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Wundheilung
Wunden sollen heilen und das möglichst schnell. Das gilt für jeden Schnitt in den Finger als auch für Wunden durch Operationen, Verletzungen oder Strahleneinwirkungen. Und ganz besonders gilt es für Wunden, die in der Schönheitschirugie gesetzt werden müssen. Leider wird die Wundheilung oft erschwert z. B. durch Entzündungen. Besonders häufig treten solche Verzögerungen bei diabetischen oder auch bei autoimmun erkrankten Patienten auf. Eine weitere Patientengruppe, die eine schlechte Wundheilung zeigt, sind die älteren Patienten, da sich regenerative Vorgänge im Alter generell verlangsamen.
Exosomen sind in vielen Studien zu ihrer Wirkung bei der Wundheilung eingesetzt worden. Immer wieder zeigten sich positive Effekte: So verlaufen Wundheilungen unter Exosomenbehandlung schneller, das Narbengeschehen ist geringer und Entzündungen wird vorgebeugt. Drei wichtige positive Einflüsse, mit denen sich die Anwendung von Exosomen zur Wundheilung bei Problemfällen und in der kosmetischen Chirurgie empfehlen.
Exosomen beschleunigen die - Wundheilung indem sie die Blutgefäßbildung fördern
Exosomen wurden aus MSC gewonnen, die vorher selbst mit neonatalem Serum behandelt wurden. Diese Exosomen wurden auf Wunden aufgetragen und ließen diese schneller heilen als die Kontrollen. Hintergrund war eine beschleunigte Blutgefäßbildung aus den umliegenden Hautzellen (Endothelzellen) heraus, die durch die eingewanderten Exosomen erreicht werden konnten.
Exosomes released from educated mesenchymal stem cells accelerate cutaneous wound healing via promoting angiogenesis
Xinyu Qiu, Jin Liu, Chenxi Zheng, Yuting Su, Lili Bao, Bin Zhu, Siying Liu, Lulu Wang, Xiao Wang, Yirong Wang, Wanmin Zhao, Jun Zhou, Zhihong Deng, Shiyu Liu, Yan Jin
Cell Prolif. 2020 Jul 1;e12830. doi: 10.1111/cpr.12830
Die Herkunft der Exosomen - und ihre Wirkung
In dieser Studie wurden Exosomen unterschiedlicher MSC-Herkunft in ihrer Wirksamkeit auf die Wundheilung verglichen: Exosomen aus Knochenmark, aus Fettgewebe und aus Nabelschnurgewebe. Alle Exosomen verstärkten bei den Hautzellen (Keratinozyten und Fibroblasten) die Zellteilung, das Zellwachstum (Proliferation) und auch das für die Wundheilung wichtige Wanderungsverhalten (Migration), durch das die Zellen in das beschädigte Areal gelangen, um dort die Heilung zu forcieren. Dieser Migrationsprozess konnte durch die eingesetzte Dosis der Exosomen deutlich beeinflusst werden: Je mehr Exosomen eingesetzt wurden, desto besser waren die Ergebnisse. Die Wirkung war darüber hinaus abhängig von den Hautzellen, die behandelt wurden: Die beste Wirkung bei Haut-Fibroblasten zeigten Knochenmark-Exosomen, bei Keratinozyten hingegen konnte mit Exosomen aus Nabelschnurgewebe das beste Ergebnis erzielt werden. Beide Exosomenarten sind damit sehr vielversprechend für die Therapie zur verbesserten Wundenheilung.
Differential Wound Healing Capacity of Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Originated From Bone Marrow, Adipose Tissue and Umbilical Cord Under Serum- and Xeno-Free Condition
Hoang DH, Nguyen TD, Nguyen HP, Nguyen XH, Do PTX, Dang VD, Dam PTM, Bui HTH, Trinh MQ, Vu DM, Hoang NTM, Thanh LN, Than UTT
Front Mol Biosci. 2020 Jun 24;7:119. doi: 10.3389/fmolb.2020.00119. eCollection 2020. PMID: 32671095
Mit Melatonin stimulierte MSC liefern spezielle Exosomen
In dieser Studie wurden zur Wundheilung im diabetischen Tiermodell Exosomen eingesetzt, die aus mit Melatonin stimulierten MSC stammten. Es wurden die Wirkungen auf entzündungsfördernde und -hemmende Zytokine sowie auf die Bildung von Blutgefäßen und Kollagen untersucht. Es zeigte sich eine deutlich entzündungsbremsende Wirkung der Exosomen, sowie eine verbesserte Wundheilung durch gesteigerte Bildung von Blutgefäßen und Kollagen.
