Biotech
Rebolusyonaryong Pag-aaral Nagbubunyag ng Bagong Kaalaman sa Mga Advanced na Salik ng Pagpapagaling
Idagdag ang Securities.io sa mga gusto mong mapagkunan sa Google
Natuklasan ng isang bagong pag-aaral ang isang paraan upang lubos na mapabilis ang paggaling ng sugat, na nag-aambag ng hanggang $250 bln sa pandaigdigang gastusin sa pangangalagang pangkalusugan.
Ang paggaling ng sugat ay isang malaking suliraning klinikal, kung saan ang mga sugat ay nakakaapekto sa over 8 million people sa US noong 2014 lamang. Ang patuloy na tumatandang at labis na katabaan na populasyon ng bansa ay nagdulot ng paglago ng laki ng pamilihan ng mga produktong pang-sara ng sugat hanggang $21.4 bln noong 2022. Inaasahang tataas pa ito ng higit sa 4% pagsapit ng katapusan ng dekadang ito.
May dahilan ang mga nakakabahalang numerong ito. Ang balat ay ang panlabas na bahagi ng ating katawan at binubuo ng tatlong patong: epidermis, dermis, at hypo-dermis. Ito ay nagsisilbing unang harang ng katawan laban sa mga kemikal, pathogen, mekanikal na pinsala, at liwanag ng UV.
Dahil ito ang pinaka-access na organo sa ating katawan, madaling masaktan ito, na nagreresulta sa sugat. Ang mga pinsalang ito ay karaniwan at maaaring magmula sa maliit hanggang malubha. Kadalasan silang inuri bilang acute o chronic.
Kapag nagkaroon ng sugat, nagsisimula ang katawan na mag-ayos ng sarili nito sa pamamagitan ng komplikadong interaksyon ng selular, kemikal, at pisikal na mga pangyayari. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng dalawang mekanismo: tissue regeneration, na kinabibilangan ng pagpapalit ng nasirang tisyu sa pamamagitan ng pag-uulit ng magkatulad na selula, at tissue repair, na nag-aayos ng nasirang tisyu, subalit nawawala ang orihinal na estruktura at espesyalisadong tungkulin nito.
Ang masalimuot na proseso ng normal na paggaling ng isang acute na sugat ay pangunahing binubuo ng apat na yugto: hemostasis, inflammation, proliferation, at remodeling. Ang mga sugat na hindi dumadaan sa mga normal na hakbang na ito ay nananatiling nasa hindi reguladong estado ng pamamaga.
Sa unang yugto, nasisira ang mga daluyan ng dugo, at pinapagana ng katawan ang mga platelet at naglalabas ng mga growth factor upang pigilan ang pagdaloy ng dugo. Sa ikalawang yugto, isang espesyal na uri ng puting selula ng dugo na tinatawag na neutrophils ang nagsisimulang sirain ang patay na tisyu at alisin ito. Sa huling bahagi ng yugtong ito, lumilitaw ang isa pang uri ng puting selula, ang monocytes, na nagiging malalaking selula na tinatawag na macrophages, na kumakain ng nasirang tisyu at naglalabas ng cytokines, chemokines, at growth factors.
Sa ikatlong yugto, ang mga macrophage ay gumagawa ng iba’t ibang sangkap, na nagiging sanhi ng katawan na lumikha ng bagong tisyu, na pumupuno sa sugat at nagsasara nito. Sa ikaapat na yugto, ang huling yugto, ang katawan ay gumagawa at nagbabasag ng collagen para sa pag-aayos ng bagong tisyu.
Maraming salik ang nagpapahina sa prosesong ito ng paggaling ng sugat, kabilang ang mga gamot, impeksiyon, at mga kasamang karamdaman, pati na rin ang mga gawi sa pamumuhay, kalagayan ng nutrisyon, at ang dating kalagayan ng balat.
