side_banner

Mekanisme af blodpladerigt plasma (PRP) terapi for at fremme vævsheling

Konceptet kendt i dag som PRP dukkede først op inden for hæmatologi i 1970'erne.Hæmatologer opfandt udtrykket PRP for årtier siden i et forsøg på at beskrive plasma opnået fra blodpladetal over basalværdier i perifert blod.Mere end et årti senere blev PRP brugt i maxillofacial kirurgi som en form for blodpladerigt fibrin (PRF).Fibrinindholdet i dette PRP-derivat er af stor værdi for dets klæbende og homeostatiske egenskaber, mens PRP har vedvarende antiinflammatoriske egenskaber og stimulerer celleproliferation.Endelig, omkring 1990'erne, blev PRP populær, og til sidst blev teknologien overført til andre medicinske områder.Siden da er denne positive biologi blevet grundigt undersøgt og anvendt til behandling af forskellige muskuloskeletale skader hos professionelle atleter, hvilket yderligere bidrager til dens udbredte mediebevågenhed.Ud over at være effektiv inden for ortopædi og idrætsmedicin bruges PRP inden for oftalmologi, gynækologi, urologi og kardiologi, pædiatri og plastikkirurgi.I de senere år er PRP også blevet rost af hudlæger for dets potentiale til at behandle hudsår, arrevision, vævsregenerering, hudforyngelse og endda hårtab.

PRP

I betragtning af det faktum, at PRP er kendt for direkte at manipulere helings- og inflammatoriske processer, skal helingskaskaden introduceres som reference.Helingsprocessen er opdelt i følgende fire stadier: hæmostase;betændelse;cellulær og matrixproliferation, og endelig sårremodellering.

1. Vævsheling

En vævshelende kaskade aktiveres, en proces, der fører til blodpladeaggregering, koageldannelse og udvikling af en midlertidig ekstracellulær matrix (ECM. Blodplader klæber derefter til eksponeret kollagen og ECM-proteiner, hvilket udløser tilstedeværelsen af ​​α-granulat i frigivelsen af Bioaktive molekyler Blodplader indeholder en række bioaktive molekyler, herunder vækstfaktorer, kemokiner og cytokiner, såvel som pro-inflammatoriske mediatorer såsom prostaglandiner, prostatacyclin, histamin, thromboxan, serotonin og bradykinin.

Den sidste fase af helingsprocessen afhænger af ombygningen af ​​såret.Vævsremodellering er stramt reguleret for at etablere en balance mellem anabolske og katabolske reaktioner.I denne fase stimulerer blodpladeafledt vækstfaktor (PDGF), transformerende vækstfaktor (TGF-β) og fibronectin spredningen og migrationen af ​​fibroblaster samt syntesen af ​​ECM-komponenter.Tidspunktet for sårmodning afhænger dog i høj grad af sårets sværhedsgrad, individuelle karakteristika og det skadede vævs specifikke helingsevne, og visse patofysiologiske og metaboliske faktorer kan påvirke helingsprocessen, såsom vævsiskæmi, hypoxi, infektion , Vækstfaktorubalancer og endda metaboliske syndrom-relaterede sygdomme.

Et pro-inflammatorisk mikromiljø, der forstyrrer helingsprocessen.For at komplicere sagerne er der også høj proteaseaktivitet, der hæmmer den naturlige virkning af vækstfaktor (GF).Ud over at have mitogene, angiogene og kemotaktiske egenskaber er PRP også en rig kilde til mange vækstfaktorer, biomolekyler, der kan modvirke skadelige virkninger i betændt væv ved at kontrollere forværret inflammation og etablere anabolske stimuli.I betragtning af disse egenskaber kan forskere finde et stort potentiale i at behandle en række komplekse skader.

