Рядом с кровеносными сосудами почки мыши (зеленые) находятся редкие стволовые клетки (красные), дифференцирующиеся в миофибробласты, секретирующие белки, способствующие образованию рубцовой ткани.
Ученые Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute) и Женской больницы Бригема (Brigham and Women’s Hospital) установили клеточный источник рубцовой ткани, развивающейся при повреждении органов, связанном с диабетом, болезнями легких, высоким кровяным давлением, болезнями почек и другими заболеваниями. Образование рубцовой ткани известно, как фиброз.
Фиброз приводит к развитию ряда осложнений, в том числе к воспалению и снижению поступления в орган крови и кислорода. В долгосрочной перспективе рубцовая ткань может стать причиной органной недостаточности и в конечном итоге смерти. Считается, что в развитых странах мира фиброз сносит вклад в 45 процентов всех смертей.
Исследователи во главе с Бенджамином Хамфрисом, MD, PhD, установили, что у мышей в миофибробласты, секретирующие белки, вызывающие образование рубцовой ткани, дифференцируется редкая популяция стволовых клеток, находящихся в периваскулярной нише многих органов.
Бенджамин Хамфрис, MD, PhD.
Уничтожение этих стволовых клеток предотвращает развитие смертельных фиброзных осложнений, сообщают доктор Хамфрис и его коллеги в статье, опубликованной в журнале Cell Stem Cell.
«В нормальных условиях миофибробласты стимулируют заживление ран, но при постоянном повреждении органа (например, печени при гепатите С, сердца при высоком кровяном давлении или почек при сахарном диабете) эти белки мешают нормальному функционированию», - объясняет доктор Хамфрис, доцент Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) в Женской больнице Бригема, руководящий программой изучения почек в Гарвардском институте стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute Kidney Program).
Исследователи выяснили, что устранение этой очень небольшой популяции стволовых клеток улучшает функцию органов: как почки, так и сердце оказываются полностью защищенными от обусловленных фиброзом осложнений (сердечной и почечной недостаточности).
«Это весомое доказательство правильности концепции о том, что таргетирование этих стволовых клеток может оказывать терапевтическое воздействие», - считает Хамфрис.
Мезенхимальные стволовые клетки (mesenchymal stem cells, MSCs) находятся в периваскулярной нише многих органов, в том числе почек, легких, печени и сердца, хотя их роль в этих тканях не совсем понятна. Ученые из HSCI показали, что маркером периваскулярных MSC-подобных клеток, вносящих значительный вклад в развитие фиброза органов, является белок Gli1. In vitro Gli1+ клетки экспрессируют типичные маркеры MSC, демонстрируют трехлинейную способность к дифференциации и обладают колониеобразующей активностью. Анализ генетических линий показывает, что тканевые, но не циркулирующие, Gli1+ клетки пролиферируют после повреждения почек, легких, печени и сердца, образуя миофибробласты. Генетическое устранение этих клеток существенно смягчает фиброз почек и сердца и сохраняет фракцию выброса в модели индуцированной сердечной недостаточности. Эти данные доказывают, что периваскулярные Gli1+ MSCs-подобные клетки являются основным клеточным источником органного фиброза и могут быть актуальной терапевтической мишенью для предотвращения дисфункции солидных органов.
Источник фиброза почек на клеточном уровне долго оставался загадкой для ученых. Было неизвестно, какие виды стволовых клеток образуют миофибробласты и где эти стволовые клетки находятся. Устоявшаяся гипотеза заключалась в том, что стволовые клетки, дающие начало миофибробластам, находятся в костном мозге, но исследования доктора Хамфриса ее опровергают. Пометив белок Gli1, экспрессируемый образующими миофибробласты стволовыми клетками, ученые показали, что эти клетки находятся на периферии кровеносных сосудов, а также в органах.
Доктор Хамфрис подчеркивает, что найденная его лабораторией популяция клеток отвечает за образование около 60 процентов всех миофибробластов, что означает, что она, по-видимому, являются главным источником этих клеток, однако могут быть и другие клетки, тоже вносящие вклад в популяцию миофибробластов.
«Мы не опровергли все гипотезы, и наши данные оставляют место для других клеток, которые могут способствовать фиброзу», - говорит ученый.
В настоящее время исследователи ведут переговоры с одной из фармацевтических фирм о скрининге химических соединений и препаратов, которые могли бы таргетировать и подавлять функцию вызывающих фиброз стволовых клеток при хронических заболеваниях.
Источник: LifeSciencesToday
