Нови надежди за лечение на белодробна фиброза, свързани с изследване на стареенето
Идиопатичната белодробна фиброза е потенциално фатално състояние, за което няма лечение. Резултатите от ново проучване показват, че може да е възможно да се разработи лечение за предотвратяване на развитието на белодробна фиброза, свързана със стареенето.
Идиопатичната белодробна фиброза е потенциално летално заболяване, за което понастоящем няма лечение и което е свързано с определени мутации или старост. Това състояние причинява натрупване на белези в белите дробове, което прави тези органи неспособни да транспортират ефективно кислород в кръвта. Обикновено болестта засяга хора на възраст между 50 и 70 години.
Групата Telomeres и Telomerase в Националния център за изследване на рака в Испания преди това е разработила ефективна терапия за мишки с фиброза, причинена от генетични дефекти. Сега същият изследователски екип показва, че тази терапия може да се използва успешно за лечение на мишки с фиброза, причинена от напреднала възраст.
Що се отнася до хората, резултатите от проучването показват това може да е възможно да се разработи лечение за предотвратяване на развитието на белодробна фиброза, свързано със стареенето, казват учени.
Тестваното на мишки лечение е генна терапия, която активира производството на теломераза в организма. Теломеразата е ензим, който възстановява теломерите (участъци от ДНК, разположени в края на линейните хромозоми, които защитават краищата на хромозомите във всички клетки). Според изследователите тази терапия е била изключително ефективна при животински модели и не са наблюдавани странични ефекти.
Дисфункцията на теломерите води до белодробна фиброза
Белодробната фиброза засяга приблизително 8000 души в Испания, където е проведено изследването. При това заболяване белодробната тъкан става скована и белезиста и пациентите развиват прогресивно затруднено дишане. Смята се, че състоянието се причинява от комбинация от генетични и екологични фактори. Излагането на токсични вещества играе важна роля, но за да се прояви болестта, пациентът трябва да е в напреднала възраст (над 50 години) или да има основно генетично състояние.
Изследователският екип вече показа в предишни проучвания, че генетичните фактори са свързани с дисфункцията на теломерите. През 2015 г. екипът генерира животински модел за белодробна фиброза - мишка, която, наред с други характеристики, няма гена на теломеразата. В този модел на мишка алвеоларните клетки тип II или пневмоцитите тип II - важни за регенерацията на белодробната тъкан - умират от теломерна дисфункция. В резултат на това мишките развиват агресивна белодробна фиброза, тъй като дихателният епител не може да се обновява периодично; тази редовна регенерация поддържа тъканта здрава и без възможни повреди, причинени от вредни вещества във въздуха.
Как възниква свързаната с възрастта фиброза
Моделът на мишката, който няма гена на теломераза, имитира вярно човешкото заболяване, причинено от мутации, които засягат теломерите. Специфични мутации обаче се откриват в относително редки случаи на белодробна фиброза. При по-голямата част от пациентите нищо не показва специфична мутация, но всички пациенти с фиброза имат едно общо нещо: старост.
Всъщност теломерите могат да бъдат повредени от простия процес на стареене, така че учените са се опитали да разберат повече за теломерите и процеса на стареене. Теломерите са протеинови структури, които покриват краищата на хромозомите и се съкращават с всяко клетъчно делене. След много кръгове на клетъчно делене през целия живот на индивида, теломерите се съкращават толкова много, че вече не могат да защитят хромозомите. Клетките тълкуват това като грешка и спират да се делят, така че тъканта да не може повече да се регенерира.
В тази нова статия учените показват, че дисфункцията на теломерите, свързана със стареенето, възниква в алвеоларните клетки тип II, които играят ключова роля в регенерацията на белодробната тъкан. По този начин авторите на изследването откриват молекулярната основа на връзката между белодробната фиброза и стареенето, връзка, която се вижда ясно в клиничните условия.
Съществува ясна връзка между състоянието на теломерите и развитието на фиброза
Новото проучване описва подробно ефектите от стареенето върху белодробната тъкан. Един такъв ефект е, че алвеоларните клетки тип II спират да си вършат работата. В допълнение към регенерацията на тъканите, тези клетки произвеждат и освобождават липидно-протеинов комплекс, наречен белодробен сърфактант, който улеснява механичната работа, извършена от белите дробове.
Белодробната тъкан трябва да се разширява, когато дишаме, шест до десет пъти в минута, което означава голямо физическо усилие. Белодробният сърфактант играе важна роля за смазване на белодробната тъкан, като поддържа нейната еластичност и намалява обема на работата, необходима за разширяване. Ако пневмоцитите тип II не се регенерират, повърхностноактивното вещество не се произвежда, което води до скованост на белите дробове и фиброза, обясняват изследователите, участвали в изследването.
Те отбелязват, че има много ясна връзка между състоянието на теломера в пневмоцитите от тип II, производството на белодробни повърхностноактивни вещества и развитието на фиброза при животните. По този начин бяха разгледани ефектите върху теломерите на молекулярно ниво, биологичните и физическите промени на клетките и тъканите, както и последиците върху здравето на животните, практически върху здравето на целия организъм.
Терапия за всички видове белодробна фиброза
През 2018 г. изследователският екип разработи генна терапия за обръщане на белодробна фиброза при мишки, които нямат гена на теломеразата. Тази терапия се основава на временното активиране на експресията на теломераза. Вирус, използван като носител на гена на теломераза, се инжектира интравенозно в мишки. Ефектът - алвеоларни клетки тип II с дълги теломери - беше временен, но регенерацията на белодробната тъкан беше успешно индуцирана.
Същата терапия беше използвана в новото проучване при застаряващи мишки и работи и в този случай. Генната терапия с активиране на теломераза е предотвратила развитието на фиброза при всички мишки, включително тези без генетични промени, които са претърпели само физиологично стареене, казват изследователи.
Тези резултати разширяват възможността за лечение на белодробна фиброза в почти всички случаи на фиброза, според авторите на изследването. Тези открития допринасят за по-доброто разбиране на значението на гена на теломеразата като потенциална цел за бъдещи терапевтични подходи при идиопатична белодробна фиброза.