2. Cytokin

Cytokiner i PRP spiller nøgleroller i at manipulere vævsreparationsprocesser og regulere inflammatorisk skade.Antiinflammatoriske cytokiner er et bredt spektrum af biokemiske molekyler, der medierer pro-inflammatoriske cytokinresponser, hovedsageligt induceret af aktiverede makrofager.Antiinflammatoriske cytokiner interagerer med specifikke cytokininhibitorer og opløselige cytokinreceptorer for at modulere inflammation.Interleukin (IL)-1-receptorantagonister, IL-4, IL-10, IL-11 og IL-13 er klassificeret som de vigtigste anti-inflammatoriske cytokiner.Afhængigt af typen af ​​sår kan nogle cytokiner, såsom interferon, leukæmi-hæmmende faktor, TGF-β og IL-6, udvise pro- eller anti-inflammatoriske virkninger.TNF-α, IL1 og IL-18 har visse cytokinreceptorer, der kan hæmme de pro-inflammatoriske virkninger af andre proteiner [37].IL-10 er et af de mest potente antiinflammatoriske cytokiner, det kan nedregulere pro-inflammatoriske cytokiner såsom IL-1, IL-6 og TNF-α og opregulere antiinflammatoriske cytokiner.Disse modregulerende mekanismer spiller kritiske roller i produktionen og funktionen af ​​pro-inflammatoriske cytokiner.Derudover kan visse cytokiner udløse specifikke signalresponser, der stimulerer fibroblaster, som er kritiske for vævsreparation.De inflammatoriske cytokiner TGFβ1, IL-1β, IL-6, IL-13 og IL-33 stimulerer fibroblaster til at differentiere til myofibroblaster og forbedre ECM [38].Til gengæld udskiller fibroblaster cytokinerne TGF-β, IL-1β, IL-33, CXC og CC kemokiner, som fremmer pro-inflammatoriske responser ved at aktivere og rekruttere immunceller såsom makrofager.Disse inflammatoriske celler har flere roller på sårstedet, primært ved at fremme sårclearance – såvel som biosyntesen af ​​kemokiner, metabolitter og vækstfaktorer, som er essentielle for ombygningen af ​​nyt væv.Således spiller cytokiner, der er til stede i PRP, en vigtig rolle i stimulering af celletype-medierede immunresponser, hvilket driver opløsningen af ​​den inflammatoriske fase.Faktisk har nogle forskere kaldt denne proces "regenerativ inflammation", hvilket tyder på, at den inflammatoriske fase, på trods af patientens uro, er et kritisk trin, der er nødvendigt for, at vævsreparationsprocessen kan nå en vellykket konklusion, givet de epigenetiske mekanismer, hvorved inflammatoriske signaler fremmer cellulære plasticitet.

3. Fibrin

Blodplader bærer flere faktorer relateret til det fibrinolytiske system, som kan opregulere eller nedregulere det fibrinolytiske respons.Det tidsmæssige forhold og det relative bidrag af hæmatologiske komponenter og blodpladefunktion i koagelnedbrydning forbliver et spørgsmål, der er værdig til omfattende diskussion i samfundet.Litteraturen præsenterer mange undersøgelser, der udelukkende fokuserer på blodplader, som er kendt for deres evne til at påvirke helingsprocessen.På trods af adskillige fremragende undersøgelser har andre hæmatologiske komponenter, såsom koagulationsfaktorer og det fibrinolytiske system, også vist sig at yde vigtige bidrag til effektiv sårreparation.Per definition er fibrinolyse en kompleks biologisk proces, der er afhængig af aktiveringen af ​​visse enzymer for at lette nedbrydningen af ​​fibrin.Det fibrinolytiske respons er blevet foreslået af andre forfattere, at fibrinnedbrydningsprodukter (fdp) faktisk kan være molekylære midler, der er ansvarlige for at stimulere vævsreparation, en sekvens af vigtige biologiske begivenheder forud for fibrinaflejring og fjernelse fra angiogenese, hvilket er nødvendigt for sårheling.Dannelsen af ​​en koagel efter skade fungerer som et beskyttende lag, der beskytter vævet mod blodtab, invasion af mikrobielle midler og giver også en midlertidig matrix, hvorigennem celler kan migrere under reparation.Koaglet skyldes spaltningen af ​​fibrinogen af ​​serinproteaser og blodplader aggregerer i det tværbundne fibrinfibrøse netværk.Denne reaktion initierer polymerisationen af ​​fibrinmonomerer, hovedbegivenheden i blodpropdannelse.Blodpropper kan også fungere som reservoirer for cytokiner og vækstfaktorer, som frigives ved degranulering af aktiverede blodplader.Det fibrinolytiske system er stramt reguleret af plasmin og spiller en nøglerolle i at fremme cellemigration, vækstfaktorbiotilgængelighed og regulering af andre proteasesystemer involveret i vævsinflammation og regenerering.Nøglekomponenter i fibrinolyse, såsom urokinase plasminogen activator receptor (uPAR) og plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) er kendt for at blive udtrykt i mesenkymale stamceller (MSC'er), en specialiseret celletype, der er nødvendig for vellykket sårheling.

