Zinātnieki ir aprakstījuši, kā šūnas aktivizējas, lai izraisītu orgānu fibrozi un rētas veidošanos.

Žurnālā “Nature Reviews Molecular Cell Biology” tika publicēts jauns Unity Health Toronto pētījums, kurā tiek pētīts, kā organismā tiek aktivizētas fibroblastu šūnas, izraisot fibrozi un orgānu rētošanos. Fibroze un orgānu rētošanās ir viens no galvenajiem nāves cēloņiem, un pierādījumi liecina, ka tie ir atbildīgi par līdz pat 45% nāves gadījumu attīstītajās valstīs.

Fibroze ir process, kurā mūsu ķermeņa fibroblastu šūnas ražo pārmērīgu daudzumu olbaltumvielu kompleksa, ko sauc par ārpusšūnu matricu (ECM). ECM satur tādus proteīnus kā kolagēns, elastīns un fibronektīns, un to var uzskatīt par sava veida visa ķermeņa "līmi", kas savieno dažādus mūsu ķermeņa orgānus, saglabājot to robežas.

Parasti fibroblasti ražo ārpusšūnu maģistrālo šūnu (ECM), lai atbalstītu audu struktūru un palīdzētu atjaunot bojātus vai savainotus audus. Piemēram, normālos apstākļos, kad rodas griezums, fibroblasti pārvietojas uz griezuma vai brūces vietu, vairojas un ražo ECM, lai palīdzētu brūcei sadzīt. Tomēr fibrozes gadījumā fibroblasti saņem noteiktus signālus, kas tos aktivizē pārmērīgi producēt ECM.

Šis ECM pārpalikums, īpaši kolagēna pārpalikums, var izraisīt rētaudu veidošanos, kas var pasliktināt orgānu darbību. Fibroze var rasties jebkuros ķermeņa audos vai orgānos, tostarp plaušās, aknās, nierēs un sirdī, un ir saistīta ar daudzām izplatītām slimībām, bieži vien to vēlīnās stadijās.

Jaunā pētījumā ir apkopoti daži signāli un molekulārie mehānismi, kas ietekmē fibroblastu aktivizēšanu, lai tie pārmērīgi producētu ECM. Pētnieki arī apspriež fibroblastu heterogenitāti un to, kā to lielāka heterogenitāte var ietekmēt dzīšanas procesu.

"Šajā pārskatā ir mēģināts atklāt dažas no mūsu zināšanām un izpratnes - vai pārpratumiem - par fibroblastiem un to aktivāciju," sacīja Dr. Boriss Hincs, pētījuma autors un zinātnieks Keenan Biomedicīnas zinātnes centrā St Michael's slimnīcā.

"Mēs parasti runājam par fibroblastiem, kas tiek aktivizēti no neaktīva stāvokļa normālas dzīšanas un fibrozes laikā. Taču šūnas, kas tika aktivizētas, lai veidotu jaunu ECM, nebija patiesi neaktīvas, un ne visas no tām bija fibroblasti," sacīja Hincs. "Mēs vēlējāmies precīzi saprast, kuras šūnas tika aktivizētas. Kāda veida aktivācijas notika — piemēram, "Kādi ir galvenie signāli, kas aktivizē šos fibroblastus un kā?""

Kodola mehānotransdukcija un miofibroblastu atmiņa. Avots: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

Fibroblasti paliek “ieslēgti” Pārskatu palīdzēja veikt maģistrante Ferešte Sadata Junesi. Junesi ir Hinca laboratorijas locekle un studente Svētā Maikla pētniecības apmācības centrā.

"Viens no galvenajiem signāliem rodas no mehāniskā stresa fibrotisko zonu sablīvētajā vidē. Kad audi piedzīvo fibrozi, tie kļūst daudz stingrāki nekā parasti šo fibroblastu dēļ, kas sāk pārmērīgi producēt un reorganizēt ECM," sacīja Younesi.

"Šie fibroblasti sajūt apkārtējo stingrību, kas tos notur 'ieslēgtus' pat pēc sākotnējā bojājuma sadzīšanas. Šie mehāniski inducētie fibroblasti ar savu pastāvīgo aktivitāti saasina fibrozes zonu."

Hincs teica, ka, tiklīdz pētnieki labāk izpratīs fibroblastu aktivācijas signālus un mehānismus, viņi varēs izstrādāt terapijas un intervences, lai pārtrauktu šo procesu un apturētu ECM pārprodukciju, tādējādi apturot fibrozi.

"Mums ir nepieciešams veids, kā izārstēt fibrozi. Zinātnieki par fibrozi zina jau apmēram gadsimtu, un joprojām nav zāļu," sacīja Hincs. "Ar pašlaik apstiprinātām tikai divām zālēm mēs varam apturēt fibrozi dažos orgānos — labākajā gadījumā. Galīgais mērķis būtu "instruēt" rētas veidojošās šūnas ar farmaceitisku vadību noņemt lieko ārpusšūnu materiālo slāni. Tieši tur virzās zinātne, un tas ir galvenais sapnis."