Лаборатория стволовых клеток USC Энди МакМахона определила тип поврежденной клетки, которая может способствовать переходу от острого повреждения почек к хроническому заболеванию почек, как описано в новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
"Острое повреждение почек может быть частым побочным эффектом хирургического вмешательства, сепсиса или приема некоторых лекарств, отпускаемых по рецепту, и эффективного лечения не существует," сказал МакМахон, который является W.M. Кек Провост и профессор биологии стволовых клеток, регенеративной медицины и биологических наук в Университете Южной Калифорнии. "Даже легкая или умеренная травма может перерасти в хроническое заболевание почек, которое поражает 9 человек.1 процент населения мира и вызывает 1.2 миллиона смертей ежегодно."
В почках взрослого человека отсутствуют стволовые клетки для регенерации поврежденной ткани примерно в 1 миллионе фильтрующих единиц, которые называются нефронами. Повреждение преимущественно происходит в сегменте нефрона, известном как проксимальный каналец. К счастью, дифференцированные клетки проксимальных канальцев (PTC) действительно обладают собственной способностью восстанавливать.
Процесс ремонта
Чтобы понять этот процесс ремонта, первые авторы Луиза М. S. Герхард, Цзин Лю и их коллеги из лаборатории Мак-Магона первыми разработали способ отслеживания поврежденных ПТК у лабораторных мышей с помощью белка, называемого кератин-20, который клетки, как правило, вырабатывают после острого повреждения почек.
Как и ожидалось, когда внезапная травма спровоцировала смерть некоторых PTC, количество выживших увеличилось, чтобы восстановить травму. Однако через несколько недель после восстановления функции почек ученые заметили, что ПТК, которые не смогли нормально восстановиться, появились на месте первоначального повреждения, а также в регионах, удаленных от первоначального повреждения. В отличие от нормальных ПТК, эти поврежденные клетки проявляли активность генных сетей, вовлеченных в воспаление, рубцевание и миграцию клеток – особенности, связанные с медленным прогрессированием до хронического заболевания почек.
Как поврежденный PTCS может способствовать прогрессированию болезни
Некоторые из вредных PTC проявили активность как в генах, поддерживающих выживание, так и в генах, которые способствуют запрограммированной гибели клеток, нормальному процессу самоуничтожения непоправимо поврежденных клеток. Как наблюдается при раке, гены, способствующие выживанию, могут предотвращать запрограммированную гибель клеток, несмотря на аномалии, которые обычно ограничивают выживаемость клеток, повышая вероятность того, что поврежденные клетки задерживаются, способствуя прогрессированию заболевания.
"Это исследование представляет динамическую картину того, как начальная травма, даже если она легкая, приводит к образованию вредных ПТК, которые, вероятно, способствуют хроническому заболеванию почек," сказал МакМэхон, который также является директором Центра регенеративной медицины и исследования стволовых клеток им. Эли и Эдит Брод в USC. "Наше исследование также поднимает возможность нацеливания на эти вредные ПТК для разрушения, либо путем примирования их для иммунной атаки, либо путем удаления генов, которые мешают нормальной защите запрограммированной гибели клеток."
В том же выпуске PNAS также есть сопроводительный Q&А с МакМахоном в ознаменование его недавнего избрания членом Национальной академии наук.