Vědci popsali, jak se aktivují buňky, které způsobují fibrózu a jizvení orgánů.

Nová studie společnosti Unity Health Toronto, která zkoumá, jak jsou fibroblastové buňky v těle aktivovány a způsobují fibrózu a zjizvení orgánů, byla publikována v časopise Nature Reviews Molecular Cell Biology. Fibróza a zjizvení orgánů jsou hlavní příčinou úmrtí a důkazy naznačují, že jsou zodpovědné až za 45 % úmrtí v rozvinutých zemích.

Fibróza je proces, při kterém fibroblastové buňky v našem těle produkují nadměrné množství proteinového komplexu zvaného extracelulární matrix (ECM). ECM obsahuje proteiny, jako je kolagen, elastin a fibronektin, a lze ji považovat za jakési celotělové „lepidlo“, které spojuje různé orgány našeho těla a udržuje jejich hranice.

Fibroblasty normálně produkují ECM pro podporu struktury tkáně a pro pomoc s opravou poškozené nebo poraněné tkáně. Například za normálních okolností, když se říznete, fibroblasty se přesunou na místo řezu nebo rány, množí se a produkují ECM, aby pomohly s hojením rány. Při fibróze však fibroblasty dostávají určité signály, které je aktivují k nadprodukci ECM.

Tento nadbytek extracelulární tkáně (ECM), zejména nadbytek kolagenu, může vést k tvorbě jizevnaté tkáně, která může zhoršit funkci orgánů. Fibróza se může vyskytnout v jakékoli tkáni nebo orgánu v těle, včetně plic, jater, ledvin a srdce, a je spojena s mnoha běžnými onemocněními, často v pozdních stádiích.

Nová studie shrnuje některé signály a molekulární mechanismy, které hrají roli v aktivaci fibroblastů k nadprodukci extracelulární matrix (ECM). Vědci také diskutují o heterogenitě fibroblastů a o tom, jak jejich větší heterogenita může ovlivnit proces hojení.

„Tato studie se pokouší odhalit některé z našich znalostí a chápání – nebo dokonce nepochopení – fibroblastů a jejich aktivace,“ řekl Dr. Boris Hinz, autor studie a vědec z Keenan Centre for Biomedical Science v nemocnici St Michael's.

„Obvykle mluvíme o fibroblastech aktivovaných z dormantního stavu během normálního hojení a fibrózy. Buňky, které byly aktivovány k tvorbě nové extracelulární matrix (ECM), však nebyly skutečně dormantní a ne všechny z nich byly fibroblasty,“ řekl Hinz. „Chtěli jsme přesně pochopit, které buňky byly aktivovány. Jaké typy aktivací probíhaly – například: ‚Jaké jsou klíčové signály, které tyto fibroblasty aktivují a jak?‘“

Jaderná mechanotransdukce a paměť myofibroblastů. Zdroj: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

Fibroblasty zůstávají „na místě“. S provedením studie pomohla i doktorandka Fereshteh Sadat Younesi. Younesi je členkou Hintzovy laboratoře a studentkou Výzkumného a výcvikového centra St. Michael's.

„Jeden z klíčových signálů pochází z mechanického namáhání v zhutněném prostředí fibrotických oblastí. Když tkáně procházejí fibrózou, stávají se mnohem tužšími než obvykle kvůli těmto fibroblastům, které začnou nadprodukovat a reorganizovat ECM,“ řekl Younesi.

„Tyto fibroblasty cítí ztuhlost kolem sebe, což je udržuje ‚na místě‘ i po zahojení počátečního poranění. Tyto mechanicky indukované fibroblasty svou neustálou aktivitou zhoršují fibrotickou oblast.“

Hinz uvedl, že jakmile vědci lépe pochopí signály a mechanismy zapojené do aktivace fibroblastů, budou moci vyvinout terapie a intervence, které tento proces přeruší a zastaví nadprodukci ECM, a tím zastaví fibrózu.

„Potřebujeme způsob, jak fibrózu vyléčit. Vědci o fibróze vědí už asi století a stále neexistuje žádný lék,“ řekl Hinz. „S pouhými dvěma léky, které jsou v současnosti schváleny, můžeme fibrózu v některých orgánech zastavit – v nejlepším případě. Konečným cílem by bylo ‚instruovat‘ buňky tvořící jizvy, aby s farmaceutickým vedením odstranily přebytečnou extracelulární matrix. Tam směřuje věda a to je konečný sen.“