Rany cukrzycowe, zwłaszcza owrzodzenia stóp, należą do najpoważniejszych powikłań, z jakimi spotykają się pacjenci chorzy na cukrzycę. Te przewlekłe rany często nie goją się prawidłowo z powodu słabego przepływu krwi, utrzymującego się stanu zapalnego i infekcji. Konsekwencje mogą być poważne, począwszy od utraty mobilności po amputacje, i stanowią znaczne obciążenie dla systemów opieki zdrowotnej na całym świecie. W tym kontekście badacze poszukiwali nowych metod leczenia, które mogą przyspieszyć gojenie się ran i poprawić jakość życia pacjentów.
Zespół badaczy pod kierunkiem dr Neveny Puac z Uniwersytetu w Belgradzie wykazał, w jaki sposób woda aktywowana plazmą może przyspieszyć gojenie się ran u szczurów z cukrzycą. Wykazali uzdrawiający potencjał wody po obróbce plazmą, co może stanowić bardziej dostępną opcję dla pacjentów. Ich prace opublikowano w International Journal of Molecular Sciences.
Badanie wykazało, że leczenie wodą aktywowaną osoczem (PAW) znacząco poprawia zamykanie ran u szczurów z cukrzycą w porównaniu ze zwierzętami nieleczonymi. W ciągu pierwszych dni gojenia rany leczone wodą aktywowaną plazmą wykazywały szybszą regenerację i zdrowszy rozwój tkanek. Warto zauważyć, że woda aktywowana osoczem nie zmieniała poziomu cukru we krwi, co oznacza, że zaobserwowane korzyści były specyficzne dla samego procesu gojenia. Według dr Puaca i współpracowników „PAW poprawia gojenie się ran u szczurów z cukrzycą i wpływa głównie na fazę zapalną gojenia się ran”.
Jednym z głównych odkryć było to, że woda aktywowana plazmą zmniejsza nadmierny stan zapalny, kluczową przeszkodę w gojeniu ran cukrzycowych. Analiza tkanki wykazała mniejszą liczbę komórek zapalnych w ranach leczonych wodą aktywowaną osoczem, a także niższą aktywność enzymów związanych z komórkami odpornościowymi, takimi jak neutrofile, które stanowią pierwszą linię obrony przed infekcją, oraz makrofagi, które są komórkami oczyszczającymi zanieczyszczenia i koordynującymi gojenie. Zmiany te przybliżyły proces gojenia u szczurów z cukrzycą do procesu obserwowanego u zdrowych kontroli. Dr Puac wyjaśnił: „Zastosowanie PAW zmniejszyło liczbę komórek zapalnych, aktywność mieloperoksydazy mieloperoksydazy i N-acetylo-bD-glikozominidazy oraz ekspresję genów prozapalnych u szczurów z cukrzycą”.
Oprócz kontroli stanu zapalnego, leczenie usprawniło także przebudowę tkanek. Kolagen, białko strukturalne niezbędne do zamykania i wzmacniania ran, odkładał się w większych ilościach – o około jedną dziesiątą więcej – po terapii wodą aktywowaną plazmą. Co ważne, poprawa ta nie wynikała ze zwiększonej ekspresji genów kolagenu, ale raczej z korzystnej równowagi pomiędzy enzymami rozkładającymi tkankę i tymi, które zachowują strukturę rany. Sugeruje to, że woda aktywowana plazmą pomaga ustabilizować środowisko rany, umożliwiając skuteczniejsze gojenie.
Dr Puac i jej współpracownicy rzucają również światło na wpływ wody aktywowanej plazmą na szlaki molekularne. Poziomy kluczowych genów zapalnych, takich jak interleukina-1 beta – cząsteczka sygnalizująca stan zapalny, interleukina-6 – kolejny kluczowy regulator odpowiedzi immunologicznej i czynnik martwicy nowotworu – białko sprzyjające zapaleniu, były znacznie niższe w leczonych ranach. Jednocześnie zmniejszono niszczycielski enzym matrix metaloproteinazę-9, który rozkłada tkankę łączną, poprawiając równowagę między nią a jej naturalnym inhibitorem. Ta delikatna zmiana prawdopodobnie wyjaśnia, dlaczego więcej kolagenu zostało zachowane i zintegrowane z gojącą się tkanką. Dr Puac i zespół doszli do wniosku, że woda aktywowana plazmą działa poprzez podwójny mechanizm: wczesny wybuch stanu zapalnego w celu usunięcia zanieczyszczeń, po którym następuje szybki efekt uspokajający, który pozwala ranom przejść do fazy proliferacyjnej, kiedy tworzy się nowa tkanka, oraz do fazy przebudowy, kiedy struktura rany wzmacnia się.
Podsumowując, wyniki sugerują, że woda aktywowana plazmą może stanowić praktyczną i skuteczną nową terapię ran cukrzycowych. W przeciwieństwie do urządzeń z zimną plazmą atmosferyczną, które są nieporęczne i wymagają specjalistycznego sprzętu, wodę aktywowaną plazmą można przechowywać i łatwo stosować w postaci płynnego sprayu, co czyni ją bardziej dostępną do zastosowań klinicznych. Doktor Puac i jej współpracownicy podkreślili, że chociaż konieczne są dalsze badania i próby kliniczne, ich odkrycia stanowią podstawę do opracowania ulepszonych strategii leczenia ran przewlekłych u pacjentów z cukrzycą.
