Koncepcja znana dziś jako PRP pojawiła się po raz pierwszy w dziedzinie hematologii w latach 70. XX wieku.Hematolodzy ukuli termin PRP kilkadziesiąt lat temu, próbując opisać osocze uzyskane z liczby płytek krwi powyżej wartości podstawowych we krwi obwodowej.Ponad dziesięć lat później PRP zaczęto stosować w chirurgii szczękowo-twarzowej jako postać fibryny bogatopłytkowej (PRF).Zawartość fibryny w tej pochodnej PRP ma ogromne znaczenie ze względu na jej właściwości adhezyjne i homeostatyczne, podczas gdy PRP ma trwałe właściwości przeciwzapalne i stymuluje proliferację komórek.Wreszcie, około lat 90. XX wieku, PRP zyskało popularność i ostatecznie technologię tę przeniesiono do innych dziedzin medycyny.Od tego czasu ta pozytywna biologia była szeroko badana i stosowana w leczeniu różnych urazów układu mięśniowo-szkieletowego u zawodowych sportowców, co jeszcze bardziej przyczyniło się do jej szerokiego zainteresowania mediów.Oprócz tego, że jest skuteczny w ortopedii i medycynie sportowej, PRP znajduje zastosowanie w okulistyce, ginekologii, urologii i kardiologii, pediatrii i chirurgii plastycznej.W ostatnich latach PRP był również chwalony przez dermatologów za jego potencjał w leczeniu owrzodzeń skóry, rewizji blizn, regeneracji tkanek, odmładzaniu skóry, a nawet wypadaniu włosów.
Biorąc pod uwagę fakt, że PRP ma bezpośredni wpływ na procesy gojenia i zapalenia, należy przedstawić kaskadę gojenia jako punkt odniesienia.Proces gojenia dzieli się na cztery etapy: hemostaza;zapalenie;proliferację komórek i macierzy, a w końcu przebudowę rany.
1. Uzdrawianie tkanek
Aktywuje się kaskada gojenia tkanek. Jest to proces prowadzący do agregacji płytek krwi, tworzenia skrzepów i rozwoju tymczasowej macierzy pozakomórkowej (ECM). Następnie płytki krwi przylegają do odsłoniętych białek kolagenu i ECM, wywołując obecność granulek α w procesie uwalniania Cząsteczki bioaktywne Płytki krwi zawierają różnorodne cząsteczki bioaktywne, w tym czynniki wzrostu, chemokiny i cytokiny, a także mediatory prozapalne, takie jak prostaglandyny, cyklina prostaty, histamina, tromboksan, serotonina i bradykinina.
Końcowy etap procesu gojenia polega na przebudowie rany.Przebudowa tkanek jest ściśle regulowana w celu ustalenia równowagi pomiędzy reakcjami anabolicznymi i katabolicznymi.W tej fazie płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF), transformujący czynnik wzrostu (TGF-β) i fibronektyna stymulują proliferację i migrację fibroblastów, a także syntezę składników ECM.Jednakże czas dojrzewania rany zależy w dużej mierze od ciężkości rany, cech indywidualnych i specyficznej zdolności gojenia uszkodzonej tkanki, a pewne czynniki patofizjologiczne i metaboliczne mogą wpływać na proces gojenia, takie jak niedokrwienie tkanki, niedotlenienie, infekcja , zaburzenia równowagi czynników wzrostu, a nawet choroby związane z zespołem metabolicznym.
Mikrośrodowisko prozapalne zakłócające proces gojenia.Aby skomplikować sprawę, istnieje również wysoka aktywność proteazy, która hamuje naturalne działanie czynnika wzrostu (GF).Oprócz właściwości mitogennych, angiogennych i chemotaktycznych, PRP jest także bogatym źródłem wielu czynników wzrostu, biocząsteczek, które mogą przeciwdziałać szkodliwemu wpływowi na tkanki objęte stanem zapalnym poprzez kontrolowanie zaostrzonego stanu zapalnego i ustanawianie bodźców anabolicznych.Biorąc pod uwagę te właściwości, naukowcy mogą odkryć ogromny potencjał w leczeniu różnych złożonych urazów.
