Ученые обнаружили новые молекулярные механизмы предотвращения фиброза

Учёные биологического факультета, факультета фундаментальной медицины и Института регенеративной медицины МНОЦ МГУ при поддержке Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» провели детальное исследование секретируемых белков мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (МСК) человека. Применение системного подхода с использованием современных методов разделения многокомпонентных белковых смесей, масс-спектрометрического анализа, новейших алгоритмов анализа данных, а также транскриптомного анализаодиночных клеток позволило выявить молекулярные механизмы антифибротического действия МСК. Исследователи показали, что биологический эффект МСК в норме и при патологии может быть связан с балансом конкретных антифибротических и провоспалительных белков в секретоме данных клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.

Работы проводились на факультете фундаментальной медицины,  биологическом факультете и в Институте регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра при поддержке Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология».

Заживление тканей человека после повреждения требует активации в них резидентных клеток. Однако при развитии патологий избыточное появление таких активированных клеток нередко приводит к развитию фиброза – аномального разрастания рубцовой ткани, приводящего к утрате функций пораженного органа. Мультипотентные мезенхимные стромальные клетки являются естественными регуляторами клеточных процессов в тканях и перспективными инструментами для разработки новых препаратов для терапии фибротических заболеваний. Ранее учеными Института регенеративной медицины МНОЦ и ФФМ МГУ было показано, что комплекс молекул, которые продуцируют МСК (секретом МСК) во внеклеточное пространство, способен подавлять развитие фиброза и регулировать восстановление тканей.

Исследователи разделили секретом МСК человека на различные фракции, применив методы разделения белковых смесей, и оценили биологические эффекты получаемых фракций на активацию стромальных клеток и их дифференцировку в миофибробласты, ключевые эффекторы фиброза тканей, а также провели сравнительный анализ фракций белков, продуцируемых МСК. Это позволило обнаружить наборы белков, способных подавлять клеточные механизмы развития фиброза, то есть обладающих антифибротическим действием. Помимо этого, учёным удалось выявить комбинацию белков, присутствие которых мешает проявлению антифибротического эффекта секретома МСК за счёт стимулирования воспаления в клетках-мишенях.

«Нам удалось впервые показать, что в секретоме МСК одновременно содержатся наборы как про-, так и антифибротических белков, – рассказала ведущий автор работы Анастасия Ефименко, зав. лабораторией Медицинского научно-образовательного центра МГУ. – Суммарный эффект воздействия секретома МСК на клетки-мишени определяется не по принципу “всё или ничего”, а за счёт баланса данных наборов факторов в секретоме. Такой баланс действует не только на клетки-мишени, но и на сами МСК, изменяя клеточный состав популяции МСК, что в случае развития патологии может формировать петлю обратной связи, способствующую развитию фиброза».

Данная работа проливает свет на проблему межклеточной коммуникации стромальных клеток, которую следует учитывать при изучении паракринных эффектов МСК, а также для разработки новых продуктов на основе секретома МСК для регенеративной медицины.

Вопросы, ответы, комментарии