Ученые описали, как клетки активируются, вызывая фиброз и рубцевание органов

Новое исследование, проведенное Unity Health Toronto, которое изучает, как клетки фибробластов в организме активируются, вызывая фиброз и рубцевание органов, было опубликовано в журнале Nature Reviews Molecular Cell Biology. Фиброз и рубцевание органов являются одной из ведущих причин смерти, причем данные свидетельствуют о том, что они ответственны за до 45% смертей в развитых странах.

Фиброз — это процесс, при котором клетки фибробластов в нашем организме производят избыточное количество белкового комплекса, называемого внеклеточным матриксом (ECM). ECM содержит такие белки, как коллаген, эластин и фибронектин, и можно представить его как своего рода "клей" на уровне организма, который соединяет различные органы нашего тела, сохраняя их границы.

Обычно фибробласты производят ECM для поддержки структуры тканей и для помощи в восстановлении поврежденной или раненой ткани. Например, в нормальных условиях, когда вы порезались, фибробласты перемещаются к месту пореза или раны, размножаются и производят ECM для заживления раны. При фиброзе же фибробласты получают определенные сигналы, которые активируют их на перепроизводство ECM.

Этот избыток ECM, особенно избыток коллагена, может привести к образованию рубцовой ткани, что может ухудшить функцию органа. Фиброз может возникнуть в любой ткани или органе тела, включая легкие, печень, почки и сердце, и ассоциирован с многими распространенными заболеваниями, часто на поздних стадиях.

Новое исследование резюмирует некоторые сигналы и молекулярные механизмы, которые играют роль в активации фибробластов для перепроизводства ECM. Исследователи также обсуждают гетерогенность фибробластов и то, как их большая гетерогенность может повлиять на процесс заживления.

"Этот обзор пытается распутать некоторые наши знания и понимание — или недопонимание — фибробластов и их активации," сказал доктор Борис Хинц, автор исследования и ученый Центра биомедицинской науки Кинана при больнице Святого Михаила.

"Мы обычно говорим об активации фибробластов из дремлющего состояния при нормальном заживлении и фиброзе. Но клетки, активированные для создания нового ECM, не были по-настоящему дремлющими, и не все из них были фибробластами," сказал Хинц. "Мы хотели понять, какие именно клетки активируются. Какие типы активаций происходят — например, 'Какие ключевые сигналы активируют эти фибробласты и как?'"

Механотрансдукция ядра и память миофибробластов. Источник: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

Фибробласты остаются "включенными" Аспирант Фереште Садат Юнеси помогла провести обзор. Юнеси является членом лаборатории Хинца и студенткой Исследовательского учебного центра при больнице Святого Михаила.

"Один из ключевых сигналов исходит от механических воздействий в уплотненной среде фибротических областей. Когда ткани подвергаются фиброзу, они становятся гораздо жестче, чем в норме, из-за этих фибробластов, которые начинают перепроизводство и реорганизацию ECM," сказала Юнеси.

"Эти фибробласты чувствуют жесткость вокруг себя, что удерживает их 'включенными', даже после того, как начальное повреждение зажило. Эти механически индуцированные фибробласты усугубляют фибротическую область своей постоянной активностью."

Хинц сказал, что, как только исследователи лучше поймут сигналы и механизмы, вовлеченные в активацию фибробластов, они смогут разработать терапии и вмешательства для прерывания этого процесса и остановки перепроизводства ECM, таким образом останавливая фиброз.

"Нам нужен способ излечения фиброза. Ученые знают о фиброзе уже примерно столетие, и все еще нет лекарства," сказал Хинц. "С всего двумя одобренными в настоящее время препаратами, мы можем остановить фиброз в некоторых органах — в лучшем случае. Конечной целью было бы 'инструктировать' клетки, создающие рубцы, удалять избыточный ECM с помощью фармацевтического руководства. Это то, к чему идет наука, и это конечная мечта."