Назад
Органы, подвергающиеся хроническому повреждению или воспалению вследствие различных причин, могут быть подвержены длительному процессу восстановления, который в конечном итоге приводит к постоянному рубцеванию ткани, известному как фиброз, что может привести к дисфункции органа и даже смерти.
По одной из оценок, фиброз органов может быть причиной 45% смертей только в США. Вариантов лечения фиброза мало и они имеют множество ограничений, и лишь немногие из них направлены на фиброзные клетки, не затрагивая здоровые.
Исследование, опубликованное 15 сентября в журнале Cell Stem Cell, представляет собой принципиальное доказательство потенциального нового метода лечения, основанного на вакцинации против пептидов, которые присутствуют только в клетках, дающих начало миофибробластам - клеткам, ответственным за образование постоянной рубцовой ткани. Мыши, получившие эти вакцины, продемонстрировали снижение уровня фиброза в печени и легких по сравнению с теми, кто получил контрольную инъекцию, сообщают авторы.
В последнее десятилетие различные исследования обнаружили транзиторную экспрессию определенных генов, которые ранее считались активными только во время эмбриогенеза, в клетках, связанных с фиброзом органов. Используя инструменты отслеживания, эти "элегантные работы" показали, что клетки, экспрессирующие эти гены, "в основном дают начало всем фибробластам, которые вызывают проблемы при фиброзе", - рассказывает Кристиан Стокманн, иммунолог из Института анатомии Цюрихского университета и соавтор новой работы. Стокманн и его коллеги задались вопросом, могут ли эти белки служить метками для иммунных клеток, таких как Т-клетки, для распознавания профибротических клеток.
Исследователи предположили, что фрагменты этих характерных белков будут разрушаться молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса I, которые расположены на поверхности большинства клеток и отображают фрагменты внутриклеточных белков для Т-клеток. Если среди представленных фрагментов оказывается чужеродный пептид, запускается иммунный ответ, и Т-клетки убивают зараженные клетки. Поэтому ученые предположили, что можно найти способ заставить иммунную систему реагировать подобным образом на клетки с профибротическими белками.
Одним из идентифицирующих белков, на котором сосредоточилась команда, был ADAM12, принадлежащий к семейству белков, которые противодействуют этапам свертывания крови. Стокманн и его коллеги провели ряд тестов in silico, in vitro и in vivo, чтобы оценить, может ли ADAM12 быть потенциальным кандидатом для активации Т-клеток. Когда результаты экспериментов и исследований показали, что это так, группа сконструировала вакцину против него, содержащую оболочку лентивируса с последовательностью ДНК, кодирующей Adam12, вместе с адъювантами для стимуляции иммунной системы, которую мыши получали в качестве первичной иммунизации, а через семь дней - в качестве вспомогательной.
Авторы проверили действие вакцины, введенной до или после индуцирования фиброза печени у мышей. В обоих случаях после 6 недель лечения у мышей наблюдалось снижение уровня фиброза на основе молекулярных и клеточных маркеров по сравнению с мышами, получившими контрольную вакцину. Стокманн и его коллеги повторили тот же процесс у мышей с фиброзом легких, используя либо вакцину ADAM12, либо вторую вакцину, направленную на транскрипционный фактор GLI1, который также специфичен для профибротических клеток. Обе инъекции уменьшили фиброз легких у мышей, получивших терапию, до уровня, аналогичного тому, который был зарегистрирован у вакцинированных мышей с фиброзом печени. Исследователи также продемонстрировали, что этот антифиброзный эффект был опосредован CD8+ Т-клетками: когда популяция этих клеток была целенаправленно истощена в организме мышей, эффект от вакцин был полностью утрачен.
"Я считаю, что они проделали хорошую работу, используя несколько различных моделей фиброза - в печени и в легких - и две различные мишени", - говорит Бенджамин Хамфрис, нефролог из Медицинской школы Вашингтонского университета, который не принимал участия в исследовании и который охарактеризовал экспрессию Gli1 при фиброзе. Более того, он добавляет, что метод терапии работал как до, так и после начала фиброза, а "это очень важно, потому что если бы вы предполагали лечить людей с помощью этой ... стратегии вакцинации, то это всегда происходило бы после начала заболевания".
Наконец, Стокманн и его коллеги провели серию тестов на безопасность на мышах, чтобы оценить потенциальные риски такой стратегии, поскольку она нацелена на гены, которые экспрессируются на низком уровне в других органах. Основываясь на гистологических изменениях и маркерах крови, они не обнаружили явных повреждений основных органов у вакцинированных мышей через четыре недели после иммунизации. У животных также не было признаков проблем с реакцией заживления.
Эти тесты "действительно важны", поскольку вакцина нацелена на собственные белки человека и потенциально может повлиять на другие, нормальные процессы в организме, говорит иммунолог Университета Нотр-Дам в Австралии Джерард Хойн, который не принимал участия в исследовании. То, что "они не увидели никаких свидетельств этого, является положительным результатом", - говорит он. Тем не менее, Хойн отмечает, что если иммунная система и вызовет затяжную реакцию на вакцину, которая приведет к атаке на здоровые клетки, это не проявится в течение длительного времени, а исследователи искали только краткосрочные эффекты. "По крайней мере, на ранней стадии, при острой реакции на эту вакцину, она, похоже, не вызывает общей аутоиммунной реакции, что хорошо", - говорит он, но добавляет, что "это не исключает того, что может быть эффект на более поздних этапах жизни животного, который мы еще не понимаем".
Хамфрис согласен с тем, что необходимы дальнейшие доклинические исследования. Исследователи должны "лучше понять, как этот терапевтический подход работает в различных моделях фиброза, в различных органах, и ... убедиться, что мы действительно понимаем эффекты этого метода в гомеостазе, в здоровых органах", - говорит он, заключая, что важно подождать и узнать больше о последствиях этого подхода, прежде чем пытаться перенести его на человека.
Michal Sobecki et al. Иммунотерапия на основе вакцинации для воздействия на профибротические клетки в печени и легких (аннотация).
Фиброз - это конечный этап почти всех форм хронических заболеваний, независимо от патогенеза. При хроническом повреждении активированные, фиброгенные фибробласты депонируют избыточный внеклеточный матрикс, и тяжелый фиброз тканей может возникнуть практически в любом органе. Однако антифибротическая терапия, направленная на фиброгенные клетки и щадящая гомеостатические фибробласты в здоровых тканях, ограничена.
Мы проверили, может ли специфическая иммунизация против эндогенных белков, сильно экспрессированных в фиброгенных клетках, но сильно ограниченных в покоящихся фибробластах, вызвать антиген-специфический цитотоксический Т-клеточный ответ для снижения фиброза органа. In silico предсказание эпитопов показало, что активация генов Adam12 и Gli1 в профибротических клетках и образующиеся "самопептиды" могут быть использованы для Т-клеточных вакцин для уничтожения фиброгенных клеток. Мы продемонстрировали эффективность вакцинации для создания CD8+ Т-клеточного ответа, который уменьшает количество фибробластов и фиброза в печени и легких у мышей.
Эти результаты обеспечивают доказательство принципа иммунотерапии на основе вакцинации для лечения фиброза.
