjalizowanych makrofagów z ludzkich indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPS). Tak przygotowane komórki immunologiczne mogą w przyszłości pełnić funkcję terapeutyczną jako biologiczne wsparcie procesu regeneracji tkanek.

Hydrożele jako nośnik komórek immunologicznych

Jednym z kluczowych wyzwań pozostaje jednak skuteczne dostarczenie tych komórek bezpośrednio do miejsca uszkodzenia tkanki. Otwarta pozostaje kwestia wyboru optymalnych materiałów opatrunkowych – takich jak kompresy czy żele – które mogłyby pełnić rolę nośnika komórek.

Aby rozwiązać ten problem, Samuel Sung wykorzystuje syntetyczne hydrożele pełniące funkcję biomateriałowego rusztowania. Materiały te są ładowane wyspecjalizowanymi makrofagami, a następnie analizowane pod kątem ich wpływu na zachowanie komórek układu odpornościowego.

Badania koncentrują się na kilku kluczowych aspektach:

• oddziaływaniu hydrożeli na aktywność makrofagów,
• modulowaniu lokalnej odpowiedzi immunologicznej,
• zdolności do kontrolowanego wspierania regeneracji skóry.

Jak podkreśla prof. Nico Lachmann:
„Chcemy wspólnie opracować kolejną generację terapii wspomagających gojenie ran”.

Immuno-engineering – nowe podejście do terapii regeneracyjnych

Samuel Sung prowadził wcześniej badania nad makrofagami w laboratorium prof. Kara Spiller na Drexel University w Filadelfii. Obecny projekt pozwala mu rozszerzyć te doświadczenia o badania z wykorzystaniem ludzkich komórek immunologicznych.

Jak zaznacza prof. Lachmann, współpraca ta wzmacnia rozwijające się partnerstwo naukowe pomiędzy MHH a zespołem prof. Spiller, który jest międzynarodowo uznanym ośrodkiem badawczym w dziedzinie biomateriałów oraz immuno-engineeringu.

Immuno-engineering stanowi interdyscyplinarną dziedzinę nauki łączącą techniki inżynieryjne z badaniami immunologicznymi. Celem tego podejścia jest projektowanie innowacyjnych terapii biologicznych. Potencjalne zastosowania obejmują nie tylko leczenie ran przewlekłych, lecz również:

• regenerację narządów,
• terapie komórkowe,
• nowe strategie zwalczania infekcji.

Program Fulbrighta i międzynarodowa współpraca naukowa

Program Fulbrighta wspiera wybitnych młodych naukowców w budowaniu międzynarodowych partnerstw badawczych. Jego celem jest rozwijanie współpracy akademickiej pomiędzy Stanami Zjednoczonymi a innymi krajami.

W Niemczech program jest koordynowany przez Deutsch-Amerikanische Fulbright-Kommission (Fulbright Germany). Samuel Sung jest piątą osobą ze Stanów Zjednoczonych, która w ramach tego programu prowadzi badania w Medizinische Hochschule Hannover. Jednocześnie sześciu naukowców z MHH odbyło już pobyty badawcze w Stanach Zjednoczonych.

Wysoki udział doktorantów zagranicznych

Według danych Landesamt für Statistik Niedersachsen w 2024 roku na 13 uczelniach w Dolnej Saksonii studiowało łącznie 13 817 doktorantów, z czego 25 procent stanowili cudzoziemcy.

Najwyższy odsetek zagranicznych doktorantów odnotowano właśnie w Medizinische Hochschule Hannover – wynosił on 37,6 procent. Wielu z tych młodych naukowców realizuje swoje projekty badawcze w ramach międzynarodowej szkoły doktorskiej Hannover Biomedical Research School (HBRS), która prowadzi strukturyzowane programy kształcenia doktorantów.

Znaczenie badań dla przyszłości leczenia ran

Rozwój terapii opartych na komórkach układu odpornościowego oraz biomateriałach może w przyszłości znacząco zmienić sposób leczenia ran przewlekłych. Integracja biologii komórkowej, immunologii oraz inżynierii materiałowej otwiera drogę do tworzenia terapii spersonalizowanych, zdolnych do aktywnego sterowania procesem regeneracji tkanek.

W kontekście starzenia się społeczeństw i rosnącej liczby pacjentów z chorobami przewlekłymi – takimi jak cukrzyca czy niewydolność naczyniowa – rozwój skuteczniejszych metod leczenia ran przewlekłych pozostaje jednym z istotnych wyzwań współczesnej medycyny regeneracyjnej.

Źródło: Medizinische Hochschule Hannover