Ученые Гарвардского института стволовых клеток в Бригаме и женской больнице обнаружили клеточное происхождение рубцов на тканях, вызванных повреждением органов, связанным с диабетом, заболеванием легких, высоким кровяным давлением, заболеванием почек и другими состояниями. Наращивание рубцовой ткани известно как фиброз.
Фиброз имеет ряд последствий, включая воспаление и снижение доставки крови и кислорода к органу. В долгосрочной перспективе рубцовая ткань может привести к органной недостаточности и, в конечном итоге, к смерти. По оценкам, фиброз является причиной 45 процентов всех смертей в развитом мире.
Исследователи под руководством Бенджамина Хамфриса, доктора медицины, доктора философии, обнаружили, что редкая популяция стволовых клеток, расположенных за пределами кровеносных сосудов у мышей, становится клетками миофибробластов, которые секретируют белки, вызывающие рубцовую ткань.
Убийство этих стволовых клеток предотвращает смертельные осложнения фиброза, сообщают исследователи сегодня в онлайн-журнале Cell Stem Cell. Рафаэль Краманн, доктор медицины, научный сотрудник лаборатории Хамфриса, является первым автором статьи.
«В нормальных условиях миофибробласты стимулируют заживление ран, но когда происходит постоянное повреждение органа (e.грамм., печень пациента с гепатитом С, сердце пациента с высоким кровяным давлением или почка пациента с диабетом) эти белки закупоривают нормальное функционирование », – сказал Хамфрис, доцент Гарвардской медицинской школы в Бригаме и женской больнице. кто возглавляет программу почек Гарвардского института стволовых клеток.
В настоящее время исследователи обсуждают с фармацевтической фирмой скрининг лекарств, которые могут нацеливать и отключать эти вызывающие фиброз стволовые клетки в случаях хронических заболеваний органов. Идея использования стволовых клеток в качестве мишеней для открытия лекарств зародилась с созданием Хамфрисом, Краманом и Дереком ДиРокко, доктором философии, лаборатории MatriTarg Laboratories – стартапа, победившего на конкурсе Harvard Dean’s Health and Life Sciences Challenge в 2013 году.
«Мы хотели знать, улучшит ли уничтожение этой очень небольшой популяции стволовых клеток функцию органов, и при этом и почки, и сердце были полностью защищены от развития осложнений, связанных с фиброзом (e.грамм., почечная недостаточность и сердечная недостаточность) “, – сказал Хамфрис, который также возглавляет программу онко-нефрологии в Институте рака Дана-Фарбер. “Это является важным принципиальным доказательством того, что лекарства, нацеленные на стволовые клетки, могут быть терапевтическими.”
Клеточное происхождение фиброза почек давно озадачило исследователей. Было неизвестно, какие виды стволовых клеток образуют миофибробласты и где эти стволовые клетки расположены. Одна из давних гипотез заключалась в том, что стволовые клетки, дающие начало миофибробластам, находятся в костном мозге, но исследования Хамфриса опровергают это. Помечая определенный белок, называемый Gli1, экспрессируемый стволовыми клетками, образующими миофибробласты, ученые показали, что эти клетки находятся на периферии кровеносных сосудов и также находятся в органах.
Хамфрис действительно предупреждает, что клеточная популяция, обнаруженная его лабораторией, ответственна за около 60 процентов всех миофибробластов органов, что означает, что они, по-видимому, являются наиболее доминирующим источником, но могут быть и другие клетки, которые также вносят вклад в популяцию миофибробластов.
«Мы не опровергли все гипотезы, и наши результаты оставляют место для других клеток, которые могут способствовать фиброзу», – сказал он.
Лаборатория Хамфриса сотрудничала с коллегой из Гарвардского института стволовых клеток Бенджамином Эбертом, доктором медицины, также в Бригаме и женской больнице, в работе.