Teadlased on kirjeldanud, kuidas rakud aktiveeruvad, et põhjustada elundite fibroosi ja armistumist

Ajakirjas Nature Reviews Molecular Cell Biology avaldati Unity Health Toronto uus uuring, mis uurib, kuidas kehas olevad fibroblastirakud aktiveeruvad, põhjustades fibroosi ja elundite armistumist. Fibroos ja elundite armistumine on peamine surmapõhjus ning tõendid viitavad sellele, et arenenud riikides põhjustavad need kuni 45% surmajuhtumitest.

Fibroos on protsess, mille käigus meie keha fibroblastrakud toodavad liigses koguses valgukompleksi, mida nimetatakse rakuväliseks maatriksiks (ECM). ECM sisaldab selliseid valke nagu kollageen, elastiin ja fibronektiin ning seda võib pidada omamoodi kogu keha hõlmavaks „liimiks“, mis ühendab meie keha erinevaid organeid, säilitades nende piirid.

Tavaliselt toodavad fibroblastid rakuvälise maatriksi (ECM) koe struktuuri toetamiseks ja kahjustatud või vigastatud koe parandamiseks. Näiteks tavalistes tingimustes liiguvad fibroblastid lõikehaava või haava kohale, paljunevad ja toodavad ECM-i, mis aitab haaval paraneda. Fibroosi korral saavad fibroblastid aga teatud signaale, mis aktiveerivad neid ECM-i ületootma.

See liigne rakuväline maatriks (ECM), eriti liigne kollageen, võib viia armkoe moodustumiseni, mis võib kahjustada elundite talitlust. Fibroos võib esineda mis tahes koes või elundis, sealhulgas kopsudes, maksas, neerudes ja südames, ning on seotud paljude levinud haigustega, sageli nende hilisemas staadiumis.

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

„See ülevaade püüab lahti harutada mõningaid meie teadmisi ja arusaamu – või siis arusaamatusi – fibroblastide ja nende aktiveerimise kohta,“ ütles dr Boris Hinz, uuringu autor ja teadlane St Michaeli haigla Keenani biomeditsiiniteaduste keskuses.

„Tavaliselt räägime fibroblastide aktiveerimisest uinunud olekust normaalse paranemise ja fibroosi korral. Kuid rakud, mis aktiveeriti uue rakuvälise maatriksi loomiseks, ei olnud tegelikult uinunud ja mitte kõik neist ei olnud fibroblastid,“ ütles Hinz. „Me tahtsime täpselt aru saada, millised rakud aktiveeriti. Milliseid aktivatsioone toimus – näiteks: „Millised on peamised signaalid, mis neid fibroblaste aktiveerivad ja kuidas?““

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

Fibroblastid jäävad alles. Ülevaate läbiviimisel aitas kaasa magistrant Fereshteh Sadat Younesi. Younesi on Hintzi labori liige ja St. Michaeli uurimiskeskuse üliõpilane.

"Üks peamisi signaale tuleneb mehaanilisest pingest fibrootiliste piirkondade tihendatud keskkonnas. Kui koed läbivad fibroosi, muutuvad need palju jäigemaks kui tavaliselt, kuna need fibroblastid hakkavad ECM-i üle tootma ja reorganiseerima," ütles Younesi.

"Need fibroblastid tunnetavad enda ümber olevat jäikust, mis hoiab neid "peal" isegi pärast esialgse vigastuse paranemist. Need mehaaniliselt indutseeritud fibroblastid süvendavad fibrootilist piirkonda oma pideva aktiivsusega."

Hinz ütles, et kui teadlased saavad paremini aru fibroblastide aktiveerimisega seotud signaalidest ja mehhanismidest, võivad nad olla võimelised välja töötama ravimeetodeid ja sekkumisi selle protsessi katkestamiseks ja rakuvälise maatriksi (ECM) ületootmise peatamiseks, peatades seega fibroosi.

„Me vajame viisi fibroosi ravimiseks. Teadlased on fibroosist teadnud umbes sajandi ja ravi pole siiani olemas,“ ütles Hinz. „Praegu on heaks kiidetud vaid kaks ravimit, mille abil saame parimal juhul fibroosi mõnes organis peatada. Lõppeesmärk oleks arme moodustavatele rakkudele farmatseutilise juhendamise abil liigse rakuvälise maatriksi eemaldamise „juhendamine“. Sinna teadus teel on ja see ongi meie lõplik unistus.“