По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 617-089

Может ли эпидермальный фактор роста действовать в качестве сенолитического средства при хронических диабетических ранах? Выдвижение гипотезы

Хорхе Берланга-Акоста Центр генной инженерии и биотехнологии, Гавана, Куба, доктор ветеринарной медицины, кандидат медицинских наук. Исследовательская группа заживления ран и цитопротекции. Центр генной инженерии и  биотехнологии. 31st Ave. Between 158 and 190 St. Playa. PO Box 10600, Гавана, Куба. jorge.berlanga@cigb.edu.cu
Хосе Фернандес-Монтекин Национальный институт ангиологии и сосудистой хирургии, Гавана, Куба, MD, Национальный институт ангиологии и сосудистой хирургии. Кальсада дель Серро, № 1551. Эль Серро, Гавана, Куба. montequi@infomed.sld.cu
Калисто Вальдес-Перес Национальный институт ангиологии и сосудистой хирургии, Гавана, Куба, MD, Национальный институт ангиологии и сосудистой хирургии. Кальсада дель Серро, № 1551. Эль Серро, Гавана, Куба. calixto.valdes@infomed.sld.cu
Уильям Савинье-Гутьеррес Национальный институт ангиологии и сосудистой хирургии, Гавана, Куба, MD, Национальный институт ангиологии и  сосудистой хирургии. Кальсада дель Серро, №  1551. Эль Серро. Гавана. Куба. william.savigne@infomed.sld.cu
Алейда Уркиса-Родригес Центр хирургических и медицинских исследований, Гавана, Куба, MD, Отделение дерматологии. Центр хирургических и  медицинских исследований. Улица 216 и  11-B, Reparto Siboney. Playa, Гавана, Куба. aurquizar@infomed.sld.cu
Ирасема Безарес Рамос Клинический хирургический госпиталь Коммандера Мануэля Фахардо, Гавана, Куба, Клинический хирургический госпиталь Коммандера Мануэля Фахардо. Vedado. Plaza de la Revoluciоn, Гавана, Куба.

У пациентов с сахарным диабетом наблюдается ускоренный процесс старения, который повышает их предрасположенность к осложнениям, затрагивающим многие органы, и к более ранней смерти. Изъязвление нижних конечностей и переход ран в хроническое состояние являются разрушительными осложнениями. Рецидив язвы является частым и проблемным явлением, движущие силы которого на клеточном и молекулярном уровне долго оставались непонятыми. До сих пор профилактика с помощью обучения пациента и воздействие на предрасполагающие факторы являются единственными инструментами продления ремиссии язвы. Клеточное старение играет решающую роль в нарушениях заживления у диабетиков. Преждевременному старению могут способствовать глюкоокислительный стресс при гипергликемии и другие биохимические нарушения. Обзор 18 клинических испытаний репрезентативных терапевтических альтернатив для лечения диабетических ран нижних конечностей показал, что терапия с применением эпидемального фактора роста (ЭФР) как с наружным, так и с инвазивным введением оказалась связанной с самой низкой частотой рецидивов. Исходя из данных, приведенных в литературе, мы полагаем, что ЭФР оказывает местное восстанавливающее действие путем замены стареющих клеток или путем отключения/изменения хода программы эпигенетического старения фибробластов. Этот фактор роста может потенциально действовать как сенолитический агент при диабетических ранах, способствуя неодермальной устойчивости и переносимости физического и механического стрессового воздействия.

Литература:

1. Jupiter DC, Thorud JC, Buckley CJ, Shibuya N. The impact of foot ulceration and amputation on mortality in diabetic patients. I: From ulceration to death, a systematic review. Int Wound J. 2016; 13 (5): 892–903.

2. Shin JY, Roh SG, Sharaf B, Lee NH. Risk of major limb amputation in diabetic foot ulcer and accompanying disease: A meta-analysis. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2017; 70 (12): 1681–8.

3. Berlanga-Acosta J, Schultz GS, Lopez-Mola E, Guillen-Nieto G, Garcia-Siverio M, Herrera-Martinez L. Glucose toxic eff ects on granulation tissue productive cells: the diabetics’ impaired healing. Biomed Res Int. 2013; 2013: 256043.

4. Telgenhoff D, Shroot B. Cellular senescence mechanisms in chronic wound healing. Cell Death Diff er. 2005; 12 (7): 695–8.