4. Cellemigration

Aktivering af plasminogen gennem uPA-uPAR-associeringen er en proces, der fremmer inflammatorisk cellemigration, da den øger ekstracellulær proteolyse.Da uPAR mangler transmembrane og intracellulære domæner, kræver proteinet co-receptorer såsom integriner og vitreiner for at regulere cellemigration.Yderligere resulterede uPA-uPAR-binding i øget affinitet af uPAR for glasagtige connexiner og integriner, hvilket fremmer celleadhæsion.Plasminogenaktivatorinhibitor-1 (PAI-1) kobler igen cellerne, ødelægger upar-vitrein og integrin-, når det binder til uPA af uPA-upar-integrin-komplekset på celleoverfladen Interaktion mellem glasvoxel.

I forbindelse med regenerativ medicin mobiliseres mesenkymale stamceller fra knoglemarven i forbindelse med alvorlig organskade og kan således findes i kredsløbet hos patienter med flere frakturer.Men under visse omstændigheder, såsom nyresvigt i slutstadiet, leversvigt i slutstadiet, eller under begyndelsen af ​​afstødning efter hjertetransplantation, kan disse celler muligvis ikke påvises i blodet [66].Interessant nok kan disse humane knoglemarvs-afledte mesenkymale (stromale) progenitorceller ikke påvises i blodet hos raske individer [67].En rolle for uPAR i knoglemarvs mesenkymale stamcellemobilisering er også tidligere blevet foreslået, svarende til hvad der sker ved hæmatopoietiske stamceller (HSC) mobilisering.Varabaneni et al.Resultaterne viste, at brugen af ​​granulocytkolonistimulerende faktor i uPAR-mangelfulde mus forårsagede svigt af MSC'er, hvilket igen forstærkede den understøttende rolle af det fibrinolytiske system i cellemigration.Yderligere undersøgelser har også vist, at glycosylphosphatidylinositol-forankrede uPA-receptorer regulerer adhæsion, migration, proliferation og differentiering ved at aktivere visse intracellulære signalveje som følger: pro-overlevelse phosphatidylinositol 4,5-bisphosphat 3-kinase1/2kt signalveje og ERK1/2kt signalveje. og adhæsionskinase (FAK).

MSC'er har vist yderligere betydning i forbindelse med sårheling.For eksempel udviste plasminogen-mangelfulde mus alvorlige forsinkelser i sårhelingshændelser, hvilket tyder på, at plasmin er kritisk involveret i denne proces.Hos mennesker kan tab af plasmin også føre til komplikationer af sårheling.Afbrydelse af blodgennemstrømningen kan i væsentlig grad hæmme vævsregenerering, hvilket forklarer, hvorfor disse regenerative processer er mere udfordrende hos diabetespatienter.