Kasama sa mga salik na ito ang paninigarilyo, na nakakaapekto sa daloy ng dugo; alkohol, na nagpapababa ng immune function; radiation, na nagpapabagal sa paggaling ng sugat; necrosis, na nagdudulot ng kamatayan ng tisyu; diabetes, na nagdudulot ng mga komplikasyon tulad ng peripheral neuropathy at ischemia; obesity, na kaugnay ng hindi sapat na oxygenation ng tisyu at tumaas na panganib ng ischemia; steroids, na nagpapababa ng produksyon ng collagen at fibroblast proliferation; at non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), na humahadlang sa angiogenesis.
Pagsasamantala sa Immune System
Ang mga pinsala sa balat ay nakakaabala sa pang-araw-araw na buhay ng milyun-milyong tao, na nagdudulot hindi lamang ng impeksiyon at mahabang pananatili sa ospital kundi pati na rin ng kamatayan sa maraming kaso. Malaking halaga ng mga mapagkukunan ang inilaan upang makahanap ng epektibong mga estratehiya sa pamamahala ng sugat.
Sa larangan ng pangangalaga sa sugat, binibigyang-diin ang paghahanap ng mga bagong therapeutic approach at teknikal na pag-unlad para sa pamamahala ng acute at chronic na sugat. Gayunpaman, nangangahulugan ito ng pag-unawa sa agham ng paggaling ng sugat at kung paano nag-aayos at nagre-repopulate ang mga tisyu matapos ang pinsala.
Bagamat maraming pag-unlad ang nagawa sa pag-unawa sa masalimuot na proseso ng paggaling ng sugat, may mga hakbang pa na kailangang matuklasan. Ito mismo ang naabot ng bagong pag-aaral. Isang pangkat ng mga mananaliksik ang nagkaroon ng malaking breakthrough nang matuklasan nila ang isang mahalagang bahagi ng proseso ng paggaling ng sugat na naapektuhan sa mga kondisyon tulad ng advanced na pagtanda at diabetes.
Ang matagumpay na mga paggamot sa regenerative medicine ay talagang kailangang gamitin ang mga salik na may pangunahing papel sa paggaling ng tisyu. Pagdating sa paggaling ng mga tisyu, ang ating immune system ay may mahalagang papel dito.
Kaya, ang pag-aayos ng immune system upang itaguyod ang paggaling ng sugat ay napatunayang napakaepektibo. Para sa tamang paggaling, ang mga komponent ng immune ay nagsasama-sama upang lumikha ng isang komplikadong serye ng mga pangyayari. Samakatuwid, ang mga regenerative strategy na kumokontrol sa mga komponent ng immune ay napatunayang epektibo sa paggaling ng sugat, lalo na sa mga kaso kung saan ang immune dysregulation dulot ng mga sakit tulad ng diabetes o pagtanda ay nakasira sa paggaling ng tisyu matapos ang pinsala.
Ang mga kondisyong ito ay karaniwang may negatibong epekto sa paggaling ng tisyu, kadalasang nagdudulot ng patuloy na pamamaga sa nasirang lugar. Ang mga pasyenteng diabetic ay may 25% na lifetime risk na magkaroon ng foot ulcer (DFU), kung saan 14% nito ay nauuwi sa amputasyon.
“Ang posibilidad ng pagkakaroon ng karaniwang sugat na may kaugnayan sa diabetes ay tumataas kasabay ng pagtaas ng longevity at medikal na komplikasyon ng mga taong may diabetes.”
– Dr. Yen-Zhen Lu ng ARMI, co-lead author ng pinakabagong pag-aaral
Isa pang salik na may mahalagang papel sa pag-aayos at regenerasyon ng tisyu ay ang nervous system. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang peripheral nerves ay mahalaga sa ilang species ng hayop na kayang mag-regenerate ng mga tisyu. Ang ilang pag-aaral ay gumamit ng nerve depletion sa mga daga, na nagpakita na ang nociceptive neurons ay nagtataguyod ng pag-aayos ng balat at ang non-peptidergic C-fibers ay nagpapasigla ng regenerasyon ng adipose tissue (connective tissue na bumabalot sa buong katawan) matapos ang pinsalang dulot ng UV.
Ngayon, ang nociceptive sensory neurons o nociceptors ay mga espesyal na primary sensory nerves na nakakaramdam ng sakit sa pamamagitan ng pagtuklas at pagtugon sa mga nakalalasong stimuli mula sa temperatura, pamamaga, kemikal hanggang sa matinding presyon.