5. Armstrong DG, Boulton AJM, Bus SA. Diabetic Foot Ulcers and Their Recurrence. N Engl J Med. 2017; 376 (24): 2367–75.

6. Prattichizzo F, De Nigris V, La Sala L, Procopio AD, Olivieri F, Ceriello A. «Infl ammaging» as a Druggable Target: A Senescence-Associated Secretory Phenotype  — Centered View of Type 2 Diabetes. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2016; 2016: 10.

7. Marti-Carvajal AJ, Gluud C, Nicola S, Simancas-Racines D, Reveiz L, Oliva P, Cedeno-Taborda  J.  Growth factors for treating diabetic foot ulcers. Cochrane Database Syst Rev. 2015 (10): CD008548.

8. Embil JM, Papp K, Sibbald G, Tousignant J, Smiell JM, Wong B, Lau CY. Recombinant human platelet-derived growth factor-BB (becaplermin) for healing chronic lower extremity diabetic ulcers: an open-label clinical evaluation of effi cacy. Wound Repair Regen. 2000; 8 (3): 162–8.

9. Veves A, Falanga V, Armstrong DG, Sabolinski ML, Apligraf Diabetic Foot Ulcer S. Graftskin, a human skin equivalent, is eff ective in the management of noninfected neuropathic diabetic foot ulcers: a prospective randomized multicenter clinical trial. Diabetes Care. 2001; 24 (2): 290–5.

10. Yazdanpanah L, Nasiri M, Adarvishi S. Literature review on the management of diabetic foot ulcer. World J Diabetes. 2015; 6 (1): 37–53.

11. Braun LR, Fisk WA, Lev-Tov H, Kirsner RS, Isseroff RR. Diabetic foot ulcer: an evidence-based treatment update. Am J Clin Dermatol. 2014; 15 (3): 267–81.

12. Rufi ni A, Tucci P, Celardo I, Melino G. Senescence and aging: the critical roles of p53. Oncogene. 2013; 32 (43): 5129–43.

13. Kordinas V, Ioannidis A, Chatzipanagiotou  S. The Telomere/Telomerase System in Chronic Infl ammatory Diseases. Cause or Eff ect? Genes (Basel). 2016; 7 (9).

14. Naylor RM, Baker DJ, van Deursen JM. Senescent cells: a novel therapeutic target for aging and age-related diseases. Clin Pharmacol Ther. 2013; 93 (1): 105–16.

15. Baker DJ, Wijshake T, Tchkonia T, LeBrasseur NK, Childs BG, van de Sluis B, Kirkland JL, van Deursen JM. Clearance of p16Ink4a-positive senescent cells delays ageing-associated disorders. Nature. 2011; 479 (7372): 232–6.

16. Munoz-Espin D, Serrano M. Cellular senescence: from physiology to pathology. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014; 15 (7): 482–96.

17. Nacarelli T, Liu P, Zhang R. Epigenetic Basis of Cellular Senescence and Its Implications in Aging. Genes (Basel). 2017; 8 (12).

18. Wang C, Jurk D, Maddick M, Nelson G, Martin-Ruiz C, von Zglinicki T. DNA damage response and cellular senescence in tissues of aging mice. Aging Cell. 2009; 8 (3): 311–23.

19. Biran A, Krizhanovsky V. Senescent cells talk frankly with their neighbors. Cell Cycle. 2015; 14 (14): 2181–2.

20. Nelson G, Wordsworth J, Wang C, Jurk D, Lawless C, Martin-Ruiz C, von Zglinicki T. A senescent cell bystander eff ect: senescence-induced senescence. Aging Cell. 2012; 11 (2): 345–9.

21. Pole A, Dimri M, Dimri G. Oxidative stress, cellular senescence and ageing. AIMS Molecular Science. 2016; 3 (3): 300–24.

22. Behm B, Schreml S, Landthaler M, Babilas  P. Skin signs in diabetes mellitus. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 2012; 26 (10): 1203–11.

23. Palmer AK, Tchkonia T, LeBrasseur NK, Chini EN, Xu M, Kirkland JL. Cellular Senescence in Type 2 Diabetes: A Therapeutic Opportunity. Diabetes. 2015; 64 (7): 2289–98.

24. Jurk D, Wilson C, Passos JF, Oakley F, Correia-Melo C, Greaves L, Saretzki G, Fox C, Lawless C, Anderson R, Hewitt G, Pender SL, Fullard N, Nelson G, Mann J, van de Sluis B, Mann DA, von Zglinicki T. Chronic infl ammation induces telomere dysfunction and accelerates ageing in mice. Nat Commun. 2014; 2: 4172.