5. Monocytter og regenereringssystemer

Ifølge litteraturen er der en del diskussion om monocytters rolle i sårheling.Makrofager er hovedsageligt afledt af blodmonocytter og spiller en vigtig rolle i regenerativ medicin [81].Da neutrofiler udskiller IL-4, IL-1, IL-6 og TNF-a, trænger disse celler typisk ind i sårstedet ca. 24-48 timer efter skaden.Blodplader frigiver thrombin og blodpladefaktor 4 (PF4), to kemokiner, der fremmer rekrutteringen af ​​monocytter og deres differentiering til makrofager og dendritiske celler.Et slående træk ved makrofager er deres plasticitet, dvs. deres evne til at skifte fænotyper og transdifferentiere til andre celletyper såsom endotelceller, som efterfølgende udviser forskellige funktioner som reaktion på forskellige biokemiske stimuli i sårmikromiljøet.De inflammatoriske celler udtrykker to store fænotyper, M1 eller M2, afhængigt af det lokale molekylære signal, der er kilden til stimulus.M1-makrofager induceres af mikrobielle midler og har således mere pro-inflammatoriske virkninger.I modsætning hertil genereres M2-makrofager typisk af et type 2-respons og har antiinflammatoriske egenskaber, som typisk er karakteriseret ved stigninger i IL-4, IL-5, IL-9 og IL-13.Det er også involveret i vævsreparation gennem produktion af vækstfaktorer.Overgangen fra M1 til M2 isoformer er i høj grad drevet af de senere stadier af sårheling, hvor M1 makrofager udløser neutrofil apoptose og initierer clearance af disse celler).Fagocytose af neutrofiler aktiverer en kæde af begivenheder, hvor cytokinproduktionen er slukket, polariserer makrofager og frigiver TGF-β1.Denne vækstfaktor er en nøgleregulator for myofibroblastdifferentiering og sårkontraktion, hvilket tillader opløsning af inflammation og initiering af den proliferative fase i helingskaskaden [57].Et andet højt beslægtet protein involveret i cellulære processer er serin (SG).Denne hæmatopoietiske celle-udskilte granulan har vist sig at være nødvendig til opbevaring af udskilte proteiner i specifikke immunceller, såsom mastceller, neutrofiler og cytotoksiske T-lymfocytter.Mens mange ikke-hæmatopoietiske celler også syntetiserer serotonin, producerer alle inflammatoriske celler store mængder af dette protein og opbevarer det i granulat til yderligere interaktion med andre inflammatoriske mediatorer, herunder proteaser, cytokiner, kemokiner og vækstfaktor.Negativt ladede glycosaminoglycan (GAG) kæder i SG synes at være kritiske for sekretorisk granula homeostase, da de kan binde til og lette opbevaringen af ​​væsentligt ladede granula komponenter på en celle-, protein- og GAG-kæde-specifik måde.Med hensyn til deres involvering i PRP, har Woulfe og kolleger tidligere vist, at SG-mangel er stærkt forbundet med ændret blodplademorfologi;defekter i blodpladefaktor 4, beta-tromglobulin og PDGF-lagring i blodplader;dårlig blodpladeaggregering og sekretion in vitro og trombose in vivo danner defekter.Forskerne konkluderede derfor, at denne proteoglycan ser ud til at være en masterregulator af trombose.

 

Blodpladerige produkter kan opnås ved at opsamle og centrifugere et individs fuldblod, adskille blandingen i forskellige lag indeholdende plasma, blodplader, leukocytter og leukocytter.Når blodpladekoncentrationerne er højere end basalværdierne, kan knogle- og bløddelsvækst accelereres med minimale bivirkninger.Anvendelsen af ​​autologe PRP-produkter er en relativt ny bioteknologi, der fortsat viser lovende resultater i stimulering og forbedret heling af forskellige vævsskader.Effektiviteten af ​​denne alternative terapeutiske tilgang kan tilskrives den topiske levering af en bred vifte af vækstfaktorer og proteiner, der efterligner og understøtter fysiologiske sårhelings- og vævsreparationsprocesser.Ydermere har det fibrinolytiske system klart en vigtig indflydelse på den samlede vævsreparation.Ud over dets evne til at ændre cellulær rekruttering af inflammatoriske celler og mesenkymale stamceller, modulerer den proteolytisk aktivitet i sårhelingsområder og under regenerering af mesodermalt væv, herunder knogle, brusk og muskler, og er derfor nøglen i muskuloskeletal medicin komponent.

Accelerering af heling er et meget efterspurgt mål af mange fagfolk inden for det medicinske område, og PRP repræsenterer et positivt biologisk værktøj, der fortsat tilbyder lovende udviklinger inden for stimulering og velkoordineret tandem af regenerative begivenheder.Men da dette terapeutiske værktøj forbliver komplekst, især da det frigiver et utal af bioaktive faktorer og deres forskellige interaktionsmekanismer og signaleffekter, er yderligere undersøgelser nødvendige.

 

(Indholdet af denne artikel er genoptrykt, og vi giver ingen udtrykkelig eller underforstået garanti for nøjagtigheden, pålideligheden eller fuldstændigheden af ​​indholdet i denne artikel, og vi er ikke ansvarlige for udtalelserne i denne artikel, forstå venligst.)


Indlægstid: 19-jul-2022