Ученые определили, что иглистые мыши практически невосприимчивы к развитию легочного фиброза. У других млекопитающих при этом заболевании нормальная ткань легких замещается соединительной, из-за чего перестает выполнять свои функции. Эксперименты показали, что даже высокие дозы токсичного препарата блеомицина, вызывающие у обычных мышей образование рубцов в легких, лишь незначительно повреждают дыхательную систему иглистых мышей. Благодаря такой особенности исследованные грызуны могут служить моделью для поиска эффективных лекарств против фиброза, который до сих пор остается неизлечимым. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Inflammation and Regeneration.
После болезней и травм у человека и других млекопитающих поврежденные ткани должны восстанавливаться (регенерировать) за счет деления своих же клеток, например, эпителиальных, мышечных или других. Однако этот процесс часто нарушается, и на месте здоровой ткани образуется плотная рубцовая, состоящая преимущественно из активированных клеток соединительной ткани и отложений белка коллагена. Такое замещение называют фиброзом, и, если оно происходит в легких, приводит к развитию тяжелой дыхательной недостаточности и гибели пациента. При этом до сих пор не существует эффективных методов лечения легочного фиброза. Поэтому ученые продолжают искать новые подходы, чтобы решить эту задачу.
Специалисты из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) изучили развитие легочного фиброза у иглистых мышей (Acomys sp.) — грызунов, многие органы которых (кожа, сердце, почки и другие) восстанавливаются после повреждений без образования рубцов. Такую удивительную способность к регенерации ученые связывают с активной работой макрофагов — клеток, поглощающих и переваривающих чужеродные частицы, — и ослабленными, а потому не способствующими фиброзу, воспалительными реакциями. Однако не было известно, как восстанавливаются после повреждений легкие иглистых мышей.
Авторы смоделировали фиброз легких у Acomys sp., введя им в трахею разные концентрации (0,3; 0,5 или 1,5 единицы активности на 100 грамм массы тела) препарата блеомицина, который используется для лечения некоторых видов рака и в качестве побочного эффекта может приводить к фиброзу легких. В лабораторных экспериментах у обычных мышей он вызывает контролируемое повреждение легких и обширное рубцевание, поэтому удобен для искусственного стимулирования фиброза.
Для сравнения авторы провели такой же эксперимент с обычными домовыми мышами (Mus musculus), но им давали минимальную дозу препарата (0,3 единицы активности на 100 грамм массы тела), поскольку более высокие концентрации для них смертельны.
Через 28 дней после введения препарата в легких обычных мышей образовались многочисленные рубцы, нарушающие структуру нормальной ткани. В легких иглистых мышей, получивших ту же дозу блеомицина, авторы обнаружили лишь минимальные признаки повреждения. Грызуны Acomys sp., которым ввели летальные для обычных мышей количества препарата, выжили, более того, их легкие также практически не были поражены фиброзом.
Авторы исследовали легочную ткань обычных и иглистых мышей и выяснили, что у последних содержится в два раза больше фермента блеомицингидролазы, который расщепляет и обезвреживает токсичный препарат. Кроме того, гистологический анализ показал, что в ответ на повреждение в легких Acomys sp. не активируются ключевые клеточные механизмы фиброза. Так, в тканях у этих грызунов практически не оказалось миофибробластов — клеток, которые активно синтезируют коллаген и формируют рубец. Также в легких иглистых мышей не накапливались другие внеклеточные белки, свойственные для фиброза. Вместо этого в зоне повреждения активно делились здоровые эпителиальные клетки, необходимые для восстановления дыхательной функции легких.
«Полученные результаты говорят о том, что для иглистых мышей характерна не просто устойчивость к фиброзу, а уникальная реакция на повреждение легких, которая обеспечивает восстановление тканей. Это делает грызунов удобной моделью для исследования механизмов, с помощью которых потенциально можно будет "заставить" ткани человеческого организма регенерировать, а не формировать рубцы. В дальнейшем мы планируем подробно изучить динамику этого необычного ответа иглистых мышей на повреждение легких и установить клеточные и молекулярные мишени, через воздействие на которые можно будет управлять развитием фиброза», — рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Анастасия Ефименко, доктор медицинских наук, заведующая лабораторией репарации и регенерации тканей Центра регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного института МГУ имени М.В. Ломоносова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