25. Clark RA. Oxidative stress and «senescent» fi broblasts in non-healing wounds as potential therapeutic targets. J Invest Dermatol. 2008; 128 (10): 2361–4.

26. Wall IB, Moseley R, Baird DM, Kipling D, Giles P, Laff afi an I, Price PE, Thomas DW, Stephens P. Fibroblast dysfunction is a key factor in the non-healing of chronic venous leg ulcers. J Invest Dermatol. 2008; 128 (10): 2526–40.

27. Esposito K, Nappo F, Marfella R, Giugliano G, Giugliano F, Ciotola M, Quagliaro L, Ceriello A, Giugliano D. Infl ammatory cytokine concentrations are acutely increased by hyperglycemia in humans: role of oxidative stress. Circulation. 2002; 106 (16): 2067–72.

28. Goldstein S, Moerman EJ, Soeldner JS, Gleason RE, Barnett DM. Diabetes mellitus and genetic prediabetes. Decreased replicative capacity of cultured skin fi broblasts. J Clin Invest. 1979; 63 (3): 358–70.

29. Berlanga-Acosta J, Armstrong D, Schultz G, Herrera-Martinez  L. Chronic Wounds with Emphasis in Diabetic Foot Ulcers. BioMed Research International. 2014; 2014: 2.

30. Goldstein S, Moerman EJ, Soeldner JS, Gleason RE, Barnett DM. Chronologic and physiologic age aff ect replicative life-span of fi broblasts from diabetic, prediabetic, and normal donors. Science. 1978; 199 (4330): 781–2.

31. Rowe DW, Starman BJ, Fujimoto WY, Williams RH. Abnormalities in proliferation and protein synthesis in skin fi broblast cultures from patients with diabetes mellitus. Diabetes. 1977; 26 (4): 284–90.

32. Lerman OZ, Galiano RD, Armour M, Levine JP, Gurtner GC. Cellular dysfunction in the diabetic fi broblast: impairment in migration, vascular endothelial growth factor production, and response to hypoxia. Am J Pathol. 2003; 162 (1): 303–12.

33. Hehenberger K, Kratz G, Hansson A, Brismar  K. Fibroblasts derived from human chronic diabetic wounds have a decreased proliferation rate, which is recovered by the addition of heparin. J Dermatol Sci. 1998; 16 (2): 144–51.

34. Loot MA, Kenter SB, Au FL, van Galen WJ, Middelkoop E, Bos JD, Mekkes JR. Fibroblasts derived from chronic diabetic ulcers diff er in their response to stimulation with EGF, IGF-I, bFGF and PDGF-AB compared to controls. Eur J Cell Biol. 2002; 81 (3): 153–60.

35. Blazer S, Khankin E, Segev Y, Ofi r R, Yalon-Hacohen M, Kra-Oz Z, Gottfried Y, Larisch S, Skorecki KL. High glucoseinduced replicative senescence: point of no return and eff ect of telomerase. Biochem Biophys Res Commun. 2002; 296 (1): 93–101.

36. Vande Berg JS, Rose MA, Haywood-Reid PL, Rudolph R, Payne WG, Robson MC. Cultured pressure ulcer fi broblasts show replicative senescence with elevated production of plasmin, plasminogen activator inhibitor-1, and transforming growth factor-beta1. Wound Repair Regen. 2005; 13 (1): 76–83.

37. Vande Berg JS, Robson MC. Arresting cell cycles and the eff ect on wound healing. Surg Clin North Am. 2003; 83 (3): 509–20.

38. Berlanga-Acosta J, Mendoza-Mari Y, Martinez MD, Valdes-Perez C, Ojalvo AG, Armstrong DG. Expression of cell proliferation cycle negative regulators in fi broblasts of an ischemic diabetic foot ulcer. A clinical case report. Int Wound J. 2013; 10 (2): 232–6.

39. Stephens P, Cook H, Hilton J, Jones CJ, Haughton MF, Wyllie FS, Skinner JW, Harding KG, Kipling D, Thomas DW. An analysis of replicative senescence in dermal fi broblasts derived from chronic leg wounds predicts that telomerase therapy would fail to reverse their disease-specifi c cellular and proteolytic phenotype. Exp Cell Res. 2003; 283 (1): 22–35.

