На кафедре экспериментальной медицины CIRM под руководством проф. Юрия Захарова помимо фармакологических, биологических методов ремодуляции клеток (технологии ex vivo) используются физические способы воздействия (лазерные технологии, электрическая стимуляция, микроволновые технологии). Новое исследование показывает как электромодуляция макрофагов, полученных из моноцитов человека, стимулирует регенеративный фенотип и подавляет воспаление, что расширяет перспективы применения технологии регенерации в гериатрии и геронтологии.
На начальных стадиях повреждения тканей периферические моноциты привлекаются к месту повреждения, после чего они дифференцируются в провоспалительные макрофаги (часто обозначаемые как классически активированные макрофаги). Эти макрофаги отвечают за очистку от клеточного детрита посредством фагоцитоза и эффероцитоза, а также за разрушение внеклеточного матрикса, чтобы освободить место для ремоделирования здоровой ткани. С течением времени провоспалительные макрофаги приобретают противовоспалительный, регенеративный фенотип (обозначаемый как «альтернативно активированные»), что способствует более поздним этапам заживления тканей. Эти альтернативно активированные макрофаги подавляют воспалительную реакцию, связанную с первичным повреждением, посредством секреции противовоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-10 (ИЛ-10), а также стимулируют процессы, связанные с заживлением, такие как ангиогенез и формирование матрикса.
При сахарном диабете 2 типа вопрос о регенерации кожных покровов стоит очень остро и рассматривается использование моноклонального антитела против фактора некроза опухоли (ФНО) адалимумаба, что улучшает заживление кожных ран у мышей с ожирением/диабетом, со значительным снижением макрофагов в месте раны. Терапия анти-ИЛ-1 продемонстрировала схожие преимущества: местное введение антагониста рецептора ИЛ-1 анакинры показало значительное уменьшение ран у мышей с диабетом, опять же со значительным уменьшением количества макрофагов в месте раны.
Электростимуляция оказывает иммуномодулирующее действие на первичные макрофаги человека, способствуя развитию противовоспалительного прорегенеративного фенотипа, что сопровождается снижением экспрессии маркеров воспалительных макрофагов и повышением экспрессии ангиогенных генов. Интересна способность электростимулированных макрофагов стимулировать образование ангиогенных трубок в эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVEC), а также миграцию мезенхимальных стволовых клеток (MSC) в модели раневой царапины. В совокупности эти результаты подтверждают эффективность электростимуляции в качестве эффективной терапевтической стратегии для модуляции макрофагов в условиях множественных повреждений и защитных микросред.
Эндогенные электрические поля (ЭП) генерируются в организме посредством движения ионов и электрических потенциалов, поддерживаемых открытием и закрытием ионных каналов на клеточной мембране. ЭП критически важны для множества биологических процессов, включая сокращение мышц и передачу нервных сигналов, а также заживление ран и восстановление тканей. После повреждения тканей эндогенные ЭП нарушаются из-за повреждения клеток, что приводит к утечке ионов, которые в противном случае удерживаются внутри клеток, во внеклеточную среду. Поток ионов через рану генерирует деструктивное ЭП, которое распространяется в окружающие ткани и направляет репаративные клетки к стимуляции заживления раны.Признание этого явления привело к росту числа исследований, изучающих доставку внешней электрической стимуляции в качестве терапевтической стратегии для улучшения восстановления тканей как in vitro , так и in vivo.
Электрическая стимуляция стимулирует пролиферацию клеток многочисленных типов, включая преостеобласты, соматические стволовые клетки взрослого человека, нейральные стволовые клетки и эндотелиальные клетки пупочной вены человека (HUVEC), которые все продемонстрировали повышенную пролиферацию в ответ на электрическую стимуляцию in vitro.
Многочисленные исследования сообщили об иммуномодулирующем потенциале электростимуляции, в соответствии с прорепаративными эффектами, наблюдаемыми в неиммунных клетках, таких как фибробласты и мезенхимальные стволовые клетки (МСК). Факторы, секретируемые электростимулированными макрофагами, усиливают миграционную способность МСК, что дополнительно подтверждает прорегенеративные эффекты электростимуляции первичных человеческих макрофагов. www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(25)00394-7