2. Cytokina
Cytokiny w PRP odgrywają kluczową rolę w manipulowaniu procesami naprawy tkanek i regulowaniu uszkodzeń zapalnych.Cytokiny przeciwzapalne to szerokie spektrum cząsteczek biochemicznych, które pośredniczą w odpowiedziach cytokin prozapalnych, indukowanych głównie przez aktywowane makrofagi.Cytokiny przeciwzapalne oddziałują ze specyficznymi inhibitorami cytokin i rozpuszczalnymi receptorami cytokin, modulując stan zapalny.Do głównych cytokin przeciwzapalnych zalicza się antagonistów receptora interleukiny (IL)-1, IL-4, IL-10, IL-11 i IL-13.W zależności od rodzaju rany niektóre cytokiny, takie jak interferon, czynnik hamujący białaczkę, TGF-β i IL-6, mogą wykazywać działanie pro- lub przeciwzapalne.TNF-α, IL1 i IL-18 posiadają pewne receptory cytokin, które mogą hamować prozapalne działanie innych białek [37].IL-10 jest jedną z najsilniejszych cytokin przeciwzapalnych. Może zmniejszać poziom cytokin prozapalnych, takich jak IL-1, IL-6 i TNF-α, oraz zwiększać poziom cytokin przeciwzapalnych.Te mechanizmy kontrregulacyjne odgrywają kluczową rolę w produkcji i funkcjonowaniu cytokin prozapalnych.Ponadto niektóre cytokiny mogą wyzwalać specyficzne odpowiedzi sygnalizacyjne, które stymulują fibroblasty, które są krytyczne dla naprawy tkanek.Cytokiny zapalne TGFβ1, IL-1β, IL-6, IL-13 i IL-33 stymulują fibroblasty do różnicowania się w miofibroblasty i poprawiają ECM [38].Z kolei fibroblasty wydzielają cytokiny TGF-β, IL-1β, IL-33, CXC i chemokiny CC, które promują odpowiedź prozapalną poprzez aktywację i rekrutację komórek odpornościowych, takich jak makrofagi.Te komórki zapalne pełnią wiele ról w miejscu rany, przede wszystkim poprzez wspomaganie gojenia się rany, a także biosyntezę chemokin, metabolitów i czynników wzrostu, które są niezbędne do przebudowy nowej tkanki.Zatem cytokiny obecne w PRP odgrywają ważną rolę w stymulowaniu odpowiedzi immunologicznych za pośrednictwem typu komórkowego, powodując ustąpienie fazy zapalnej.W rzeczywistości niektórzy badacze nazwali ten proces „zapaleniem regeneracyjnym”, co sugeruje, że faza zapalna, pomimo niepokoju pacjenta, jest krytycznym etapem niezbędnym do pomyślnego zakończenia procesu naprawy tkanki, biorąc pod uwagę mechanizmy epigenetyczne, dzięki którym sygnały stanu zapalnego pobudzają komórki plastyczność.
3. Fibryna
Płytki krwi niosą ze sobą kilka czynników związanych z układem fibrynolitycznym, które mogą zwiększać lub zmniejszać odpowiedź fibrynolityczną.Związek czasowy i względny udział składników hematologicznych i funkcji płytek krwi w degradacji skrzepu pozostaje kwestią godną szerokiej dyskusji w społeczeństwie.W literaturze można znaleźć wiele badań skupiających się wyłącznie na płytkach krwi, które znane są ze swojego wpływu na proces gojenia.Pomimo wielu znakomitych badań, odkryto, że inne składniki hematologiczne, takie jak czynniki krzepnięcia i układ fibrynolityczny, również w istotny sposób przyczyniają się do skutecznego gojenia ran.Z definicji fibrynoliza jest złożonym procesem biologicznym polegającym na aktywacji niektórych enzymów w celu ułatwienia degradacji fibryny.Inni autorzy sugerują odpowiedź fibrynolityczną, że produkty degradacji fibryny (fdp) mogą w rzeczywistości być czynnikami molekularnymi odpowiedzialnymi za stymulację naprawy tkanek, co stanowi sekwencję ważnych zdarzeń biologicznych poprzedzających odkładanie się fibryny i usunięcie z angiogenezy, która jest niezbędna do gojenia się ran.Tworzenie się skrzepu po urazie działa jak warstwa ochronna, która chroni tkankę przed utratą krwi, inwazją czynników drobnoustrojowych, a także zapewnia tymczasową matrycę, przez którą komórki mogą migrować podczas naprawy.Skrzep powstaje w wyniku rozszczepienia fibrynogenu przez proteazy serynowe i agregację płytek krwi w usieciowanej sieci włóknistej fibryny.Reakcja ta inicjuje polimeryzację monomerów fibryny, co jest głównym czynnikiem powstawania skrzepów krwi.Skrzepy mogą również działać jako rezerwuary cytokin i czynników wzrostu, które są uwalniane podczas degranulacji aktywowanych płytek krwi.Układ fibrynolityczny jest ściśle regulowany przez plazminę i odgrywa kluczową rolę w promowaniu migracji komórek, biodostępności czynników wzrostu i regulacji innych układów proteaz zaangażowanych w zapalenie i regenerację tkanek.Wiadomo, że kluczowe składniki fibrynolizy, takie jak receptor aktywatora plazminogenu urokinazy (uPAR) i inhibitor aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1), ulegają ekspresji w mezenchymalnych komórkach macierzystych (MSC), wyspecjalizowanym typie komórek niezbędnych do skutecznego gojenia się ran.