40. Min BM, Oh JE, Choi CM. Retinoic acid delays keratinocyte senescence by suppression of betaig-h3 and p16 expression and induction of telomerase activity. Int J Mol Med. 2004; 13 (1): 25–31.

41. Demidova-Rice TN, Hamblin MR, Herman IM. Acute and impaired wound healing: pathophysiology and current methods for drug delivery, part 1: normal and chronic wounds: biology, causes, and approaches to care. Adv Skin Wound Care. 2012; 25 (7): 304–14.

42. Futrega K, King M, Lott WB, Doran MR. Treating the whole not the hole: necessary coupling of technologies for diabetic foot ulcer treatment. Trends Mol Med. 2014; 20 (3): 137–42.

43. Frykberg RG, Banks J. Challenges in the Treatment of Chronic Wounds. Adv Wound Care (New Rochelle). 2015; 4 (9): 560–82.

44. Moura LI, Dias AM, Carvalho E, de Sousa HC. Recent advances on the development of wound dressings for diabetic foot ulcer treatment--a review. Acta Biomater. 2013; 9 (7): 7093–114.

45. Amin N, Doupis J. Diabetic foot disease: From the evaluation of the «foot at risk» to the novel diabetic ulcer treatment modalities. World J Diabetes. 2016; 7 (7): 153–64.

46. Andrews KL, Houdek MT, Kiemele LJ. Wound management of chronic diabetic foot ulcers: from the basics to regenerative medicine. Prosthet Orthot Int. 2015; 39 (1): 29–39.

47. Alavi A, Sibbald RG, Mayer D, Goodman L, Botros M, Armstrong DG, Woo K, Boeni T, Ayello EA, Kirsner RS. Diabetic foot ulcers: Part II. Management. J Am Acad Dermatol. 2014; 70 (1): 21 e1-4; quiz 45–6.

48. Esposito F, Ammendola R, Faraonio R, Russo T, Cimino F. Redox control of signal transduction, gene expression and cellular senescence. Neurochem Res. 2004; 29 (3): 617–28.

49. Papanas N, Maltezos E. Becaplermin gel in the treatment of diabetic neuropathic foot ulcers. Clin Interv Aging. 2008; 3 (2): 233–40.

50. Leaper DJ, Schultz G, Carville K, Fletcher J, Swanson T, Drake R. Extending the TIME concept: what have we learned in the past 10 years? (*). Int Wound J. 2012; 9 Suppl 2: 1–19.

51. Berlanga-Acosta J, Gavilondo-Cowley J, Lopez-Saura P, Gonzalez-Lopez T, Castro-Santana MD, Lopez-Mola E, Guillen-Nieto G, Herrera-Martinez L. Epidermal growth factor in clinical practice — a review of its biological actions, clinical indications and safety implications. Int Wound J. 2009; 6 (5): 331–46.

52. Tiaka EK, Papanas N, Manolakis AC, Georgiadis GS. Epidermal growth factor in the treatment of diabetic foot ulcers: an update. Perspect Vasc Surg Endovasc Ther. 2012; 24 (1): 37–44.

53. Berlanga-Acosta J, Fernandez-Montequin J, Valdes-Perez C, Savigne-Gutierrez W, Mendoza-Mari Y, Garcia-Ojalvo A, Falcon-Cama V, Garcia Del Barco-Herrera D, Fernandez-Mayola M, Perez-Saad H, Pimentel-Vazquez E, Urquiza-Rodriguez A, Kulikovsky M, Guillen-Nieto G. Diabetic Foot Ulcers and Epidermal Growth Factor: Revisiting the Local Delivery Route for a Successful Outcome. Biomed Res Int. 2017; 2017: 2923759.

54. Berlanga-Acosta J. Diabetic lower extremity wounds: the rationale for growth factors-based infi ltration treatment. Int Wound J. 2011; 8 (6): 612–20.

55. Ashcroft GS, Mills SJ, Ashworth JJ. Ageing and wound healing. Biogerontology. 2002; 3 (6): 337–45.

56. Wang M, Morsbach F, Sander D, Gheorghiu L, Nanda A, Benes C, Kriegs M, Krause M, Dikomey E, Baumann M, DahmDaphi J, Settleman J, Willers H. EGF receptor inhibition radiosensitizes NSCLC cells by inducing senescence in cells sustaining DNA double-strand breaks. Cancer Res. 2011; 71 (19): 6261–9.

