Bylo zjištěno, že protein spojený s rakovinou hraje klíčovou roli při hojení ran

Když lékaři v krevním testu zjistí zvýšené hladiny SerpinB3, může to signalizovat, že něco není vážně v pořádku, od těžko léčitelných rakovin až po těžké zánětlivé stavy.

SerpinB3 je a kritický protein který často odhalí, kdy jsou bariérové ​​tkáně těla, jako je kůže nebo plíce, pod vážným stresem z rakoviny nebo chronického onemocnění.

Ale nový výzkum z Arizona State University ukazuje, že SerpinB3, dlouho uznávaný jako marker onemocnění, má také přirozenou roli v těle: pomáhá hojit rány.

Kožní rány zůstávají pro medicínu velkou výzvou. Ze zhruba 6 milionů ran, které se ročně objeví v USA, se mnohé obtížně léčí a jsou často spojeny s cukrovkou, popáleninami, infekcí nebo pokročilým věkem. Tyto těžko se hojící rány dohromady stojí každý rok odhadem 20 miliard dolarů.

V nové studiispoluautoři Jordan Yaron, Kaushal Rege a jejich kolegové z Biodesign Center for Biomaterials Innovation and Translation zjistili, že SerpinB3 je součástí přirozeného arzenálu tělesného hojení ran a pomáhá kůži zotavit se po poškození.

Výzkum poukazuje na nové možnosti: jeho posílení by mohlo zlepšit hojení ran, zatímco jeho blokování může nabídnout způsob, jak bojovat s agresivními rakovinami. Zjištění mohou také pomoci vysvětlit roli SerpinB3 při zánětlivých onemocněních, od kožních onemocnění po astma.

Výzkum se objevuje v Proceedings of the National Academy of Sciences.

Studie vyrostla z konvergence širší práce týmu bioaktivní materiály pro hojení ran a odborné studium rodiny proteinů zvaných serpiny – zkratka pro inhibitory serinových proteáz. Serpiny působí jako důležité regulátory různých procesů, jako jsou např srážení krve a imunitní regulace v celém těle, přičemž několik serpinů má zjevnou roli při udržování rozpadu a opravy tkání v rovnováze.

„Když jsme se hlouběji podívali na to, jak naše bioaktivní nanomateriály pomáhají při opravě tkání, SerpinB3, protein původně zapojený do rakoviny, na nás vyskočil jako klíčový faktor, který koreloval s nanomateriály. hojení ran„Tato cesta, která začala od výzkumu biomateriálů pro obnovu tkání inspirovaného využitím k odhalení základní role tohoto proteinu jako mechanismu reakce na zranění v kůži, byla skutečně fascinující. Nyní stavíme na tomto základním zjištění a zkoumáme roli SerpinB3 v jiných patologických stavech.“

Rege je profesorem chemického inženýrství a ředitelem Biodesign Center for Biomaterials Innovation and Translation. Yaron je odborný asistent chemického inženýrství a fakulty s centrem. Oba vyšetřovatelé zastávají akademické schůzky na School for Engineering of Matter, Transport and Energy na ASU.

Rozdělená identita SerpinB3

Mnoho serpinů je spojeno s nemocí, když se jejich rovnováha v těle pokazí a projeví se zánětem, fibrózou a rakovinou. Jeden člen této rodiny, SerpinB3, byl široce používán v testech rakoviny jako indikátor agresivního onemocnění.

SerpinB3 – také známý jako antigen-1 spinocelulárního karcinomu – byl poprvé objeven v tkáni rakoviny děložního čípku v roce 1977. Dlouho se používá jako biomarker agresivních rakovin plic, jater a kůže, kde jsou vysoké hladiny spojeny se špatnými výsledky.

„Po více než čtyři desetiletí byl SerpinB3 uznáván jako hnací motor růstu rakoviny a metastáz – natolik, že se stal klinickou diagnostikou. Přesto po tak dlouhé době zůstala jeho normální role v těle záhadou,“ řekl Yaron. „Ale když jsme se podívali na poraněnou, hojící se kůži, zjistili jsme, že buňky pohybující se do spodiny rány produkovaly obrovské množství tohoto proteinu. Bylo jasné, že je to součást mechanismu, který si lidé vyvinuli k léčení poranění epitelu, což je proces, který se rakovinné buňky naučily využívat k šíření. To nyní otevírá dveře k pochopení toho, jak se tento protein podílí na mnoha dalších chorobách.“

Jak SerpinB3 pomáhá uzavřít rány

Sledováním toho, které geny se během hojení zapnou, vědci zjistili, že hladiny SerpinB3 v poraněné kůži prudce vzrostly. Nárůst byl zvláště silný u krytých ran pokročilé obvazy z biomateriálunález založený na dřívějším výzkumu skupiny, který ukazuje, jak takové materiály mohou posílit přirozené signály opravy těla.

V laboratorních testech přidání dalšího SerpinB3 způsobilo, že se kožní buňky pohybovaly a kryly rány rychleji, fungovaly stejně efektivně jako známý posilovač hojení zvaný epidermální růstový faktor. SerpinB3 funguje tak, že aktivuje keratinocyty – kožní buňky, které se normálně pohybují, aby opravily poškození. Po zapnutí se tyto buňky stanou méně lepkavými a mobilnějšími, což jim umožní vklouznout do rány a obnovit tkáň.

Protein také pomáhá přirozeným opravným sítím těla, řídí hojení a růst nových tkání. Ošetřené rány vypadaly úhledněji uspořádané kolagenová vláknakteré fungují jako podpůrná struktura a pomáhají obnovit pevnost a integritu pokožky.

Důsledky pro péči

Výzkumníci poznamenávají, že je zapotřebí více práce, abychom pochopili, jak SerpinB3 zapadá do širších systémů léčení těla. Protože SerpinB3 urychluje opravu, mohl by jednoho dne být vyvinut jako léčba houževnatých ran – jako jsou dekubity a jiné vředy, které se v průběhu času pomalu hojí.

Odhalením dvojitého života SerpinB3 studie ukazuje, jak by hlubší pochopení vlastních opravných systémů těla mohlo vést k lepší léčbě ran – a novým strategiím boje rakovina.