4. Migracja komórek
Aktywacja plazminogenu poprzez połączenie uPA-uPAR jest procesem promującym migrację komórek zapalnych, ponieważ nasila proteolizę zewnątrzkomórkową.Ponieważ uPAR nie ma domen transbłonowych i wewnątrzkomórkowych, białko wymaga koreceptorów, takich jak integryny i witreiny, do regulacji migracji komórek.Ponadto wiązanie uPA-uPAR spowodowało zwiększone powinowactwo uPAR do koneksyn i integryn ciała szklistego, promując adhezję komórek.Inhibitor aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1) z kolei odłącza komórki, niszcząc upar-witreinę i integrynę, gdy wiąże się z uPA kompleksu uPA-upar-integryna na powierzchni komórki. Oddziaływanie szklanych wokseli.
W kontekście medycyny regeneracyjnej mezenchymalne komórki macierzyste są mobilizowane ze szpiku kostnego w przypadku ciężkiego uszkodzenia narządu i dlatego można je znaleźć w krążeniu pacjentów z mnogimi złamaniami.Jednakże w pewnych okolicznościach, takich jak schyłkowa niewydolność nerek, schyłkowa niewydolność wątroby lub na początku odrzucenia przeszczepu serca, komórki te mogą nie być wykrywalne we krwi [66].Co ciekawe, tych mezenchymalnych (zrębowych) komórek progenitorowych pochodzących z ludzkiego szpiku kostnego nie można wykryć we krwi zdrowych osób [67].Wcześniej zaproponowano również rolę uPAR w mobilizacji mezenchymalnych komórek macierzystych szpiku kostnego, podobną do tej, która ma miejsce w mobilizacji hematopoetycznych komórek macierzystych (HSC).Varabaneni i in.Wyniki pokazały, że zastosowanie czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów u myszy z niedoborem uPAR spowodowało uszkodzenie MSC, ponownie wzmacniając wspierającą rolę układu fibrynolitycznego w migracji komórek.Dalsze badania wykazały również, że receptory uPA zakotwiczone w glikozylofosfatydyloinozytolu regulują adhezję, migrację, proliferację i różnicowanie poprzez aktywację pewnych wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych, jak następuje: szlaki sygnałowe sprzyjające przetrwaniu fosfatydyloinozytolu, 4,5-bisfosforanu, 3-kinazy/Akt i ERK1/2 i kinaza adhezyjna (FAK).
Komórki MSC wykazały dalsze znaczenie w kontekście gojenia się ran.Na przykład myszy z niedoborem plazminogenu wykazywały poważne opóźnienia w gojeniu ran, co sugeruje, że plazmina odgrywa kluczową rolę w tym procesie.U ludzi utrata plazminy może również prowadzić do powikłań w gojeniu ran.Zakłócenie przepływu krwi może znacząco zahamować regenerację tkanek, co wyjaśnia, dlaczego te procesy regeneracyjne są większym wyzwaniem u pacjentów z cukrzycą.
5. Monocyty i systemy regeneracji
Jak wynika z literatury, dużo dyskutuje się na temat roli monocytów w gojeniu ran.Makrofagi powstają głównie z monocytów krwi i odgrywają ważną rolę w medycynie regeneracyjnej [81].Ponieważ neutrofile wydzielają IL-4, IL-1, IL-6 i TNF-a, komórki te zazwyczaj penetrują miejsce rany w przybliżeniu 24-48 godzin po urazie.Płytki krwi uwalniają trombinę i czynnik płytkowy 4 (PF4), dwie chemokiny, które promują rekrutację monocytów i ich różnicowanie do makrofagów i komórek dendrytycznych.Uderzającą cechą makrofagów jest ich plastyczność, tj. zdolność do zmiany fenotypów i transróżnicowania do innych typów komórek, takich jak komórki śródbłonka, które następnie pełnią różne funkcje w odpowiedzi na różne bodźce biochemiczne w mikrośrodowisku rany.Komórki zapalne wykazują ekspresję dwóch głównych fenotypów, M1 lub M2, w zależności od lokalnego sygnału molekularnego będącego źródłem bodźca.Makrofagi M1 są indukowane przez czynniki mikrobiologiczne i dlatego mają bardziej działanie prozapalne.W przeciwieństwie do tego, makrofagi M2 są zwykle generowane w wyniku odpowiedzi typu 2 i mają właściwości przeciwzapalne, które zazwyczaj charakteryzują się wzrostem IL-4, IL-5, IL-9 i IL-13.Bierze także udział w naprawie tkanek poprzez produkcję