紐約州伊薩卡市康奈爾大學獸醫學院下屬的貝克動物健康研究所的研究人員在STEM CELLS Translational
Medicine（SCTM）上發表了一項研究。在一個相關的體外模型中，詳細說明了用一種叫做間質基質細胞(MSC)的幹細胞分泌物處理傷口，如何有效地減少耐甲氧西林金黃色葡萄球菌–更好地稱為MRSA的活力，並刺激周圍的皮膚細胞建立起對細菌入侵者的防禦。
根據美國疾病控制和預防中心的最新統計數據，2017年期間，美國有超過11.9萬人患有由一種名為金黃色葡萄球菌（S. aureus）的細菌引起的血液感染–並且有近2萬人死亡。金黃色葡萄球菌已經成為一個主要的醫療問題，因為這些細菌在某些情況下會變得具有威脅性，比如在免疫力低下的病人或受感染的傷口環境中，而且它們已經對許多抗生素–甚至是目前唯一可用於治療細菌感染的藥物–產生了抗藥性。
然而，這項研究可能有助於改變這種狀況，因為它指出了一種可能的新方法來治療最危險的菌株之一–MRSA。雖然許多人攜帶MRSA而沒有嚴重的後果，但對於那些健康受到損害的人來說，這種所謂的”超級細菌”可能是致命的。
馬體外皮膚生物膜移植模型，其圖像為培養中的皮膚移植體（左）和用阿爾西恩藍（右上）和抗菌抗體（右下）染色的細菌生物膜，以顯示皮膚生物膜移植模型中的細菌存在。
間充質幹細胞是幹細胞，可以從骨髓、脂肪(fat)、血液和其他組織來源中分離出來。”最初，人們主張使用間充質幹細胞進行組織再生，是因為它們能夠分化成各種組織類型。由於這個原因，預計注射的間充質幹細胞會在損傷部位定植，分化成適當的組織類型，並使受損組織再生，”康奈爾大學微生物學和免疫學副教授、該研究的通訊作者Gerlinde R. Van de Walle, DVM, Ph.D. 說。”然而，研究顯示，只有一小部分施用的間充質幹細胞真正融入受傷組織。由於這個原因，人們開始普遍認為，組織修復和再生的有益影響更可能是間接的，取決於這些細胞所分泌的旁分泌物的影響。這一有趣的發現為開發無細胞再生療法開闢了新的治療前景，該療法利用間充質幹細胞的分泌物，包括可溶性因子和細胞外囊泡中釋放的因子。這種無細胞療法可能被證明是安全的，並且通過克服與異體使用細胞本身相關的風險和障礙，可能是更有利的選擇。”
雖然多項研究顯示間充質幹細胞可以減少炎症，但還沒有人研究過間充質幹細胞的分泌物對皮膚細胞的抗菌防禦機制的影響，或在生理上相關的馬皮膚模型中測試其對生物膜的功效。這就是SCTM中描述的康奈爾研究的目的。
Van de Walle博士解釋說：”在馬和人類中，特定類型的慢性傷口往往對治療有抵抗力，並引起各種併發症，導致高發病率和死亡率，進而對經濟產生重大影響”。該團隊首先建立了一個馬的皮膚生物膜模型。(生物膜是微生物在表面發展的”社區”。在這種狀態下，即使細菌沒有抗藥性，也能很好地保護它們免受抗生素的傷害）。) 皮膚樣本是在三天內從新鮮採摘的馬皮上培養出來的。(研究中使用的皮膚是從因與本研究無關的原因而不得不被安樂死的動物身上採集的）。) 在培養期間，既沒有觀察到細胞死亡的明顯增加，也沒有觀察到表皮厚度的減少。
接下來，通過在皮膚樣本上製造均勻的傷口並接種MRSA或其不耐抗生素的對應物–甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌（MSSA），創建一個感染的傷口模型。然後用抗生素、DMEM（陰性對照）或MSC分泌物處理傷口24小時。在處理期結束時，通過評估每克組織的菌落形成單位（CFU）來測量細菌載量。
結果顯示，在新型皮膚模型中，來自間充質幹細胞的分泌因子明顯降低了MRSA的生存能力。此外，實驗還證明了馬的間充質幹細胞分泌物通過刺激周圍常駐皮膚細胞的免疫反應來增加皮膚細胞的抗菌活性。
她補充說：”總的來說，這些數據有助於我們了解間充質幹細胞分泌物的抗菌特性，並進一步支持基於間充質幹細胞分泌物的治療感染傷口的價值，通過確定更多有效的治療方法，我們可以為減少獸醫和人類醫學中的抗生素使用做出貢獻，這對打擊抗生素耐藥性很重要。”
STEM CELLS轉化醫學》主編、維克森林再生醫學研究所主任安東尼-阿塔拉醫學博士說：”這項研究調查了幹細胞分泌的蛋白質的抗菌特性，作為減少皮膚傷口感染的一種潛在治療方法。該數據支持幹細胞療法用於感染性傷口，這項工作應進一步審查。”