研究者らは、糖尿病患者の傷の治りが遅くなり、感染症やその他の重篤な合併症のリスクが高まるメカニズムを発見した。彼らは、彼らの発見がこの病気の新しい治療法を提供する可能性があると述べています。エクソソームは細胞によって自然に生成されるナノスケールのメッセンジャー粒子であり、細胞間のコミュニケーションを担っています。それらはタンパク質、脂質、遺伝物質を含む「貨物」を受け取り細胞に送り、細胞の生物学的反応を効果的に変化させます。
エクソソームは体の免疫反応や炎症反応に関連しています。今回、ピッツバーグ大学の研究者らが主導した新しい研究では、糖尿病患者におけるエキソソームの役割を調べている。糖尿病患者は傷の治りが遅く、進行が早く、感染症やその他の重篤な合併症のリスクが高まる傾向がある。
「糖尿病患者の創傷治癒は過剰な炎症によって損なわれている。未治療のまま放置すると、これらの治癒しない創傷や慢性創傷は切断につながる可能性がある」と研究責任著者の一人であるチャンダン・セン氏は述べた。 「米国では糖尿病に関連した切断が毎年10万件以上発生していますが、創傷治癒の理解を深め、新しい治療法を開発することで、この数を減らすことが私たちの目標です。」
研究者らは、22人の糖尿病患者と15人の糖尿病患者の慢性創傷の陰圧包帯から液体を採取した。陰圧創傷療法 (NPWT) は、大気圧以下の圧力を加えて体液と感染を引き出すことによって創傷閉鎖を促進します。特別な包帯で傷を密閉し、穏やかな真空ポンプに接続します。
「これらの包帯は通常ゴミ箱に捨てられますが、創液は実は傷全体の状態を反映する非常に貴重なサンプルです。例えば、傷が感染している場合、液には感染の痕跡が含まれています」と森教授は言う。
研究者らは、皮膚の修復に必要な細胞であるケラチノサイトによって生成される液体と単離されたエキソソームを分析しました。通常、荷物を運ぶエクソソームが細胞から放出されると、創傷治癒を調整する免疫細胞であるマクロファージによって取り込まれます。
研究者らは、糖尿病患者のエキソソーム（彼らは「ジエキソソーム」と呼んだ）が異なる荷物を運んでいるだけでなく、糖尿病患者の創傷液中のジエキソソームの数が非糖尿病患者の創傷液中のエキソソームの数よりもはるかに少なく、マクロファージに取り込まれるエキソソームの数もジエキソソームの数よりもはるかに少ないことを発見した。
非糖尿病患者のマクロファージをエクソソームとインキュベートすると、炎症を中和する因子が生成され、マクロファージがエクソソームから正しい「創傷治癒」シグナルを受け取っていることが示唆されました。しかし、重いエキソソームを使用して実験を繰り返すと、代わりにマクロファージが炎症誘発性因子を生成しました。
「エクソソームの信号が正しければ、マクロファージは傷の炎症に対処する方法を知っています」とセン氏は述べた。 「糖尿病患者では、ケラチノサイトとマクロファージ間のタンデムが影響を受けるため、マクロファージが炎症を引き起こし続け、傷が治りません。」
研究者らは、今回の研究結果は糖尿病の主要な合併症に関する重要な洞察を提供し、糖尿病の新たな治療法を提供する可能性があると述べている。
「エクソソームは創傷治癒カスケードに逸脱を引き起こす可能性があり、それによって炎症の解消に影響を与える可能性がある」とセン氏は述べた。 「そして、これは傷に限定されません。エクソソームは体内で複数の機能を果たすため、重いエクソソームは他の糖尿病合併症にも関与している可能性があります。この研究は新しい考え方を切り開きます。」
研究者らは現在、糖尿病患者の創傷治癒を改善するためにエキソソームを標的にする方法を研究している。研究者らによると、アプローチの1つは、重力スピナーで起こる化学修飾を排除することだという。別のアプローチは、糖尿病患者からエクソソームを単離し、不足している荷物をエクソソームにロードして、創傷組織に注入することです。
この研究はNanoToday誌に掲載された。