Immunomodulacyjne właściwości kwasu hialuronowego

Kwas hialuronowy (hyaluronic acid – HA) jest niesiarczanowanym glikozoaminoglikanem (GAG) i jego znaczna ilość znajduje się w macierzy zewnątrzkomórkowej ludzkiego ciała. W ostatnim czasie HA jest materiałem o rosnącym znaczeniu dla bioinżynierii i biomateriałów oraz procesów leczniczych. Jest szeroko stosowany w ginekologii i leczeniu zakażeń pochwy. Obserwuje się coraz większą liczbę badań na temat roli i potencjale HA jako modulatora układu odpornościowego ze szczególnym naciskiem na to, w jaki sposób związek struktury/właściwości HA wpływa i dostosowuje swoją funkcję jako materiał immunomodulujący. Badania sugerują, że nabłonek pochwy jest czymś więcej niż zwykłą fizyczną barierą chroniącą przed inwazją patogenów.

Immunomodulacja i wpływ kwasu hialuronowego na układ odpornościowy

Biomateriały mogą mieć znaczący wewnętrzny wpływ na układ odpornościowy poprzez propagowanie lub ograniczanie stanu zapalnego w zależności od ich właściwości fizykochemicznych. Postać, którą biomateriał przybiera (ciało stałe, hydrożel lub mikrocząstki/nanocząstki), poziom usieciowania i degradacji, hydrofobowość, topografia i charakter (syntetyczny vs uzyskany naturalnie) są ważnymi parametrami wpływającymi na jego działanie na układ immunologiczny. Inne czynniki oddziałujące obejmują różne strategie kontrolowania uwalnianie cytokin anty- lub prozapalnych, metody terapii komórkowej poprzez bezpośrednie włączenie komórek odpornościowych lub indukcję komórek po wszczepieniu [1].
Waga stopnia usieciowania HA – rusztowania o wysokim stopniu usieciowania zazwyczaj napędzają głównie zapalną odpowiedź makrofagową. Wydaje się również, że chemia powierzchni wpływa na adhezję makrofagów i profil wydzielania cytokin. Na przykład wykazano, że neutralnie naładowane polimery modyfikowane hydrofilowo promują mniej makrofagów w porównaniu z powierzchniami hydrofobowymi i jonowymi. Niemniej jednak w przypadku większości biomateriałów obciążenie lub funkcjonalizacja biomateriału za pomocą cząsteczek przeciwzapalnych jest niezbędna do modulowania zapalnego mikrośrodowiska organizmu [2].
Sam biomateriał może bezpośrednio aktywować i promować proces dojrzewania komórki dendrytycznej (DC). Te biomateriałowe centra odpornościowe mogą wywoływać specyficzne odpowiedzi immunologiczne w miejscu wstrzyknięcia, dostarczając wszystkich niezbędnych sygnałów do rekrutacji natywnych DC. Promują w ten sposób DC sprzężenie z antygenem i stymulowanie regulacji cząsteczek kostymulujących oraz wydzielanie cytokin przez DC w celu aktywacji limfocytów T [3].
Uważa się, że hamowanie kluczowych enzymów zaangażowanych w okładanie matrycy, takich jak syntaza hialuronianu (HAS) w HA oraz w sieciowaniu matrycowym, takim jak lysyloksydaza (LOX) dla kolagenu i hialadheryny dla HA, ułatwia dostęp limfocytów T w połączeniu z immunoterapią układową [4].
Podczas stanu zapalnego cząsteczki kwasu hialuronowego o małej masie cząsteczkowej propagują rekrutację i ad...