Diabetiker haben oft Probleme mit der Wundheilung. US-Forscher fanden jetzt heraus, woran das liegen könnte. Hinweise fanden sie in der Wundflüssigkeit.
Defekte Exosomen, die normalerweise Signale zwischen Zellen weiterleiten, können bei Diabetikern Entzündungen fördern und die Wundheilung beeinträchtigen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie in Nano Today von Forschern der University of Pittsburgh und des UPMC.
In chronischen Wunden von Diabetes-Patienten können diese fehlerhaften Exosomen keine lebenswichtigen Informationen an die Zellen liefern, die die Wundheilung fördern, fanden die Forscher um Dr. Subhadip Ghatak heraus. Diese Erkenntnisse öffnen die Tür zu neuen, auf Exosomen ausgerichteten Therapien zur Förderung der Heilung chronischer Wunden.
„Bei Patienten mit Diabetes ist die Wundheilung aufgrund einer übermäßigen Entzündung beeinträchtigt“, sagte Dr. Chandan Sen, Mitautor der Studie, Direktor des McGowan Institute for Regenerative Medicine und wissenschaftlicher Leiter der UPMC Wound Healing Services. „Bleiben diese nicht heilenden oder chronischen Wunden unbehandelt, können sie zu Amputationen von Gliedmaßen führen. In den USA kommt es jedes Jahr zu mehr als 100.000 diabetesbedingten Amputationen, aber unser Ziel ist es, diese Zahl zu senken, indem wir mehr über die Wundheilung erfahren und neue Therapien entwickeln.“
Mit Hilfe von Unterdruckverbänden, die Wunden sanft absaugen, um die Heilung anzuregen, sammelten Ghatak und sein Team Wundflüssigkeit aus chronischen Wunden von 22 diabetischen und 15 nicht-diabetischen Patienten. „Diese Verbände würden normalerweise in den Mülleimer geworfen, aber die Wundflüssigkeit ist tatsächlich eine sehr wertvolle Probe, die widerspiegelt, was in der Wunde vor sich geht“, sagte Sen. „Wenn die Wunde zum Beispiel infiziert ist, enthält die Flüssigkeit Spuren dieser Infektion.“
Die Forscher isolierten und analysierten Exosomen, die von Keratinozyten produziert werden. Nachdem diese Partikel mit ihrer Fracht – einschließlich RNA, Lipiden und Proteinen – bepackt sind, werden sie von der Zelle freigesetzt und von Makrophagen aufgenommen, die die Wundheilung koordinieren. „Wenn die in den Exosomen enthaltenen Signale richtig sind, weiß der Makrophage, wie er die Entzündung in der Wunde auflösen kann“, erklärt Sen. „Bei Diabetes ist der Crosstalk zwischen Keratinozyten und Makrophagen gestört, so dass die Makrophagen die Entzündung weiter vorantreiben und die Wunde nicht heilen kann.“
Die Exosomen von Diabetikern, die von den Forschern als Diaexosomen bezeichnet wurden, wiesen einen anderen Gehalt an RNA, Lipiden und Proteinen auf als die von Nicht-Diabetikern. Das deutet darauf hin, dass der Beladungsprozess der Partikel bei Diabetes verändert ist. Diabetes beeinträchtigt auch die Freisetzung und Aufnahme von Exosomen in Wunden, fanden Ghatak und sein Team heraus. Die Anzahl der Diaexosomen in der Wundflüssigkeit von Diabetikern war viel geringer als die der Exosomen von Nicht-Diabetikern und Makrophagen nahmen viel weniger Exosomen als Diaexosomen auf.
Als die Forscher nicht-diabetische Makrophagen mit Exosomen bebrüteten, produzierten die Makrophagen Verbindungen, die auf eine Beendigung der Entzündung hindeuten, was darauf hindeutet, dass sie die Botschaft der Exosomen erhalten und richtig reagiert hatten, um die Wundheilung einzuleiten. Als sie dieses Experiment jedoch mit Diaexosomen wiederholten, produzierten die Makrophagen pro-inflammatorische Verbindungen, die bei Diabetikern mit chronischen Wunden häufig vorkommen.
„Diaexosomen führen zu einer Abweichung von der Heilungskaskade, so dass die Auflösung der Entzündung beeinträchtigt wird und dies ist nicht nur auf Wunden beschränkt. Da Exosomen für viele Funktionen im Körper verantwortlich sind, könnten Diaexosomen auch bei anderen diabetischen Komplikationen eine Rolle spielen. Diese Studie eröffnet einen neuen Denkansatz“, so Sen.
Die Forscher untersuchen nun, wie sie Diaexosomen gezielt einsetzen können, um die Wundheilung bei Diabetikern zu verbessern. Eine Möglichkeit sei die Entwicklung von Therapeutika, die chemische Veränderungen in Diaexosomen rückgängig machen. Alternativ könnten sie Exosomen von Diabetikern isolieren und sie mit fehlenden Signalen beladen, bevor sie sie wieder in das Wundgewebe infundieren.
Der Beitrag basiert auf einer Pressemitteilung der University of Pittsburgh. Die Originalpublikation findet ihr hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Joel Filipe, unsplash