Melatonin-stimulated MSC-derived exosomes improve diabetic wound healing through regulating macrophage M1 and M2 polarization by targeting the PTEN/AKT pathway
Wei Liu, Muyu Yu, Dong Xie, Longqing Wang, Cheng Ye, Qi Zhu, Fang Liu, Lili Yang
Stem Cell Res Ther. 2020 Jun 29;11(1):259. doi: 10.1186/s13287-020-01756-x
Exosomen stimulieren die Wundheilung
Die Wirkung von Exosomen aus menschlichen Knochenmarkszellen wurden in dieser Studie an menschlichen Hautzellen (in vitro) und im Tiermodell (in vivo) untersucht. Bei zwei Zelltypen (Keratinozyten und dermale Fibroblasten) konnte gezeigt werden, dass durch die Gabe von Exosomen sowohl die Zellteilung als auch das Zellwachstum (Proliferation) angeregt wurden. Als einen biochemischen Hintergrund für diese Proliferationssteigerung wurden Veränderungen im TGFß/Smad-Signalweg gefunden.
Im Tiermodell (Ratten) wurde eine tiefe und 10 mm breite Hautschädigung mit Exosomen behandelt. Die Wundheilung wurde im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle deutlich gefördert. Schon nach 16 Tagen war unter Exosomenbehandlung (subcutane Injektion) ein vollständiger Wundverschluss gegeben. Unbehandelt waren zu diesem Zeitpunkt noch schorfige Verkrustungen und eine Wundgröße von etwa 4 mm sichtbar.
Human Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Stimulate Cutaneous Wound Healing Mediates Through TGF-β/Smad Signaling Pathway
Tiechao Jiang, Zhongyu Wang, Ji Sun
Stem Cell Res Ther. 2020 May 24;11(1):198. doi: 10.1186/s13287-020-01723-6
Exosomen verbessern die Wundheilung zeit- und dosisabhängig
In dieser Studie wurden Exosomen aus menschlichem Nabelschnurgewebe an menschlichen Hautzellen (in vitro) und im Tiermodell (in vivo) bezüglich ihrer Wirkung bei der Wundheilung untersucht. Bestimmte Hautzellen (Keratinozyten) reagierten auf die Exosomenbehandlung mit einer Steigerung von Zellwachstum und -teilung (Proliferation) und -wanderung (Migration). Die Wirkung war sowohl zeit- als auch dosisabhängig. Gleichzeitig wurde der programmierte Zelltod der Zellen (Apoptose) unterdrückt, indem ein Apoptose-induzierender Faktor (AIF) gebremst und das Enzym PARP-1 hochreguliert wurde. Im Tierexperiment zeigte sich, dass die Exosomen-Behandlung die Blutgefäßbildung (Angiogense) und auch die Re-Epithelialisierung (Überwachsen der Wunde mit abschließenden Zellen) deutlich verstärkte.
MSC-derived Exosomes Attenuate Cell Death Through Suppressing AIF Nucleus Translocation and Enhance Cutaneous Wound Healing
Guifang Zhao, Feilin Liu, Zinan Liu, Kuiyang Zuo, Bo Wang, Yuying Zhang, Xing Han, Aobo Lian, Yuan Wang, Mingsheng Liu, Fei Zou, Pengdong Li, Xiaomei Liu, Minghua Jin, Jin Yu Liu
Stem Cell Res Ther. 2020 May 11;11(1):174. doi: 10.1186/s13287-020-01616-8
Exosomen helfen, Narbengewebe zu begrenzen
In dieser Studie wurden Exosomen von MSC aus Nabelschnurgewebe in einem Tiermodel (Maus) bei der Wundheilung eingesetzt. Es konnte beobachtet werden, dass die Exosomen-Behandlung die Narbenbildung reduzierte. Als die für diese Wirkung verantwortlichen Inhaltsstoffe der Exosomen wurden mikro-RNAs erkannt, die Schlüsselrollen spielten sowohl in Zellkultur (in vitro) als auch am Tier (in vivo).
