При легочном фиброзе здоровая ткань органа со временем заменяется рубцовой, поэтому легким труднее выполнять свою задачу. Долго было неясно, какие именно клеточные изменения дают старт этому процессу. Ученые выяснили, что одним из ранних событий может оказаться сбой липидного обмена в иммунных клетках легких. В опытах на мышах он активировал клетки, которые формируют рубцовую ткань. Какую роль такой механизм может играть в развитии болезни, рассказывается в материале «Известий».

Справка «Известий»

Легочный фиброз — состояние, когда в легочной ткани скапливается соединительная ткань и появляются рубцы. Поэтому легкие теряют эластичность, а кислород хуже поступает в кровь. Болезнь способна прогрессировать и приводить к дыхательной недостаточности.

Как иммунные клетки могут запускать фиброз

Работа специалистов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе вышла в American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology (AJRCMB). Авторы исследовали альвеолярные макрофаги — иммунные клетки, расположенные в воздушных пространствах легких. Обычно они защищают ткани от повреждений, поддерживают их состояние и участвуют в восстановлении после травм.

В фокусе оказался белок ABCG1, регулирующий транспорт холестерина в макрофагах. Ученые изучали мышей с недостатком этого белка и увидели, что в их альвеолярных макрофагах быстро скапливались липиды, включая холестерин. Причем такие изменения появлялись еще до заметного отложения коллагена и образования рубцовой ткани.

Ранее макрофаги, насыщенные липидами, уже находили в легких пациентов с фиброзом. Но такие клетки в основном считали следствием болезни. Новая работа дала возможность проверить иную гипотезу: способно ли нарушение липидного обмена в иммунных клетках само по себе стать одним из факторов, запускающих патологические изменения.

От накопления липидов к образованию рубцов

Последующий анализ показал, что макрофаги со сбоем липидного обмена могут влиять на соседние клетки — фибробласты. Обычно эти клетки участвуют в восстановлении тканей, однако при некоторых условиях активируются и начинают производить компоненты соединительной ткани, включая коллаген. Его избыточное накопление ведет к образованию рубцов.

Ученые проанализировали липидный состав макрофагов и нашли в них повышенное содержание сложных липидных молекул с полиненасыщенными жирнокислотными цепями. Сходные изменения отмечались и в клетках, полученных на ранних стадиях экспериментального фиброза. В лабораторных опытах некоторые липиды напрямую активировали фибробласты и усиливали экспрессию генов, связанных с развитием фибротических изменений.

Таким образом, ученые проследили возможную цепочку событий: сначала в альвеолярных макрофагах нарушается обработка холестерина и скапливаются липиды, затем клетки передают сигналы фибробластам, а те активнее формируют соединительную ткань. Это говорит о существовании механизма взаимодействия иммунных клеток и фибробластов, который может участвовать в запуске фиброза.

Эксперименты подтвердили роль макрофагов

Чтобы выяснить, можно ли влиять на развитие фиброза через липидный обмен, исследователи провели дополнительные опыты на грызунах. В частности, они применили трансплантацию костного мозга, чтобы вернуть нормальную работу макрофагов с белком ABCG1. После такого вмешательства мыши были почти полностью защищены от развития фиброза.

В обратном эксперименте переноса костного мозга с дефицитом ABCG1 здоровым животным оказалось достаточно для запуска фибротических изменений. Эти результаты поддерживают предположение, что нарушение липидного обмена в макрофагах может быть не просто сопутствующим признаком, а одним из факторов, инициирующих заболевание.

Ученые также проверили иные способы вмешательства. Восстановление транспорта холестерина в макрофагах и блокировка поглощения липидов фибробластами предотвращали развитие фибротических изменений у животных. Это указывает на несколько потенциальных точек воздействия на найденный механизм.

Что открытие может изменить в изучении заболевания

Сейчас подходы к терапии легочного фиброза в основном нацелены на замедление прогрессирования уже сформировавшейся болезни. Новые результаты дают основание предположить, что в будущем внимание можно будет уделять и более ранним клеточным изменениям — до того, как в легких накопится значительный объем рубцовой ткани.

Одно из возможных направлений — восстановление нормального липидного обмена в альвеолярных макрофагах. Другое — предотвращение попадания определенных липидов в фибробласты, чтобы не допустить их активации. Кроме того, если подобные изменения получится выявлять у людей на ранних стадиях, они потенциально смогут стать дополнительными маркерами риска.

Однако пока результаты нельзя напрямую переносить на пациентов: исследование проводилось на мышах, а эффективность и безопасность подобных подходов для человека еще предстоит проверить. Ученым также нужно выяснить, насколько часто описанный механизм участвует в развитии разных форм легочного фиброза.

Работа раскрывает один из возможных ранних механизмов болезни и показывает, что взаимодействие иммунных клеток с фибробластами может иметь значение еще до образования выраженных рубцов. В перспективе это поможет искать способы вмешиваться в развитие фиброза на более ранних этапах, но до появления новых методов диагностики и лечения нужны дополнительные исследования.