Белок паразитического червя способствует безрубцовому заживлению ран у мышей

Круглый червь Heligmosomoides polygyrus, ранее называвшийся Nematospiroides dubius —кишечный паразит грызунов, который широко применяется в иммунологических, фармакологических и токсикологических исследованиях глистной инвазии. Ученые из Ратгерского университета в Нью-Джерси (США) и Университета Глазго (Великобритания) обнаружили, что белок, вырабатываемый этим видом гельминтов, улучшает заживление ран у мышей.

Если кожная рана не будет быстро заживлена, она может быть инфицирована, однако при быстром закрытии раны обычно образуется рубцовая ткань вместо правильно регенерированной кожи. Процесс восстановления тканей состоит из трех этапов, отчасти перекрывающихся: воспаление сразу после повреждения, пролиферацию и созревание. Фаза пролиферации включает активацию эндотелиальных клеток, макрофагов и фибробластов в раневом участке; фаза созревания —дифференциацию и отложение внеклеточного матрикса. На баланс между рубцеванием и успешной регенерацией влияют иммунные клетки, привлеченные к месту раны.

Иммунный ответ второго типа, вызванный гельминтами, способствует контролю вредных аспектов воспаления, смягчению повреждений и активации процессов, вовлеченных в нормальную регенерацию. В этом участвуют не только сигнальные молекулы хозяина, но и так называемые экскреторно-секреторные (ES) молекулы, выделяемые паразитическими червями, — белки, углеводы или липиды. Авторы новой статьи в Life Science Alliance показали, что белок TGM H. polygyrus ускоряет заживление ран, улучшает регенерацию кожи и подавляет образование рубца.

Рекомбинантный белок TGM несложно получить в больших количествах. Мышам ранили кожу на всю толщину с помощью 5-миллиметрового биопсийного пробойника и накладывали повязки с TGM в растворе с карбоксиметилцеллюлозой и ПБС. Заживление ран ускорялось по сравнению с контролем, при этом в экссудате под повязкой увеличивались концентрации факторов, влияющих на дифференциацию макрофагов и миграцию эпителиальных клеток. В ранах ускорялось образование грануляций (матрицы дермальной ткани, которая заполняет раневое пространство вновь образованными капиллярами, эпителиальными клетками и инфильтрирующими иммунными клетками). Структура коллагеновых переплетений была характерна для нормальной кожи, а не для рубца.

Более того, в отличие от контрольных животных, у мышей, раны которых обрабатывали TGM, формировались новые волосяные фолликулы в области раны. Очевидно, TGM играет некую роль в активации стволовых клеток волосяных фолликулов.

 Срез новой кожи через 12 дней после нанесения раны: слева контроль, справа обработка TGM. Стрелками показаны волосяные фолликулы. Credit: Life Science Alliance. 2024. DOI:  10.26508/lsa.202302249 |  Пресс-релиз

Экспрессия актина гладких мышц α (αSMA) считается маркером активации и дифференциации миофибробластов при заживлении раны; ее повышенные значения наблюдаются при образовании рубца. Обработка TGM снижала и этот показатель.

TGM — миметик сигнального белка TGF-β. Хотя их аминокислотные последовательности не сходны, он взаимодействует с его рецептором (как мышиным, так и человеческим), который находится на поверхности многих типов клеток у мышей и людей. Укороченный вариант белка, из которого удалили домены, связывающие TGF-β, не улучшал заживление раны.

Как показал анализ популяций миелоидных клеток в раневом ложе, местное применение TGM привлекает макрофаги в рану и перепрограммирует их для содействия регенерации. В частности, оно способствует активации и пролиферации макрофагов M2, связанных с восстановлением тканей.

Это исследование создают основу для терапевтического применения высокоочищенного белка гельминтов, хотя о его использовании для улучшения заживления ран у людей говорить рано, подчеркивается в пресс-релизе.

Стволовые клетки памяти ускоряют заживление ран и повышают риск онкозаболеваний