生体内無機ポリリン酸による慢性創傷治癒の促進：研究と最初の臨床応用

Acceleration of chronic wound healing by bio-inorganic polyphosphate: studies and first clinical applications.

抄録

慢性的な創傷の治癒は、代謝エネルギーの不足によって損なわれる。我々はこれまでの研究で、生理的無機ポリリン酸（ポリP）が、このポリマーの高エネルギーのホスホアンハイドライド結合を酵素で切断した結果、ATPを形成し、代謝エネルギーを生み出すことを示した。そこで、本研究では、慢性創傷治癒におけるエネルギー不足をポリPの投与で補うことができるかどうかを検討した。 ポリPをコラーゲンマットに練り込み、患者に塗布した。 ポリプ／コラーゲンマット上で増殖したケラチノサイトは、長い微絨毛を形成し、良好な環境に誘導された。HUVEC細胞は、ポリP/コラーゲンマットに反応し、接着性、移動性が高まり、マット内に侵入した。 これらの有望な結果は、「ベンチ・トゥー・ベッドサイド」のプロセスを経て、実験室から臨床へと移された。概念実証実験では、人工的に作られたポリP/コラーゲンマットを患者の慢性創傷に適用した。3週間後には65％、6週間後と9週間後にはそれぞれ36.6％と22.5％にまで傷口の面積が減少し、再上皮化の速度が驚くほど促進されました。完全な治癒が得られ、それ以上の治療は必要ありませんでした。再生した創傷部分の生検サンプルには、主に筋線維芽細胞が認められた。この創傷治癒プロセスは、polyPを含む保湿液の使用によってサポートされた。 この結果は、慢性創傷の実質的な治癒のためのマットに含まれる有益な成分として、polyPを強く推奨するものである。

The healing of chronic wounds is impaired by a lack of metabolic energy. In previous studies, we showed that physiological inorganic polyphosphate (polyP) is a generator of metabolic energy by forming ATP as a result of the enzymatic cleavage of the high-energy phosphoanhydride bonds of this polymer. Therefore, in the present study, we investigated whether the administration of polyP can substitute for the energy deficiency in chronic wound healing. PolyP was incorporated into collagen mats and applied and to patients . Keratinocytes grown onto the polyP/collagen mats formed long microvilli to guide them to a favorable environment. HUVEC cells responded to polyP/collagen mats with an increased adhesion and migration propensity as well as penetration into the mats. In a "bench to bedside" process these promising results were translated from the laboratory into the clinic. In the proof-of-concept application, the engineered polyP/collagen mats were applied to chronic wounds in patients. Those mats impressively accelerated the re-epithelialization rate, with a reduction of the wound area to 65% after 3 weeks and to 36.6% and 22.5% after 6 and 9 weeks, respectively. Complete healing was achieved and no further treatment was necessary. Biopsy samples from the regenerating wound area showed predominantly myofibroblasts. The wound healing process was supported by the use of a polyP containing moisturizing solution. The results strongly recommend polyP as a beneficial component in mats for a substantial healing of chronic wounds.