新型「活繃帶」可持續釋放治療蛋白質以加速慢性傷口癒合

研發的「活性繃帶」可能為治療慢性傷口提供新方法，通過直接在身體最需要的部位傳遞治療信號。來自萊斯大學的研究人員開發了一種細胞因子工廠貼片，能夠在傷口內持續釋放治療性蛋白質。慢性傷口的治療一直面臨挑戰，因為身體往往難以維持修復組織所需的免疫信號。現有療法也存在侷限，因為治療蛋白質會迅速降解，無法在傷口部位長時間保持。

細胞因子工廠貼片提供持續釋放治療信號的解決方案

萊斯大學的團隊設計了這種貼片作為一種基於細胞的傳遞平台，利用經過工程改造的細胞作為微型工廠。這些細胞能夠在較長時間內持續生產細胞因子，而不是短時間內釋放。細胞因子是調節炎症、免疫活動和組織再生的信號蛋白。通過在傷口部位直接釋放，該貼片旨在在康復期間維持穩定的治療環境。

該裝置來自 Omid Veiseh 的實驗室。研究人員將經過工程改造的 ARPE-19 細胞包裹在一種受保護的生物相容性基質中，這些細胞能夠分泌包括 IL-10、IL-12 和 TGF-β在內的細胞因子。該基質允許養分和治療性蛋白質通過材料移動，同時保護工程細胞免受宿主免疫系統的影響。研究人員表示，這種設置有助於更長時間維持局部細胞因子的釋放。

在臨牀前研究中，該貼片加速了小鼠和豬的切除傷口模型的癒合。研究結果突顯了在組織修復過程中持續的局部免疫調節的潛力。Veiseh 表示：「研究結果顯示，持續的局部細胞因子釋放可以支持參與組織修復的關鍵生物途徑。」他補充道，保持傷口部位信號分子的穩定供應有助於更有效地激活身體的自然癒合反應。

研究人員還檢查了該貼片如何影響細胞層面的生物活動。RNA 測序顯示，治療後與傷口癒合相關的多個途徑被激活。轉錄組分析顯示，與組織再生和免疫調節相關的基因活性增加。這些結果為動物模型中觀察到的較快癒合提供了分子解釋。

該平台還提供了超越單一治療策略的靈活性。研究人員設計了該系統，使科學家可以修改工程細胞以產生不同組合的細胞因子、生長因子或治療性蛋白質。這種模組化結構可能有助於針對不同類型的傷口和疾病定製未來的治療方案。團隊還整合了一種優化的水凝膠基質，未來可能與生物電子技術協同工作。

研究人員認為，細胞因子工廠的概念可能擴展到傷口癒合以外的應用。他們表示，該平台可能支持在需要持續的、特定部位的免疫信號的疾病中進行局部治療蛋白的釋放。萊斯大學生物工程系助理研究教授及該研究的共同作者 Christian Schreib 表示，團隊現在計劃改善對細胞因子釋放的控制。他表示：「調整細胞因子的類型和釋放時間的能力為更精確地控制癒合過程打開了大門。」他補充道，未來的工作可能包括調控細胞因子分泌的光遺傳系統。

該研究得到了美國國防高級研究計劃局的支持，研究結果已發表在《自然生物醫學工程》期刊上。