Teadlased kirjeldavad, kuidas rakud aktiveeruvad, põhjustades fibroosi ja elundite armistumist

Ajakirjas Nature Reviews Molecular Cell Biology avaldati uus Unity Health Toronto uuring, mis uurib, kuidas fibroblastirakud kehas aktiveeritakse, et põhjustada fibroosi ja elundite armistumist. Fibroos ja elundite armistumine on peamine surmapõhjus ning tõendid näitavad, et see põhjustab arenenud riikides kuni 45% surmajuhtumitest.

Fibroos on protsess, mille käigus meie keha fibroblastirakud toodavad liigses koguses valgukompleksi, mida nimetatakse ekstratsellulaarseks maatriksiks (ECM). ECM sisaldab valke, nagu kollageen, elastiin ja fibronektiin, ning seda võib pidada teatud tüüpi "liimiks" keha tasandil, mis ühendab meie keha erinevaid organeid, säilitades nende piirid.

Fibroblastid toodavad tavaliselt ECM-i, et toetada koe struktuuri ja aidata parandada kahjustatud või haavatud kudesid. Näiteks normaalsetes tingimustes liiguvad fibroblastid enda lõikamisel lõike- või haavakohta, paljunevad ja toodavad haava paranemiseks ECM-i. Fibroosi ajal saavad fibroblastid teatud signaale, mis aktiveerivad nad ECM-i ületootmiseks.

See liigne ECM, eriti liigne kollageen, võib põhjustada armkoe moodustumist, mis võib kahjustada elundi funktsiooni. Fibroos võib tekkida mis tahes keha koes või organis, sealhulgas kopsudes, maksas, neerudes ja südames, ning seda seostatakse paljude levinud haigustega, sageli hilises staadiumis.

Uus uuring võtab kokku mõned signaalid ja molekulaarsed mehhanismid, mis mängivad rolli fibroblastide aktiveerimisel ECM-i ületootmiseks. Teadlased arutavad ka fibroblastide heterogeensust ja seda, kuidas nende suurem heterogeensus võib mõjutada paranemisprotsessi.

"Käesolev ülevaade üritab lahti harutada osa meie teadmistest ja arusaamadest – või vääritimõistmisest – fibroblastide ja nende aktiveerimise kohta," ütles dr Boris Hinz, St. Michael's Keenani biomeditsiiniteaduste keskuse uurimuse autor ja teadlane.

"Me räägime tavaliselt fibroblastide aktiveerimisest uinuvast seisundist normaalse paranemise ja fibroosi korral. Kuid uue ECM-i tekitamiseks aktiveeritud rakud ei olnud tõeliselt uinunud ja mitte kõik neist polnud fibroblastid," ütles Hinz. "Tahtsime täpselt aru saada, millised rakud aktiveeriti. Mis tüüpi aktiveerimised toimusid – näiteks "Millised on peamised signaalid, mis neid fibroblaste aktiveerivad ja kuidas?""

Tuumamehaaniline transduktsioon ja müofibroblastide mälu. Allikas: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

Fibroblastid jäävad "sisse" Ülevaatust aitas juhtida kraadiõppur Fereshteh Sadat Younesi. Yunesi on Hinzi labori liige ja õpib St. Michaeli teadusuuringute koolituskeskuses.

"Üks peamisi signaale pärineb mehaanilisest pingest fibrootiliste piirkondade kitsas keskkonnas. Kui kuded läbivad fibroosi, muutuvad need fibroblastide tõttu, mis hakkavad ECM-i üle tootma ja ümber korraldama," ütles Yunesi. P>

"Need fibroblastid tajuvad nende ümber olevat jäikust, mis hoiab neid "sees" isegi pärast esialgse vigastuse paranemist. Need mehaaniliselt indutseeritud fibroblastid süvendavad oma jätkuva tegevusega fibrootilist piirkonda."

Hintz ütles, et kui teadlased mõistavad paremini fibroblastide aktiveerimisega seotud signaale ja mehhanisme, võivad nad olla võimelised välja töötama teraapiaid ja sekkumisi selle protsessi katkestamiseks ja ECM-i ületootmise peatamiseks, peatades seega fibroosi.

"Me vajame ravivat fibroosi. Teadlased on fibroosist teadnud umbes sajandi ja siiani pole ravi," ütles Hinz. "Kui praegu on heaks kiidetud ainult kaks ravimit, saame parimal juhul peatada fibroosi mõnes elundis. Lõppeesmärk oleks anda arme tekitavatele rakkudele "juhendamine" eemaldada liigne ECM koos farmaatsia juhistega. See on see, kuhu teadus liigub ja see on ülim unistus."