Die Kraft des Tumors nutzen, um nicht heilende Wunden zu heilen

Wissenschaftler haben einen Weg entdeckt, gesunde Immunzellen zu trainieren, um die Fähigkeiten einiger Tumorzellen zu erwerben – aber für einen guten Zweck – um die diabetische Wundheilung zu beschleunigen. Dieses bemerkenswert vielversprechende Ergebnis, das kürzlich in veröffentlicht wurde EMBO Molekulare Medizinkann einen brandneuen Weg für die regenerative Medizin eröffnen.

Diabetes betrifft weltweit mehr als 100 Millionen Menschen, und seine schwerste Komplikation – diabetische Fußgeschwüre (DFUs) – verursacht durchschnittlich alle 30 Sekunden eine Amputation. Einer der Hauptgründe für den nicht heilenden Status von DFUs im Vergleich zu gewöhnlichen Hautwunden ist die Dysfunktion einer gemischten Gruppe von Immunzellen, die als Makrophagen bezeichnet werden. Diese Zellen ändern ihre Funktionen, um die Wundheilung in verschiedenen Stadien zu koordinieren, tun dies jedoch bei einer diabetischen Pathologie nicht. Frühere Versuche, die Makrophagen umzuprogrammieren, haben sich als suboptimal erwiesen.

Das kollaborative Team unter der Leitung von Professor Chunming Wang von der University of Macau und Professor Lei Dong von der Nanjing University lässt sich von tumorassoziierten Makrophagen (TAMs) inspirieren, die eine wesentliche Rolle bei der Förderung der Tumorentwicklung spielen, indem sie Faktoren absondern, die die Bildung von Blutgefäßen fördern und Immunangriff hemmen. Solche Eigenschaften erfüllen perfekt die Anforderungen an die diabetische Wundheilung. Sie stellten mutig die Hypothese auf, dass TAMs diese Merkmale durch Co-Kultur an Nicht-Tumor-Makrophagen „weitergeben“ könnten, so dass TAMs andere Zellen beim Krebswachstum beeinflussen.

Das Team entwarf und optimierte Protokolle, um diese Hypothese zu verifizieren, und stellte fest, dass normale Makrophagen, die aus dem Knochenmark von Mäusen stammen, nach Kokultur mit TAMs eine neue Reihe von proregenerativen Funktionen erhalten können. Bei der Übertragung auf das Wundbett bei diabetischen Mäusen induzierten diese Zellen stark die Zellproliferation, beseitigten Entzündungen und orchestrierten das Gefäßsystem in den typischerweise nicht heilenden Wunden.

Darüber hinaus ergaben genanalytische Werkzeuge, von denen eines die Einzelzell-RNA-Sequenzierung heißt, einige überraschende Ergebnisse. Diese TAMs-erzogenen Makrophagen (TAMEMs) unterscheiden sich von bekannten Phänotypen (typischerweise vereinfacht als M1 oder M2 in der biologischen Terminologie). Kurz gesagt, diese Zellen zeigen nach dem Training einzigartige Fähigkeiten, die den Anforderungen diabetischer Wunden angemessen gerecht werden.

Das Team machte weitere Fortschritte, indem es versuchte, das Geheimnis der Kraft von TAM zu entschlüsseln – zB die Identifizierung der zahlreichen Faktoren, die normale Makrophagen mit diesen reparativen Fähigkeiten ausstatten. Schließlich rekonstituierten sie einen Neun-Faktoren-Cocktail und testeten seine Wirksamkeit an – diesmal menschlichen – Monozyten, was zu einem wünschenswerten Ergebnis führte. Darüber hinaus verzichtet dieser Test vollständig auf tumorabgeleitete Komponenten (einschließlich TAMs), was das unmittelbare translationale Potenzial für eine klinische Studie darstellt.

Professor Lijian Hui, ein Experte vom Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology, China, schätzte die Kreativität und das Übersetzungspotenzial dieser Arbeit hoch ein. Laut Hui ist diese Arbeit sehr kreativ darin, die Eigenschaften von TAMs für die diabetische Wundheilung zu rekapitulieren. Es ist auch ein gutes Beispiel für die Aufklärung der Wirkungsmechanismen von therapeutischen Zellen (in diesem Fall TAMEMs), was bei der Entwicklung von Zelltherapieansätzen oft übersehen wird. Hui erwartet, dass das Team seine Arbeit fortsetzt, um die Varianzen und Heterogenität der manipulierten Makrophagen zu verstehen, die Herausforderungen bei der Qualitätskontrolle anzugehen und die vorklinischen Tests zu beschleunigen.