57. Hsu CP, Lee LW, Tang SC, Hsin IL, Lin YW, Ko JL. Epidermal growth factor activates telomerase activity by direct binding of Ets-2 to hTERT promoter in lung cancer cells. Tumour Biol. 2015; 36 (7): 5389–98.

58. Hu ZX, Chen CL, Yang JS, Zhou ZL, Song ZM, Wang ZY. PI3K-mediated glioprotective eff ect of epidermal growth factor under oxidative stress conditions. Int J Ophthalmol. 2014; 7 (3): 413–20.

59. Soneja A, Drews M, Malinski T. Role of nitric oxide, nitroxidative and oxidative stress in wound healing. Pharmacol Rep. 2005; 57 Suppl: 108–19.

60. Gordillo GM, Sen CK. Revisiting the essential role of oxygen in wound healing. Am J Surg. 2003; 186 (3): 259–63.

61. Ojalvo AG, Acosta JB, Mari YM, Mayola MF, Perez CV, Gutierrez WS, Marichal, II, Seijas EA, Kautzman AM, Pacheco AE, Armstrong DG. Healing enhancement of diabetic wounds by locally infi ltrated epidermal growth factor is associated with systemic oxidative stress reduction. Int Wound J. 2017; 14 (1): 214–25.

62. Demaria M, Desprez PY, Campisi J, Velarde MC. Cell Autonomous and Non-Autonomous Eff ects of Senescent Cells in the Skin. J Invest Dermatol. 2015; 135 (7): 1722–6.

63. Alexander PB, Yuan L, Yang P, Sun T, Chen R, Xiang H, Chen J, Wu H, Radiloff DR, Wang XF. EGF promotes mammalian cell growth by suppressing cellular senescence. Cell Res. 2015; 25 (1): 135–8.

64. Ai G, Shao X, Meng M, Song L, Qiu J, Wu Y, Zhou J, Cheng J, Tong X. Epidermal growth factor promotes proliferation and maintains multipotency of continuous cultured adipose stem cells via activating STAT signal pathway in vitro. Medicine (Baltimore). 2017; 96 (30): e7607.

Заживление хронических ран требует длительного медицинского ухода и расхода значительных сумм. Эти поражения имеют колоссальный социальный эффект, особенно среди диабетиков, которые демонстрируют самые высокие показатели ампутаций нижних конечностей. Соответственно, огромные усилия вкладываются в разработку инновационных и эффективных методов лечения для восстановления физиологической траектории заживления [1, 2].

Лица, страдающие диабетом, склонны к запуску процесса хронизации ран, который клинически выражается в следующем: (1) неспособность запуска пролиферативной фазы / роста грануляционной ткани, (2) слабый или гистологически аномальный ангиогенез, (3) нарушение закрытия раны, (4) вялая реэпителизация. В общих чертах, эпидермальные и дермальные клетки, появляющиеся в диабетических ранах, показывают плохой спонтанный и вызванный факторами роста потенциал пролиферативного ответа [3]. Известно, что все эти черты совместимы с процессом репарации в стареющих тканях и организмах [4].

Помимо связанных с диабетом факторов, предрасполагающих к изъязвлению стопы и вытекающему отсюда нарушению заживления, распространенным случаем у пациентов с диабетом является рецидив язвы после первичного закрытия раны. Исследования, посвященные характеристике этой чувствительной темы, относительно скудны и, по-видимому, в основном сводятся к изучению предрасполагающих факторов, таких как деформация костей, нейропатия, ишемия и т. д. Однако роль биологических внутренних факторов, связанных с устойчивостью рубцовых клеток, и биохимические и физические свойства неодермального матрикса требуют дальнейшего изучения. Недавно опубликованный обзор Армстронга и его коллег показывает, что примерно у 40 % пациентов наблюдается рецидив в течение года после заживления язвы, почти у 60 % — в течение 3 лет и у 65 % — в течение 5 лет. Таким образом, авторы разумно полагают, что было бы более полезно рассматривать пациентов, которые достигли закрытия раны, находящейся в состоянии ремиссии, а не при заживлении [5].

Для Цитирования:
Хорхе Берланга-Акоста, Хосе Фернандес-Монтекин, Калисто Вальдес-Перес, Уильям Савинье-Гутьеррес, Алейда Уркиса-Родригес, Ирасема Безарес Рамос, Может ли эпидермальный фактор роста действовать в качестве сенолитического средства при хронических диабетических ранах? Выдвижение гипотезы. Хирург. 2018;5-6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: