В новом исследовании, опубликованном в Журнале экспериментальной медицины, ученые Северо-Западной медицины продемонстрировали, что уникальная популяция иммунных клеток играет ключевую роль в развитии фиброза легких. Они также показали, что нацеливание на такие клетки может привести к новым способам лечения болезни.
Исследование, проведенное в сотрудничестве с несколькими отделами, департаментами и школами Северо-Западного университета, возглавили Скотт Бадингер, доктор медицины, руководитель отделения легочной и реанимации в отделении медицины, и Харрис Перлман, доктор наук, руководитель отделения ревматологии отделения медицины.
Легочный фиброз, включая идиопатический фиброз легких и связанный со склеродермией фиброз легких, является смертельным заболеванием, характеризующимся рубцеванием и уплотнением легочной ткани. Причина часто неизвестна, и в настоящее время нет эффективного лечения.
Раньше в этой области считалось, что иммунные клетки не играют никакой роли в развитии легочного фиброза. Но данные обширной исследовательской программы Northwestern по склеродермии – аутоиммунному заболеванию, тесно связанному с легочным фиброзом, приводящим к уплотнению кожи, – предполагают, что иммунные клетки могут действительно играть важную роль.
Чтобы проверить эту гипотезу, группа ученых использовала технологии секвенирования нового поколения и новые модели животных, созданные в Северо-Западном регионе, для отслеживания иммунных клеток на протяжении всего прогрессирования легочного фиброза.
Они также применили эти инструменты для анализа образцов тканей, собранных в больницах Northwestern Medicine, сопоставив данные модели животных с образцами пациентов. "Одна из сильных сторон нашего исследования заключается в том, что мы переходим от скамейки к постели," Перлман сказал.
Ученые обнаружили, что новая субпопуляция иммунных клеток, называемая альвеолярными макрофагами, происходящими из моноцитов, на самом деле является ключевым фактором развития болезни при фиброзе легких. Кроме того, генетическая делеция этой популяции клеток предотвращала фиброз на моделях мышей.
"Это преобразит поле," сказал первый автор Александр Мишарин, доктор медицинских наук, доцент кафедры легочной и реанимации. "Легочный фиброз – сложное заболевание – оно не вызвано каким-то одним геном или типом клеток, но это исследование теперь демонстрирует, что эти иммунные клетки играют ключевую роль. Это изменит текущую парадигму."
Полученные данные имеют важное значение для разработки будущих методов лечения, особенно с учетом того, что воздействие на такие клетки может привести к меньшему количеству побочных эффектов. "Эти клетки привлекательны для терапии, потому что в них нет необходимости. Они не нужны для нормального функционирования или развития," сказал Перлман, также профессор медицины Мейбл Грин Майерс.
Новые методы, использованные в исследовании, также могут послужить толчком для будущих исследований в этой области.
"Это новое приложение геномных технологий для понимания легочного фиброза," сказал Бюдингер, также Эрнест С. Базли, профессор болезней дыхательных путей и профессор клеточной и молекулярной биологии. "Показывая, что эти технологии могут быть непосредственно применены к образцам пациентов, мы обещаем включить их в индивидуальные подходы к медицине. Это создает ресурс для исследовательского сообщества для разработки новых методов лечения."
В настоящее время команда активно использует эти технологии для исследования легких пациентов с фиброзом легких, фиброзной кожи пациентов со склеродермией и суставов пациентов с ревматоидным артритом, чтобы определить другие распространенные иммунные механизмы фиброза, которые могут быть мишенями для новых методов лечения.
Бюдингер, Перлман и Мишарин также являются членами Роберта Х. Комплексный онкологический центр Лурье Северо-Западного университета.
В другом открытии ученые обнаружили, что ранение мыши в раннем возрасте навсегда изменило популяцию иммунных клеток в легких, что может иметь значение для исследований старения. "Тяжелая травма в раннем возрасте меняет вас навсегда, что может повлиять на вашу предрасположенность к заболеваниям, когда вы станете старше," Budinger сказал.