Ang mga sensory neuron na may mga dulo ng nerbiyos sa mga tisyu ay may mahalagang papel bilang immunoregulators, na nagdudulot ng parehong protektibo at nakasasamang epekto. Halimbawa, ang mga nociceptor ay maaaring magpababa o magpataas ng pamamaga.
Dahil sa kakayahan ng mga nociceptor na baguhin ang immune system at sa kritikal na papel ng huli sa pag-aayos at regenerasyon ng tisyu, sinuri ng pag-aaral ang kahalagahan ng peptidergic sensory neurons sa paggaling ng tisyu matapos ang isang acute na pinsala. Masusing sinuri pa ng mga mananaliksik ang paggamit ng neuro-immune interactions upang mapabuti ang paggaling ng tisyu.
Gumamit ang pangkat ng partikular na kalamnan at balat bilang mga tissue model na may nociceptors, kung saan tumutulong ang immune system sa pag-aayos at regenerasyon.
Paggamit ng Sensory Neurons para sa Pagpapagaling ng Tisyu
Bagaman walang malinaw na pag-unawa kung paano nakakaapekto ang neuroimmune interactions sa pagpapanumbalik ng mga tisyu matapos ang biglaang sugat, ang pinakabagong pag-aaral published in Nature ay nagpakita na ang pagtanggal o pagwasak ng NaV1.8 nociceptor ay may mahalagang papel dito.
Ang Nav1.8, o voltage-gated sodium channel, ay matatagpuan sa dorsal root ganglion (DRG), isang kumpol ng mga neuron sa dorsal root ng spinal nerve sa maliliit na sensory neuron na tinatawag na C-fibers. Ang mga C-fibers na ito ay maaaring ma-activate ng mekanikal na stimuli at, bilang gayon, maaaring magdala ng mga mensahe ng sakit. Kaya, ang lokasyon ng Nav1.8 ay maaaring gawing isang mahalagang therapeutic target para sa pagbuo ng mga bagong gamot para sa paggamot ng chronic pain.
Natuklasan ng pag-aaral na, sa panahon ng proseso ng paggaling, ang mga dulo ng nociceptor ay lumalaki papunta sa nasirang tisyu at nakikipag-ugnayan sa mga immune cell sa pamamagitan ng neuropeptide na CGRP.
“Kahanga-hanga, ang neuropeptide na ito ay kumikilos sa mga immune cell upang kontrolin ang mga ito, na nagpapadali sa paggaling ng tisyu matapos ang pinsala.”
– Pangunahing mananaliksik Mikaël Martino
Ang CGRP, o calcitonin gene-related peptide, ay inilalabas mula sa sensory nerves at may mga proteksiyon na mekanismo na mahalaga para sa paggaling ng sugat. Ito ay kumikilos sa pamamagitan ng receptor activity-modifying protein 1 (RAMP1) sa mga neutrophil, monocyte, at macrophage upang pigilan ang pamamahala, pabilisin ang pagkamatay, palakasin ang efferocytosis, at i-polarisa ang mga macrophage patungo sa pro-repair phenotype.
Ang mga epekto ng CGRP sa mga neutrophil (puting selula ng dugo na tumutulong labanan ang impeksiyon) at macrophage (puting selula ng dugo na pumapatay ng mikroorganismo, nag-aalis ng patay na selula, at nagpapasigla ng mga aksyon ng iba pang selula ng immune system) ay pinamamagitan sa pamamagitan ng paglabas ng thrombospondin-1.
Kapansin-pansin, ang mga sensory neuron ay mahalaga para sa distribusyon ng CGRP. Ipinakita ito sa pamamagitan ng selektibong pagtanggal ng mga sensory neuron sa mga daga, na nagbawas ng CGRP at malaki ang nagpababa sa paggaling ng mga sugat sa balat at regenerasyon ng kalamnan matapos ang pinsala.
Gayunpaman, bilang isang maliit na peptide, ang CGRP ay humaharap sa mga hamon sa pag-abot ng pangmatagalang epekto kapag inihahatid nang lokal sa tisyu. Bukod pa rito, hindi inirerekomenda ang mataas na konsentrasyon ng CGRP sa katawan, dahil sa posibleng off-target effects nito.