Odniesienie do czasopisma
Rajic J., Grdovic N., Markovic A., Skoro N., Dinic S., Uskokovic A., Arambasic Jovanovic J., Djordevic M., Saric A., Vidakovic M., Puac N., Mihailovic M. „Woda aktywowana plazmą poprawia gojenie ran u szczurów z cukrzycą poprzez wpływ na fazę zapalną i przebudowy”. International Journal of Molecular Sciences, 2025; 26(3):1265. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26031265
O Autorach
dr. Nevena Puač jest głównym pracownikiem naukowym Instytutu Fizyki w Belgradzie zajmującym się fizyką plazmy niskotemperaturowej – plazmą niskotemperaturową i plazmą atmosferyczną, ekspertem w zakresie licznych metod diagnostycznych i zastosowań plazmy w biologii, medycynie i rolnictwie. Stopień doktora uzyskała na Uniwersytecie w Belgradzie, a część pracy magisterskiej zrealizowała w Instituto Superior Tecnico w Lizbonie, Portugalia. Była kierownikiem krajowego projektu technologicznego (TD 23016, Ministerstwo Edukacji, Nauki i Rozwoju Technologicznego, 2008-2010), projektu multidyscyplinarnego (III41011, Ministerstwo Edukacji, Nauki i Rozwoju Technologicznego, 2011-2019) oraz kierownikiem kilku projektów dwustronnych. Obecnie jest Przewodniczącą Akcji i koordynatorką multidyscyplinarnej Akcji COST, PlAgri-CA19110„Rolnictwo plazmowe dla inteligentnego i zrównoważonego rolnictwa” oraz był liderem projektu Marie Skłodowska Curie ITN (Nowelties 812880) w Instytucie Fizyki. Opublikowała ponad 80 artykułów w międzynarodowych czasopismach i publikacjach. Jej indeks H wynosi 32 i ma ponad 3000 cytowań. Większość szeroko cytowanych opublikowanych przez nią prac dotyczy zastosowań plazmy w biologii i medycynie. Do chwili obecnej była promotorem kilku prac doktorskich, magisterskich i dyplomowych. Była współprzewodniczącą i organizatorką kilku konferencji i warsztatów.
dr. Nikola Skorogłówny pracownik naukowy, pracuje w Instytucie Fizyki Uniwersytetu w Belgradzie w Centrum Procesów Nierównowagowych. Jego tematyka badawcza obejmuje dziedzinę diagnostyki zimnej plazmy (przestrzennie i czasowo rozdzielona optyczna spektroskopia emisyjna plazmy oraz obrazowanie ICCD; pomiary mocy) oraz zastosowań plazmy w obróbce polimerów i tekstyliów w plazmie niskociśnieniowej oraz obróbce próbek biomedycznych i ciekłych przy użyciu plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym – odkażanie i aktywacja wody, obróbka ośrodka i komórek. Pracował jako główny badacz w projekcie sprawdzającym koncepcję i kilku projektach współpracy dwustronnej, a także lider pakietu roboczego w multidyscyplinarnym projekcie APPerTAin-BIOM (nr 7739780) finansowanym przez Fundusz Naukowy Republiki Serbii. Był stypendystą Marie Curie i brał udział w kilku projektach międzynarodowych i krajowych jako lider zadań. Opublikował ponad 30 artykułów w czasopismach międzynarodowych, jego indeks h wynosi 14 i ma ponad 350 cytowań. Większość szeroko cytowanych prac, które opublikował, dotyczy zastosowań plazmy w biologii, medycynie i leczeniu celów płynnych. Wygłosił ponad 15 zaproszonych wykładów na renomowanych konferencjach międzynarodowych.
Andjelija Markovićasystent naukowy, zatrudniony w Instytucie Fizyki, pracujący w Centrum Procesów Nierównowagowych. Jej obszar badań naukowych koncentruje się na plazmach niskotemperaturowych w kontakcie z cieczami. W trakcie studiów doktoranckich prowadziła szeroką diagnostykę strumieni plazmy w kontakcie z układami cieczowymi, w tym pomiary mocy, optyczną spektroskopię emisyjną (OES) i obrazowanie ICCD. Zajmuje się także zastosowaniem plazmy do zabiegów płynnych (woda aktywowana plazmą, medium aktywowane plazmą), które znajdują dalsze zastosowanie w medycynie i rolnictwie.
W swoich wcześniejszych badaniach nad zastosowaniami systemów plazmowych brała udział w opracowywaniu i pozyskiwaniu zabezpieczeń własności intelektualnej, takich jak patenty, które zapewniają uznanie i potencjalne korzyści finansowe dla wynalazców i powiązanych z nimi instytucji. Była liderem projektu w ramach Grantu Badawczego SEED w ramach Projektu SAIGE.
Opublikowała dwie prace w czasopismach międzynarodowych z zakresu zastosowań cieczy aktywowanych plazmą w medycynie oraz brała udział w licznych konferencjach i szkołach naukowych.
