Согласно исследованию Northwestern Medicine, опубликованному в Proceedings of the National Academy of the Sciences (PNAS), неспособность эпителиальных клеток легких завершить переход из состояния, подобного стволовым клеткам, в полностью дифференцированное состояние вызывает фиброз легких.
По словам Александра Мишарина, доктора медицины, доктора философии Александра Мишарина, введение небольшой молекулы мышам с фиброзом легких помогло завершить этот клеточный переход как у молодых, так и у старых мышей.D., доцент медицины отделения легочной и интенсивной терапии и соавтор исследования.
«В настоящее время терапевтические возможности для пациентов с фиброзом легких ограничиваются трансплантацией легких и двумя препаратами с умеренной эффективностью и серьезными побочными эффектами, поэтому очень необходимы новые препараты, которые могут замедлить прогрессирование или обратить вспять фиброз легких», – сказал Мишарин.
Легочный фиброз – это состояние, при котором легочная ткань повреждается и покрывается рубцами, постепенно и необратимо нарушая функцию легких. Мишарин и его сотрудники исследовали клетки эпителия легких, в том числе плоские эпителиальные клетки 1-го типа, которые участвуют в газообмене между альвеолами легких и кровью, и кубовидные клетки 2-го типа, которые обычно производят сурфактант.
Если клетки типа 1 повреждаются и умирают, что неизбежно происходит в течение всей жизни, эпителиальные клетки типа 2 претерпевают трансформацию, делятся и дифференцируются в клетки типа 1, чтобы заменить те, которые были потеряны.
«Они действуют как импровизированные стволовые клетки», – сказал Мишарин.
У молодых животных эти эпителиальные клетки в конечном итоге завершают этот переход, и экспериментальный фиброз легких у молодых мышей обычно проходит самостоятельно. Однако у более старых животных эти клетки типа 2 могут «застрять» в этом переходном процессе, либо умирая, либо сохраняясь как клетки-предшественники альвеолярного эпителия. Если переходные клетки умирают, первоначальное повреждение легких остается нерешенным, и этот процесс повторяется. Если вместо этого клетки застревают в переходном процессе, они могут стимулировать набор иммунных клеток и посылать сигналы, активирующие фибробласты.
«Действуя вместе, эти типы клеток способствуют увеличению отложения внеклеточного матрикса, что приводит к развитию фиброза легких», – сказал Мишарин.
Этот переходный процесс является стрессом для эпителиальных клеток, и хотя клетки молодых животных могут выдерживать давление, клетки старых животных часто терпят неудачу, что отчасти объясняет, почему фиброз легких чаще встречается у пожилых людей.
В текущем исследовании авторы продемонстрировали, что небольшая молекула под названием ISRIB может помочь. Молекула, которая, как известно, способствует трансляции белка, пасет эпителиальные клетки 2-го типа за счет их перехода в клетки 1-го типа, ускоряя восстановление эпителия и тем самым облегчая фиброз легких. Важно отметить, что, согласно исследованию, он был эффективен как на молодых, так и на старых моделях животных.
«Эти клетки меняют форму и меняют все, что они делают; это как переехать в другую страну и начать новую работу, что может быть очень стрессовым», – сказал Мишарин. “Этот препарат может помочь им завершить этот переход.”
Подобные небольшие молекулы, нацеленные на пути стресса, в настоящее время проходят клинические испытания для других состояний, и Мишарин сказал, что, если они считаются безопасными, их можно тестировать на людях, чтобы замедлить прогрессирование фиброза легких. Есть и другие применения, в том числе для лечения стойких повреждений легких, вызванных COVID-19. Бэзли, профессор болезней дыхательных путей, руководитель отделения легочной и реанимации в отделении медицины и соавтор исследования.
«Мы обнаружили аналогичную популяцию переходных эпителиальных клеток, которые были нацелены на ISRIB, у мышей в легких у наших пациентов с тяжелым поражением легких COVID-19, которым потребовалась трансплантация легких», – сказал Будингер, который также является профессором клеточной биологии и биологии развития. , ссылаясь на недавнее исследование, опубликованное в Science Translational Medicine. “Это говорит о том, что такие препараты, как ISRIB, могут способствовать восстановлению у пациентов со стойким рубцеванием легких после COVID-19.”