При фиброзе легких здоровая ткань постепенно замещается рубцовой, из-за чего органу становится сложнее выполнять свою функцию. Долгое время оставалось неясным, какие клеточные изменения запускают этот процесс. Исследователи обнаружили, что одним из ранних событий может быть нарушение обмена липидов в иммунных клетках легких. В экспериментах на мышах оно приводило к активации клеток, формирующих рубцовую ткань. О том, какую роль этот механизм может играть в развитии заболевания, — в материале «Известий».

Справка «Известий»

Легочный фиброз — состояние, при котором в ткани легких накапливается соединительная ткань и формируются рубцы. Из-за этого легкие становятся менее эластичными, а поступление кислорода в кровь затрудняется. Заболевание может прогрессировать и приводить к дыхательной недостаточности.

Как иммунные клетки могут запускать фиброз

Исследование ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовано в American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology (AJRCMB). Авторы изучали альвеолярные макрофаги — иммунные клетки, которые находятся в воздушных пространствах легких. В норме они помогают защищать ткани от повреждений, поддерживают их состояние и участвуют в восстановлении после травм.

В центре внимания оказался белок ABCG1, который регулирует транспорт холестерина внутри макрофагов. Ученые исследовали мышей с дефицитом этого белка и обнаружили, что в их альвеолярных макрофагах быстро накапливались липиды, в том числе холестерин. Причем изменения возникали еще до заметного отложения коллагена и формирования рубцовой ткани.

Ранее липидонасыщенные макрофаги уже обнаруживали в легких пациентов с фиброзом. Однако такие клетки преимущественно рассматривали как следствие заболевания. Новая работа позволила проверить другую гипотезу: может ли нарушение липидного обмена в иммунных клетках само по себе стать одним из факторов, запускающих патологические изменения.

От накопления липидов к образованию рубцов

Дальнейший анализ показал, что макрофаги с нарушенным обменом липидов способны воздействовать на соседние клетки — фибробласты. В норме эти клетки участвуют в восстановлении тканей, но при определенных условиях активируются и начинают вырабатывать компоненты соединительной ткани, в том числе коллаген. Его избыточное накопление приводит к формированию рубцов.

Исследователи изучили липидный состав макрофагов и обнаружили в них повышенное содержание сложных липидных молекул с полиненасыщенными жирнокислотными цепями. Подобные изменения наблюдались и в клетках, выделенных на ранних этапах экспериментального фиброза. В лабораторных опытах отдельные липиды напрямую активировали фибробласты и усиливали экспрессию генов, связанных с развитием фибротических изменений.

Таким образом, ученые проследили возможную последовательность событий: сначала в альвеолярных макрофагах нарушается обработка холестерина и накапливаются липиды, затем они передают сигналы фибробластам, а те начинают активнее формировать соединительную ткань. Это указывает на существование механизма взаимодействия иммунных клеток и фибробластов, который может участвовать в запуске фиброза.

Эксперименты подтвердили роль макрофагов

Чтобы проверить, можно ли повлиять на развитие фиброза через липидный обмен, исследователи провели дополнительные эксперименты на грызунах. В частности, они использовали трансплантацию костного мозга, чтобы восстановить нормальную работу макрофагов с белком ABCG1. После такого вмешательства мыши оказались почти полностью защищены от развития фиброза.

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

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

Что открытие может изменить в изучении заболевания

Сегодня существующие подходы к терапии легочного фиброза в основном направлены на замедление прогрессирования уже сформировавшегося заболевания. Новые результаты позволяют предположить, что в будущем внимание можно будет уделять и более ранним клеточным изменениям — до того, как в легких накопится значительное количество рубцовой ткани.

Одно из возможных направлений — восстановление нормального обмена липидов в альвеолярных макрофагах. Другое — предотвращение попадания определенных липидов в фибробласты, чтобы не допустить их активации. Кроме того, если подобные изменения удастся 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 необходимо выяснить, насколько часто описанный механизм участвует в развитии разных форм легочного фиброза.

Работа раскрывает один из возможных ранних механизмов заболевания 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 необходимы дополнительные исследования.