Stopa cukrzycowa: ten cudowny tlenek azotu

W cukrzycy następuje zahamowanie wytwarzania tkankowego tlenku azotu, co powoduje powstanie zmian naczyniowych przy jednoczesnym osłabieniu procesów naprawczych. Organizm chorego człowieka bierze wówczas we władanie mikrotlenowa i beztlenowa flora bakteryjna. Pojawiają się: owrzodzenia, zgorzel oraz zapalnie kości stopy. Walka z nimi jest ekstremalnie trudna, trwa miesiącami, bywa, że kończy się klęską.  

Naukowcy z Michigan Technological University są bliscy stworzenia inteligentnych bandaży nasączonych tlenkiem azotu, które dostosowują intensywność uwalniania związku do warunków komórkowych. Megan Frost jest szefową Wydziału Kinezjologii i Fizjologii Integracyjnej na tym uniwersytecie, profesorem inżynierii biomedycznej i inżynierii materiałowej. Prowadzi laboratorium polimerowych biomateriałów w Michigan Tech, gdzie pracuje nad technologią uwalniania tlenku azotu.

- Gojenie się ran to złożona, komórkowa symfonia zdarzeń, przechodząca przez serię przewidywalnych i nakładających się etapów - mówi Megan Frost. - W przypadku gdy część orkiestry nie jest dostrojona, cały proces się załamuje. Fibroblasty, których udział w gojeniu się ran nie jest tak dobrze zbadany jak makrofagów, są podstawowym instrumentem sanacji. Zauważono, że ich niewłaściwa odpowiedź na zagrożenia występujące u pacjentów z cukrzycą może być głównym czynnikiem powolnego gojenia się ran - opsuje uczona.

- W takich sytuacjach pożyteczny jest tlenek azotu, rodzaj chemicznego metronomu, który przywraca właściwy rytm regeneracji komórek. Ale kierowanie taką orkiestrą wcale nie jest proste. Coraz głośniej tykający metronom niekoniecznie wpływa na wyczucie rytmu przez muzyków, tak więc samo zaaplikowanie dużej dawki tlenku azotu nie jest metodą na przezwyciężenie problemów, wprost przeciwnie, w tym przypadku powiedzenie “co za dużo, to niezdrowo” - niestety sprawdza się bardzo dobrze - dodaje Megan Frost.

- Stwierdziliśmy, że nie wystarczy bezrefleksyjnie podać tlenek azotu i oczekiwać efektu. Musimy stale sprawdzać, ile tego związku jest faktycznie potrzebne - wyjaśnia uczona.

Zespół Megan Frost zajmuje się przede wszystkim mierzeniem obecności tlenku azotu. Dotychczasowa praktyka oparta jest na określaniu azotynów (jako produktu ubocznego). Związek ten - chociaż stabilny, a więc łatwiejszy do zmierzenia, sam w sobie - w przeciwieństwie do tlenku azotu - nie jest w stanie przekazywać danych o zachodzących procesach życiowych w czasie rzeczywistym.

W laboratorium Frost zbudowało urządzenie do bezpośredniego pomiaru stężenia tlenku azotu i jego stymulacji. To pierwszy krok do wysublimowanego podawania tego związku. Opaska uwalniająca tlenek azotu może pomóc wyleczyć zaledwie w ciągu niecałego miesiąca jedną z najtrudniejszych do pokonania chorób określaną jako zespół stopy cukrzycowej.