Kaya, dinisenyo ng pangkat ang CGPR at pinagsama ito sa isang ECM-binding sequence upang mapabuti ang paghawak at proteksyon nang hindi nasisira ang aktibidad nito. Ang mga variant ng CGRP ay sa huli ay inihatid nang topical sa balat at sa pamamagitan ng fibrin hydrogel para sa kalamnan.
Sa paghatid ng 1 μg, parehong pinahusay ng mga variant ng CGRP ang lawak ng paggaling ng sugat at pag-ibalik ng kalamnan. Ang mas mababang dosis, 250 ng ng engineered CGRP, ay nagbigay ng mas magagandang resulta, samantalang ang mataas na dosis, 10 μg, ay nag-ambag sa peripheral nociceptive sensitization.
Sa konklusyon, natuklasan ng pag-aaral na sa mga daga na walang nociceptors at sa mga may peripheral neuropathies na katulad ng nakikita sa mga pasyenteng diabetic, ang pag-inject ng eCGRP (ang engineered variety) ay nagpabilis ng pagsasara ng sugat at nagpasigla ng regenerasyon ng kalamnan. Binanggit din ng pag-aaral na ang aplikasyon ng CGRP ay malamang na magtaguyod ng pag-aayos ng cornea.
Ipinapakita nito na sa pamamagitan ng pagsasamantala sa neuro-immune interactions, maaari nating pamahalaan ang mga tisyu na hindi gumagaling dahil sa dysregulated neuroimmune interactions na sumisira sa paggaling ng tisyu.
Pagbubukas ng mga Bagong Daan para sa Epektibong Terapiya
Tulad ng ating nakita, ang pinakabagong pag-aaral ay nagdala ng malalim na pagtuklas, “ang masalimuot na ugnayan sa pagitan ng mga nociceptor, immune cell, at mga proseso ng paggaling ng tisyu,” na may malaking implikasyon para sa pagpapalawak ng ating pag-unawa sa proseso ng paggaling ng tisyu matapos ang acute na pinsala.
Ayon kay Associate Professor Martino, ang pagtuklas na ito ay may potensyal na ganap na baguhin ang mukha ng regenerative medicine sa pamamagitan ng pagbibigay-liwanag sa “ang mahalagang papel ng sensory neurons sa pag-oorganisa ng pag-aayos at regenerasyon ng mga tisyu, na nag-aalok ng magagarang implikasyon para sa pagpapabuti ng kinalabasan ng pasyente.”
Bukod dito, ang mga natuklasan ay maaaring maging lubos na kapaki-pakinabang sa paggamot ng mga tisyu na mahina ang paggaling at mga chronic na sugat. Ayon kay Martino, na namumuno sa grupo sa Australian Regenerative Medicine Institute (ARMI) ng Monash University at EMBL Australia:
“Sa pamamagitan ng pagsasamantala sa neuro-immune interactions, layunin ng pangkat na bumuo ng mga makabagong terapiya na tinutugunan ang isa sa mga pangunahing sanhi ng nasirang paggaling ng tisyu, na nag-aalok ng pag-asa sa milyun-milyong tao.”
Dagdag pa niya na ang paggamit ng potensyal ng “neuro-immuno-regenerative” ay maaaring magbunga ng paglikha ng epektibong mga terapiya bilang mga standalone na paggamot o bilang kombinasyon sa mga umiiral na pamamaraan.
Ang pag-uncover ng mga pangunahing mekanismo sa masalimuot na aspeto ng proseso ng paggaling ay mahalaga sa pananaliksik sa sugat at sa paghahanap ng mas maganda at mas epektibong solusyon para gamutin ang mga sugat.
Maraming clinical trial ang kasalukuyang isinasagawa, na nakatuon sa mga bagong gamot at advanced na terapiya. Lalo na, daan-daang makabagong wound dressing na may mga bagong at iba’t ibang mekanismo ng aksyon ay nasa preclinical at clinical development para sa paggamot ng acute at chronic na sugat.
