При повреждении или воспалении внутренних органов и тканей — печени, легких, сердечной мышцы и других — развивается фиброз. На месте ткани разрастается рубец, из-за чего органы начинают хуже работать. Прогрессирующие формы фиброза, например легочный, неизбежно приводят к утрате функции пораженного органа. На данный момент эффективного лечения этой формы заболевания не существует, при этом средняя выживаемость составляет от двух до пяти лет.
Ткань легких мыши способна полностью восстанавливаться после развития крайне тяжелого фибротического состояния. Окрашивание на белки соединительной ткани по Ван-Гизону. Источник: Basalova et al, Cells, 2024
Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова изучили, как развивается заболевание. Чтобы воспроизвести фиброз легких человека, ученые использовали мышей, которым вводили блеомицин — химическое вещество, которое провоцирует повреждения тканей. Экспериментальная модель выбрана из-за сходства с прогрессирующим фиброзом у человека. У мышей, однако, ткани могут восстанавливаться, что позволяет изучить не только развитие легочного фиброза, но и процесс разрушения рубцов.
Поскольку прогрессирующий фиброз развивается поэтапно, исследователи сосредоточились на изучении клеточных механизмов на разных стадиях. Они наблюдали за процессами в легких мышей в ключевые моменты образования рубцов. Так, уже на ранних стадиях появляются активированные стромальные клетки — клетки соединительной ткани, экспрессирующие белок активации фибробластов альфа (FAPα). Эти клетки начинают активно делиться, а затем могут превращаться в миофибробласты, способствующие развитию фиброза. Вместе активированные клетки и миофибробласты активно вырабатывают белки рубцовой ткани, заменяя нормальную ткань органа.
Активированные стромальные клетки (FAPα, пурпурный; ядра клеток — серый) активно делятся и дифференцируются в миофибробласты (aSMA, бирюзовый) на стадии развития фиброза (слева). Также FAPα-позитивные клетки остаются при восстановлении ткани, в участках, «богатых» CD90 (желтый) (справа). Иммуногистохимическое мечение, масштабный отрезок — 100 мкм. Источник: Basalova et al, Cells, 2024
Исследования показали, что активированные стромальные FAPα-позитивные клетки остаются в ткани даже на стадии восстановления ткани после фиброза. Это позволяет предположить, что их роль может измениться в процессе протекания заболевания. Например, они могут перестать создавать компоненты соединительной ткани и начать ее разрушать. Авторы считают, что эту «переключаемую» роль может регулировать появление в клетках новых белков, например белка CD90 (Thy-1), которые взаимодействуют с FAPα.
«Наше исследование позволяет глубже понять не только пути развития фиброза, но и физиологические механизмы его разрешения, которые могут запускаться в организме млекопитающих. Функциональной роли активированных стромальных клеток как драйвера фибротических процессов в настоящее время уделяется все большее внимание. И наше исследование подчеркивает необходимость более пристального изучения функций и регуляции этих клеток, в том числе для создания новых подходов к терапии. В дальнейшем мы планируем выяснить, как воздействие на активированные стромальные клетки может помочь восстановлению тканей при фиброзе», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Наталия Басалова, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории репарации и регенерации тканей Центра регенеративной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова.
