Нові надії на лікування фіброзу легенів, пов’язані з дослідженням старіння
Ідіопатичний фіброз легенів - це потенційно смертельний стан, при якому не існує лікування. Результати нового дослідження вказують на те, що можливо можливо розробити лікування для запобігання розвитку фіброзу легенів, пов’язаного зі старінням.
Ідіопатичний фіброз легенів - це потенційно смертельне захворювання, від якого в даний час не можна вилікуватись і яке пов’язане з певними мутаціями або похилим віком. Цей стан викликає накопичення рубцевої тканини в легенях, що робить ці органи не в змозі ефективно транспортувати кисень у кров. Зазвичай хвороба вражає людей у віці від 50 до 70 років.
Група "Теломери" і "Теломераза" в Національному центрі досліджень раку в Іспанії раніше розробила ефективну терапію для мишей з фіброзом, викликаним генетичними дефектами. Зараз ця ж дослідницька група показує, що цю терапію можна успішно використовувати для лікування мишей з фіброзом, викликаним похилим віком.
Що стосується людей, результати дослідження свідчать про це може бути можливо розробити лікування для запобігання розвитку фіброзу легенів, пов'язаного зі старінням, кажуть вчені.
Випробуване на мишах лікування - це генна терапія, яка активізує вироблення теломерази в організмі. Теломераза - це фермент, який відновлює теломери (ділянки ДНК, розташовані на кінці лінійних хромосом, що захищають кінці хромосом у всіх клітинах). За словами дослідників, ця терапія була надзвичайно ефективною на моделях тварин, і побічних ефектів не спостерігалося.
Порушення функції теломерів призводить до легеневого фіброзу
Легеневий фіброз вражає приблизно 8000 людей в Іспанії, де проводилось дослідження. При цьому захворюванні легенева тканина стає жорсткою і рубцевою, і у пацієнтів виникає прогресуюче утруднення дихання. Вважається, що стан викликаний поєднанням генетичних факторів та факторів навколишнього середовища. Вплив токсичних речовин відіграє важливу роль, але для того, щоб захворювання проявилося, пацієнт повинен бути літнім (старше 50 років) або мати базовий генетичний стан.
У попередніх дослідженнях дослідницька група вже показала, що генетичні фактори пов'язані з дисфункцією теломер. У 2015 році команда створила тваринну модель для легеневого фіброзу - мишу, яка, крім інших особливостей, не мала гена теломерази. У цій моделі миші альвеолярні клітини типу II або пневмоцити типу II - важливі для регенерації легеневої тканини - гинуть від теломерної дисфункції. В результаті у мишей розвивається агресивний легеневий фіброз, оскільки дихальний епітелій не може періодично оновлюватися; ця регулярна регенерація забезпечує збереження тканини здоровою та позбавленою можливих пошкоджень, спричинених шкідливими речовинами в повітрі.
Як виникає віковий фіброз
Модель миші, яка не має гена теломерази, достовірно імітує захворювання людини, спричинене мутаціями, що впливають на теломери. Однак специфічні мутації виявляються у відносно рідкісних випадках фіброзу легенів. У переважної більшості пацієнтів ніщо не вказує на конкретну мутацію, але у всіх хворих на фіброз є одне спільне: старість.
Дійсно, теломери можуть бути пошкоджені простим процесом старіння, тому вчені намагалися дізнатись більше про теломери та процеси старіння. Теломери - це білкові структури, які покривають кінці хромосом і вкорочуються з кожним поділом клітини. Після багатьох раундів поділу клітин протягом життя особини теломери настільки скорочуються, що вони вже не можуть захищати хромосоми. Клітини інтерпретують це як помилку і перестають ділитися, щоб тканина більше не могла відновлюватися.
У цій новій роботі вчені показують, що дисфункція теломер, пов'язана зі старінням, відбувається в альвеолярних клітинах II типу, які відіграють ключову роль у регенерації легеневої тканини. Таким чином, автори дослідження виявили молекулярну основу зв'язку між фіброзом легенів та старінням, зв'язок, який чітко простежується в клінічних умовах.
Існує чітка залежність між станом теломер та розвитком фіброзу
Нове дослідження докладно описує наслідки старіння на легеневу тканину. Одним з таких ефектів є те, що альвеолярні клітини типу II перестають виконувати свою роботу. На додаток до регенерації тканин, ці клітини виробляють і вивільняють ліпідно-білковий комплекс, який називається легеневим сурфактантом, що полегшує механічну роботу легенів.
Легенева тканина повинна розширюватися, коли ми дихаємо, шість-десять разів на хвилину, а це означає велику кількість фізичних зусиль. Легеневий сурфактант відіграє важливу роль у змащуванні легеневої тканини, зберігаючи її еластичність та зменшуючи обсяг роботи, необхідної для розширення. Якщо пневмоцити II типу не регенерують, поверхнево-активна речовина не виробляється, що призводить до скутості легенів та фіброзу, пояснюють дослідники, які брали участь у дослідженні.
Вони помітили, що існує дуже чітка взаємозв'язок між станом теломеру в пневмоцитах II типу, виробленням легеневих ПАР і розвитком фіброзу у тварин. Таким чином, було розглянуто вплив на теломери на молекулярному рівні, біологічні та фізичні зміни клітин і тканин, а також наслідки для здоров’я тварин, практично для здоров’я всього організму.
Терапія при всіх видах фіброзу легенів
У 2018 році дослідницька група розробила генну терапію для зворотного легеневого фіброзу у мишей, у яких відсутній ген теломерази. Ця терапія базувалася на тимчасовій активації експресії теломерази. Вірус, що використовується як носій гена теломерази, вводили мишам внутрішньовенно. Ефект - альвеолярні клітини типу II з довгими теломерами - був тимчасовим, але регенерація легеневої тканини була успішно стимульована.
Та ж терапія застосовувалася в новому дослідженні на старіючих мишах і працювала і в цьому випадку. Генна терапія з активацією теломерази запобігла розвитку фіброзу у всіх мишей, у тому числі у тих без генетичних змін, які зазнали лише фізіологічного старіння, стверджують дослідники.
Ці результати розширюють можливість лікування від фіброзу легенів майже у всіх випадках фіброзу, як роблять висновок автори дослідження. Ці висновки сприяють кращому розумінню значення гена теломерази як потенційної мішені для майбутніх терапевтичних підходів при ідіопатичному фіброзі легенів.