Umbilical Cord-Derived Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomal MicroRNAs Suppress Myofibroblast Differentiation by Inhibiting the Transforming Growth Factor-β/SMAD2 Pathway During Wound Healing
Shuo Fang, Chen Xu, Yuntong Zhang, Chunyu Xue, Chao Yang, Hongda Bi, Xijing Qian, Minjuan Wu, Kaihong Ji, Yunpeng Zhao, Yue Wang, Houqi Liu, Xin Xing
Stem Cells Transl Med. 2016 Oct;5(10):1425-1439. doi: 10.5966/sctm.2015-0367
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Hier finden Sie Literaturhinweise zu Übersichtsartikeln (Reviews), die den Wissensstand zum Thema ‚Exosomen als therapeutische Maßnahme zur Unterstützung der Wundheilung‘ zusammenfassen und Ihnen damit Exosomen und ihre therapeutische Bedeutung noch besser näherbringen können:
Mesenchymal Stem/Stromal Cell-Derived Exosomes for Immunomodulatory Therapeutics and Skin Regeneration
Ha DH, Kim HK, Lee J, Kwon HH, Park GH, Yang SH, Jung JY, Choi H, Lee JH, Sung S, Yi YW, Cho BS
Cells. 2020 May 7;9(5):1157. doi: 10.3390/cells9051157
Extracellular Vesicles Derived From Mesenchymal Stem Cells (MSC) in Regenerative Medicine: Applications in Skin Wound Healing
Casado-Díaz, Quesada-Gómez JM, Dorado G
Front Bioeng Biotechnol. 2020 Mar 3;8:146
Mesenchymal stromal cells-exosomes: a promising cell-free therapeutic tool for wound healing and cutaneous regeneration
Hu P, Yang Q, Wang Q, Shi C, Wang D, Armato U, Prà ID, Chiarini A
Burns Trauma. 2019 Dec 26;7:38. doi: 10.1186/s41038-019-0178-8
Immune regulatory targets of mesenchymal stromal cell exosomes/small extracellular vesicles in tissue regeneration
Toh WS, Zhang B, Lai RC, Lim SK
Cytotherapy. 2018 Dec;20(12):1419-1426. doi: 10.1016/j.jcyt.2018.09.008
MSC-exosome: A novel cell-free therapy for cutaneous regeneration
Wu P, Zhang B, Shi H, Qian H, Xu W
Cytotherapy. 2018 Mar;20(3):291-301. doi: 10.1016/j.jcyt.2017.11.002
Mesenchymal Stem Cells-Derived Exosomes for Wound Regeneration
Goodarzi P, Larijani B, Alavi-Moghadam S, Tayanloo-Beik A, Mohamadi-Jahani F, Ranjbaran N, Payab M, Falahzadeh K, Mousavi M, Arjmand B
Adv Exp Med Biol. 2018;1119:119-131. doi: 10.1007/5584_2018_251
Concise Review: MSC-Derived Exosomes for Cell-Free Therapy
Phinney DG, Pittenger MF
Stem Cells. 2017 Apr;35(4):851-858. doi: 10.1002/stem.2575
Mesenchymal stem cells-derived exosomal microRNAs contribute to wound inflammation
Ti D, Hao H, Fu X, Han W
Sci China Life Sci. 2016 Dec;59(12):1305-1312. doi: 10.1007/s11427-016-0240-4
Mechanisms of mesenchymal stem/stromal cell function
Spees JL, Lee RH, Gregory CA
Stem Cell Res Ther. 2016 Aug 31;7(1):125. doi: 10.1186/s13287-016-0363-7
Stem cell derived therapy for cutaneous radiation exposure
Rezvani M
Hautarzt. 2013 Dec;64(12):910-6. doi: 10.1007/s00105-013-2629-7