Дослідники Інституту науки Вейцмана у співпраці з лікарями Хадасса та Рамбам представляють нову дорожню карту для вивчення погано вивчених захворювань.

(Повідомлено представником Інституту науки Вейцмана)

Актори другого плану іноді “крадуть” шоу. У новому дослідженні, опублікованому в Cell, дослідники під керівництвом професора Ідо Аміта з Інституту науки Вейцмана показали, що підтримуючі клітини, які називаються фібробластами, які довго розглядалися як однорідні фонові гравці, насправді надзвичайно різноманітні та життєво важливі. Згідно з дослідженням, частина цих клітин може лежати в основі склеродермії – рідкісного аутоімунного захворювання. Висновки відкривають новий напрямок для розробки майбутньої терапії проти цього руйнівного, невиліковного захворювання.
Склеродермія (від грецького skleros, що означає «твердий», і derma, що означає «шкіра») характеризується утворенням аномально твердого, негнучкого шару шкіри на руках, ногах та обличчі. Його прояви у пацієнтів сильно відрізняються. Приблизно в третині випадків захворювання, яке вражає переважно жінок у віці від 30 до 50 років, швидко прогресує і поширюється за межі кінцівок, викликаючи небезпечні для життя ураження внутрішніх органів. Імунорегулюючі препарати, які зазвичай приносять полегшення людям з аутоімунними захворюваннями, менш ефективні при склеродермії, яка має вищий рівень смертності, ніж інші ревматичні захворювання.
«Склеродермія є одним із найбільш неприємних розладів для лікування – ми можемо полегшити деякі симптоми пацієнта, але зазвичай ми не можемо суттєво вплинути на причину захворювання, заблокувати його прогресування чи повернути його перебіг», – каже професор Чамутал Гур, старший лікар у відділенні ревматології Медичного центру Університету Хадасса, який очолив нове дослідження в лабораторії Аміта у відділенні імунології Вейцмана. Її інтерес до цієї хвороби не лише професійний: у двох її двоюрідних братів діагностували склеродермію. Коли приблизно три роки тому вона приєдналася до лабораторії Аміта як докторант, її метою було докопатися до коріння цієї дивовижної хвороби.
Гур і його колеги розпочали дослідження склеродермії, використовуючи технології, розроблені в лабораторії Аміта для одночасного дослідження генетичного матеріалу тисяч окремих клітин. Ці технології, відомі як одноклітинне секвенування РНК, розкривають унікальну ідентичність кожної клітини. Дослідження проводилося у співпраці з доктором Хагітом Пелегом, доктором Сухаїлом Аамаром, доктором Фаді Харуфом, доктором Анатом Елазарі та іншими ревматологами Медичного центру Університету Хадасса, а також з професором Олександрою Бальбір-Гурман, яка керувала клінічним аспектом дослідження та доктор Йоланда Браун-Московічі, обидва з кампусу охорони здоров’я Рамбам.
Дослідники зібрали зразки шкіри майже у 100 пацієнтів зі склеродермією та у понад 50 здорових добровольців, які служили контрольною групою, у найбільшому дослідженні такого роду з метою вивчення захворювання. Удосконалюючи техніку забору зразків, Гур зробила собі майже 20 біопсій шкіри.
Оскільки склеродермія вважається аутоімунним розладом, тобто таким, при якому імунна система атакує власне тіло людини, дослідники шукали відмінності імунних клітин між контрольною та групою пацієнтів. Але всупереч тому, що можна було б очікувати від аутоімунного захворювання, аналіз не зміг виявити характерну глобальну картину імунних аномалій у більшості пацієнтів. Натомість, на свій подив, дослідники виявили, що фібробласти пацієнтів значно відрізнялися від фібробластів контрольної групи.
Крім ролі у зростанні та загоєнні ран, вважалося, що фібробласти є просто «риштуванням», що утримує клітини на місці. Нове дослідження ставить під сумнів цю банальну картину: дослідники виявили, що фібробласти можна розділити приблизно на десять основних груп, кожна з яких виконує різні і часто життєво важливі функції, від передачі сигналів імунної системи до впливу на метаболізм, згортання крові та формування кровоносних судин. Ці групи можна далі розбити на приблизно 200 підтипів.
Найважливіше те, що дослідникам вдалося визначити підгрупу фібробластів, концентрація яких різко падає на ранніх стадіях склеродермії. Вони назвали ці клітини фібробластами, асоційованими зі склеродермою, скорочено ScAFs (що також скорочено від «скаффолд»). У той час як у здорових контрольних груп ScAF становили майже 30 відсотків усіх фібробластів, цей відсоток різко зменшився у пацієнтів зі склеродермією і продовжував різко падати в міру прогресування захворювання.
Дослідники намітили розташування ScAF глибоко в шкірній тканині, і вони використали РНК цих клітин, щоб визначити, що перетворює функціональний ScAF на несправну клітину, поширену у пацієнтів зі склеродермією. Вони також визначили біологічні маркери, пов’язані з конкретними видами пошкодження органів; ці маркери можуть допомогти лікарям призначати індивідуальне лікування, щоб запобігти ускладненням, що загрожують життю. Дослідження також виявило пов’язані з ScAF сигнальні шляхи, які можуть бути націлені в майбутніх методах лікування склеродермії.
«Зменшення розміру критичної підгрупи фібробластів, мабуть, є ранньою подією в процесі склеродермії», – каже Аміт. «Можливо можна було б розробити терапію, яка компенсуватиме цю втрату, сповільнюючи прогресування хвороби».
«Наш підхід стосується інших захворювань», — додає доктор Шуан-Інь Ван з лабораторії Аміта, який керував аналізом даних дослідження за допомогою інструментів штучного інтелекту. «Це розкриває величезний потенціал ретельного аналізу тканин із застосуванням передових одноклітинних технологій для виявлення динаміки захворювання».
«Інтеграція останніх методів дослідження одноклітинної геноми з клінічними даними може пролити нове світло на захворювання, походження яких наразі невідоме», – підсумовує Аміт.