Sa acute na sugat, may pag-unlad sa mga wound dressing na nagpapababa ng pagdurugo, sumisipsip ng mga likido na tumatagas, at nagsasara ng sugat upang itaguyod ang paggaling. Halimbawa, ang mga materyales tulad ng alginate, poly(N-isopropylacrylamide), at hydrogels ay sinusuri upang lumikha ng isang lubos na malagkit na wound dressing na nagpapabilis ng kontraksyon ng sugat.
Sa chronic na sugat na hindi sumusunod sa karaniwang yugto ng paggaling, ang mga bagong bandage ay tinatarget ang yugto ng pamamaga, kung saan ito ay nananatili nang masyadong matagal. Dagdag pa, ang mga bandage na ito ay nagbabalik ng tisyu ng balat at nagbibigay ng proteksyon laban sa impeksiyon. Sa mga diabetic na sugat, layunin ng mga pag-aaral na pasimulan ang proseso ng paggaling sa pamamagitan ng pag-induce ng acute inflammation sa pamamagitan ng paglabas ng neuropeptide na substance P at paghahatid ng mast cell stabilizer. Sa mga diabetic na daga, ang pagtanggal ng mga tissue-damaging proinflammatory factors ay napatunayan na nagpapabuti sa regenerasyon at paggaling ng tisyu.
Isa pang larangan ng pokus ay ang mga skin wound substitute para sa malubhang sunog, kung saan ang 3D bioprinting ay tumatanggap ng malaking atensyon. Bukod pa rito, nagpapatuloy ang mga clinical trial sa advanced anti-scarring at paggaling, kabilang ang mga kaugnay ng stem cells, exosomes, at peptides.
Sa kabila ng lahat ng pag-unlad na nagaganap, ang paggamot sa acute at chronic na sugat ay nagdadala ng maraming hamon. Upang harapin ito, kailangan natin ng mas malalim na pag-unawa sa mga prosesong nagdudulot ng pinsala at paggaling ng sugat sa iba’t ibang kaso.
I-click dito upang matutunan ang mga makabagong pamamaraan sa pagpapabuti ng buhay ng tao.
Konklusyon
Habang karamihan sa mga tao ay hindi nagtagumpay na pagalingin ang kanilang mga sugat nang walang peklat, maraming hayop ang kayang mag-regenerate ng mga sugat nang walang peklat. Ang mga cetacean, mga mammal na may masikip na balat, ay nagpakita ng pambihirang kakayahan na pagalingin ang malalim na pinsala sa malambot na tisyu, bagaman kulang pa ang mahahalagang impormasyon tungkol sa kanilang paggaling ng sugat. Gayunpaman, ang mga salamander ay may kahanga-hangang kakayahang mag-regenerate. Hindi lamang nila napagaling ang parehong panloob at panlabas na pinsala nang walang peklat, kundi kaya rin ng mga salamander na muling buuin ang kanilang nawalang mga paa.
Kapansin-pansin, ang mga hayop na maaaring mag-regenerate nang walang peklat ay kadalasang may mga buto na “napakaliit” at “halos gelatinous” na mga tisyu.
Hindi ito dahil kulang ang mga tao sa mga kakayahang ito; ang kamangha-manghang kakayahan ng mga sanggol sa sinapupunan na pagalingin ang mga sugat sa balat nang walang peklat ay pinag-aralan ng mga siyentipiko, isang kakayahang kadalasang nawawala pagkatapos ng kapanganakan. Ngunit ngayon, tulad ng tinalakay natin kanina, ang pagtuklas ng molekula ay lubos na nagpabilis ng proseso ng paggaling, hanggang 2.5 beses na mas mabilis at 1.6 beses na mas maraming regenerasyon ng kalamnan sa mga modelong hayop.
Sa pangkalahatan, ang mga inobasyon, breakthrough, at pag-unlad ng teknolohiya ay nagsisiguro na ang mga pasyente ay makakatanggap ng pinakaepektibong paggamot, na nagbubukas ng maliwanag na kinabukasan para sa pangangalaga ng sugat at advanced na paggaling para sa mga tao.
I-click dito para sa sampung pinaka-promising na biotech stocks.
