МикроРНК в везикулах стволовых клеток помогли разрешить фиброз легких
Тяжелая и хроническая пневмония развивается в результате легочных инфекций, среди которых COVID-19, а также аутоиммунных заболеваний, ожогов, воздействия токсикантов и пр. При этом воспаляется ткань, через которую происходит газообмен, и затем возможно ее замещение на нефункциональную соединительную – возникают так называемые фибротические очаги. Последние составляют преимущественно миофибробласты, в чрезмерных количествах синтезирующие коллаген и способные к сокращению за счет волокон гладкомышечного актина. К краям таких очагов подтягиваются новые фибробласты, расширяя площадь пораженных областей и вызывая их слияние. Здоровой ткани становится все меньше, и дыхательная функция легких драматически ухудшается.
Один из наиболее многообещающих подходов к лечению фиброзов связан с использованием мезенхимальных стволовых клеток (МСК), а точнее секретируемых ими молекул. Они могут способствовать разрушению патологического внеклеточного матрикса и воздействовать на активность и судьбу окружающих клеток. В своем новом исследовании сотрудники Медицинского научно-образовательного центра МГУ имени М.В. Ломоносова и Научно-исследовательского института морфологии человека имени академика А.П. Авцына оценили, как влияют разные секреты МСК на развитие и разрешение фиброза легких у мышей, вызванного воздействием блеомицина – цитатостатика, который применяют при лечении некоторых видов рака. В рамках терапии они однократно (спустя две недели после запуска патологии или же перед ним) впрыскивали в трахею животных жидкость, содержащую выделяемые МСК сигнальные молекулы – факторы роста – или везикулы с микроРНК, не кодирующими белки, но выполняющими регуляторные задачи. Об этом исследовании сообщается на платформе CoLab.
Профилактическое лечение перед воздействием блеомицина не смогло предотвратить образование фиброзных очагов. Авторы считают, что подобная терапия может быть успешной, если проводить ее в другое время, в некую «активную фазу», когда легкие непосредственно повреждаются. Идею подтверждают эксперименты их коллег, которые вводили цитостатик и везикулы совместно.
Вместе с тем, лечение уже развившегося фиброза оказалось очень действенным в случае везикул с микроРНК постепенно состояние легких больных мышей стало сравнимо с таковым у здоровых животных. Ученые наблюдали уменьшение количества миофибробластов – главных «виновников» патологического состояния. Причиной стало истощение пула именно клеток-предшественников, то есть проблема решалась на корню. Доказательством того, что именно микроРНК регулируют активность нежелательной популяции, стали эксперименты, когда в терапевтическую субстанцию добавляли ферменты, расщепляющие рибонуклеиновую кислоту: тогда препарат просто переставал работать.
Ученые смогли выяснить и то, какие конкретно молекулы РНК оказывают эффект. Избирательно подавляя активность разных их сортов, авторы нашли необходимые – miR-21, которые уже известны своей способностью регулировать фибротические процессы, а также miR-29c и miR-129. Как действуют две последних молекулы, до конца неясно. С одной стороны, они могут ослаблять чрезмерно активные и устойчивые к апоптозу миофибробласты. С другой стороны, эти микроРНК, вероятно, влияют на дифференцировку фибробластов в миофибробласты, предотвращая ее, и возвращают миофибробласты в состояние предшественников, а еще опосредованно модулируют структуру и состав внеклеточного матрикса. В совокупности это способствует разрешению фибротических очагов.
Таким образом, авторы продемонстрировали эффективность нового подхода к лечению тяжелых последствий пневмонии. Вместе с тем, перед внедрением подхода в медицинскую практику еще предстоит ответить на ряд вопросов, например, как именно производить препарат, каков точный механизм его работы и какой режим лечения будет наиболее действенным и комфортным для пациента.