Studien bringen mitochondriale Mechanismen mit verbesserter Heilung bei chronischen diabetischen Wunden in Verbindung
Zwei Studien haben mitochondriale Mechanismen mit der Reparatur diabetischer Wunden in Verbindung gebracht, darunter eine gezielte mitochondriale Transplantation und die zirkuläre RNA circMTRNR2. In experimentellen Modellen verbesserten beide Ansätze die Wundheilung und weisen auf mögliche neue Ziele für die Behandlung chronischer Wunden hin.
Forscher haben neue Erkenntnisse zu mitochondrialen Mechanismen bei chronischen diabetischen Wunden berichtet, darunter eine gezielte Strategie zur mitochondrialen Transplantation und eine mit der Reparatur verbundene mitochondriale zirkuläre RNA. Bei diabetischen Wunden wurden eine gestörte Mitophagie und die Anreicherung geschädigter Mitochondrien als zentrale Treiber einer Endothelzelldysfunktion beschrieben, während Gewebe von Patienten mit lang bestehenden diabetischen Fußulzera verringerte Spiegel der mitochondrialen zirkulären RNA circMTRNR2 aufwies. Beide Studien erklärten, dass die mitochondrialen Befunde in experimentellen Modellen mit einer verbesserten Wundheilung verbunden waren.
Eine Studie berichtete, dass die mitochondriale Transplantation durch die Reaktivierung der Mitophagie wirkt, um dysfunktionale Mitochondrien selektiv zu eliminieren, dadurch die mitochondriale Homöostase wiederherzustellen und die Funktionalität der Endothelzellen zu retten. Die Forscher entwickelten eine biomimetische Strategie der mitochondrialen Transplantation, indem sie die Membran apoptotischer, von Endothelzellen abgeleiteter Vesikel auf die Oberfläche isolierter Mitochondrien aufbrachten. Der daraus resultierende Mito-AVM-Komplex nutzte homologes Targeting und Phosphatidylserin-vermittelte „Eat-me“-Signalgebung und erzielte so eine um 150 % höhere Zustelleffizienz an Endothelzellen in diabetischen Wunden.
Dieselbe Studie beschrieb zudem ein mit 3-Aminophenylborsäure modifiziertes Hydrogel aus Hyaluronsäure/Polyvinylalkohol für das Mikromilieu diabetischer Wunden, das eine durch reaktive Sauerstoffspezies und Glukose ausgelöste anhaltende Freisetzung des eingekapselten Mito-AVM an der Wundstelle ermöglichte. Tierexperimente zeigten, dass das System die Angiogenese und Kollagenablagerung signifikant förderte und die Wundheilung bei diabetischen Modellmäusen beschleunigte, wobei die Wirksamkeit jeder Einzeltherapie deutlich überlegen war. Die Ergebnisse wurden in Research unter dem Titel „Apoptotic Vesicle Membrane-Mediated Targeted Endothelial Mitochondrial Transplantation-Clearance Therapy for Diabetic Wound Healing“ veröffentlicht.
Eine separate Studie identifizierte circMTRNR2 als mitochondriale zirkuläre RNA, die eine wichtige Rolle bei der Heilung chronischer Wunden spielt. Es wurde festgestellt, dass diese RNA in Gewebe von Patienten mit lang bestehenden diabetischen Fußulzera vermindert war. Die Forscher analysierten Hautproben von Patienten mit nicht heilenden Wunden sowie von gesunden Spendern und verwendeten außerdem ein experimentelles Wundmodellsystem sowohl in menschlicher Haut als auch in Mäusen.
Die Ergebnisse zeigten, dass bei abnehmendem circMTRNR2 die Fähigkeit von Fibroblasten, zu wachsen, sich zu bewegen und neues Gewebe aufzubauen, beeinträchtigt war. Der Studie zufolge scheint das Molekül die Reparaturfähigkeit der Haut zu unterstützen, indem es den Energiestoffwechsel der Zellen vor schädlichem Stress schützt; fehlt circMTRNR2, nimmt der Zellstress zu und die Mitochondrien werden geschädigt, was die Wundheilung verlangsamt. Sowohl in Modellen menschlichen Wundgewebes als auch in Tiermodellen verlief der Heilungsprozess langsamer, wenn die Menge an circMTRNR2 reduziert war, und schneller, wenn sie erhöht wurde.
Die Befunde zu circMTRNR2 wurden in Advanced Science unter dem Titel „Mitochondrial CircRNA CircMT‐RNR2 Safeguards Antioxidant Defense to Support Fibroblast Functions in Wound Repair“ veröffentlicht. Beide Berichte beschrieben neue mitochondriale Zielstrukturen und Verabreichungsansätze für chronische diabetische Wunden, betonten jedoch zugleich, dass weitere Forschung für einen künftigen therapeutischen Einsatz erforderlich ist.