czynników wzrostu.Przejście z izoform M1 do M2 jest w dużej mierze spowodowane późniejszymi etapami gojenia się ran, podczas których makrofagi M1 wyzwalają apoptozę neutrofilów i inicjują usuwanie tych komórek).Fagocytoza przez neutrofile aktywuje łańcuch zdarzeń, w którym wyłącza się wytwarzanie cytokin, polaryzując makrofagi i uwalniając TGF-β1.Ten czynnik wzrostu jest kluczowym regulatorem różnicowania miofibroblastów i obkurczania się ran, umożliwiającym ustąpienie stanu zapalnego i rozpoczęcie fazy proliferacyjnej w kaskadzie gojenia [57].Innym wysoce spokrewnionym białkiem zaangażowanym w procesy komórkowe jest seryna (SG).Stwierdzono, że ten granulat wydzielany przez komórki krwiotwórcze jest niezbędny do przechowywania wydzielanych białek w określonych komórkach odpornościowych, takich jak komórki tuczne, neutrofile i cytotoksyczne limfocyty T.Podczas gdy wiele komórek niehematopoetycznych również syntetyzuje serotoninę, wszystkie komórki zapalne wytwarzają duże ilości tego białka i przechowują je w granulkach w celu dalszej interakcji z innymi mediatorami stanu zapalnego, w tym proteazami, cytokinami, chemokinami i czynnikiem wzrostu.Ujemnie naładowane łańcuchy glikozaminoglikanów (GAG) w SG wydają się mieć kluczowe znaczenie dla homeostazy ziarnistości wydzielniczych, ponieważ mogą wiązać się i ułatwiać przechowywanie zasadniczo naładowanych składników granulek w sposób specyficzny dla komórek, białek i łańcuchów GAG.Jeśli chodzi o ich udział w PRP, Woulfe i współpracownicy wykazali wcześniej, że niedobór SG jest silnie powiązany ze zmienioną morfologią płytek krwi;defekty czynnika płytkowego 4, beta-tromglobuliny i magazynowania PDGF w płytkach krwi;defekty w postaci słabej agregacji i wydzielania płytek krwi in vitro oraz zakrzepicy in vivo.Dlatego naukowcy doszli do wniosku, że ten proteoglikan wydaje się być głównym regulatorem zakrzepicy.
Produkty bogate w płytki krwi można otrzymać poprzez pobranie i odwirowanie pełnej krwi danej osoby, rozdzielając mieszaninę na różne warstwy zawierające osocze, płytki krwi, leukocyty i leukocyty.Gdy stężenie płytek krwi jest wyższe niż wartości podstawowe, można przyspieszyć wzrost kości i tkanek miękkich przy minimalnych skutkach ubocznych.Stosowanie autologicznych produktów PRP to stosunkowo nowa biotechnologia, która w dalszym ciągu przynosi obiecujące wyniki w zakresie stymulacji i wspomagania gojenia różnych uszkodzeń tkanek.Skuteczność tego alternatywnego podejścia terapeutycznego można przypisać miejscowemu dostarczaniu szerokiego zakresu czynników wzrostu i białek, naśladujących i wspierających fizjologiczne procesy gojenia ran i naprawy tkanek.Ponadto układ fibrynolityczny ma wyraźny wpływ na ogólną naprawę tkanek.Oprócz swojej zdolności do zmiany rekrutacji komórek zapalnych i mezenchymalnych komórek macierzystych, moduluje aktywność proteolityczną w obszarach gojenia się ran i podczas regeneracji tkanek mezodermalnych, w tym kości, chrząstki i mięśni, i dlatego jest kluczowym składnikiem medycyny układu mięśniowo-szkieletowego.
Przyspieszenie gojenia jest celem bardzo poszukiwanym przez wielu specjalistów w dziedzinie medycyny, a PRP stanowi pozytywne narzędzie biologiczne, które w dalszym ciągu oferuje obiecujący rozwój w zakresie stymulacji i dobrze skoordynowanego tandemu zdarzeń regeneracyjnych.Ponieważ jednak to narzędzie terapeutyczne pozostaje złożone, zwłaszcza że uwalnia niezliczone czynniki bioaktywne oraz różne mechanizmy ich interakcji i efekty sygnalizacyjne, konieczne są dalsze badania.
（Treść tego artykułu została przedrukowana i nie udzielamy żadnej wyraźnej ani dorozumianej gwarancji co do dokładności, wiarygodności ani kompletności treści zawartych w tym artykule i nie ponosimy odpowiedzialności za opinie zawarte w tym artykule, prosimy o zrozumienie.)
Czas publikacji: 19 lipca 2022 r