Nové nádeje v liečbe pľúcnej fibrózy spojené so štúdiou starnutia
Idiopatická pľúcna fibróza je potenciálne smrteľný stav, pre ktorý neexistuje žiadna liečba. Výsledky novej štúdie naznačujú, že je možné navrhnúť liečbu, ktorá zabráni rozvoju pľúcnej fibrózy spojenej so starnutím.
Idiopatická pľúcna fibróza je potenciálne smrteľné ochorenie, na ktoré v súčasnosti neexistuje žiadna liečba a ktoré súvisí s určitými mutáciami alebo starobou. Tento stav spôsobuje hromadenie jazvového tkaniva v pľúcach, čo spôsobuje, že tieto orgány nie sú schopné účinne transportovať kyslík do krvi. Toto ochorenie zvyčajne postihuje ľudí vo veku od 50 do 70 rokov.
Skupina Telomeres and Telomerase v Národnom výskumnom centre pre rakovinu v Španielsku už predtým vyvinula účinnú terapiu pre myši s fibrózou spôsobenou genetickými poruchami. Rovnaký výskumný tím teraz ukazuje, že túto terapiu možno úspešne použiť na liečbu myší s fibrózou spôsobenou starobou.
Pokiaľ ide o ľudí, výsledky štúdie tomu nasvedčujú je možné navrhnúť liečbu, ktorá zabráni rozvoju pľúcnej fibrózy spojenej so starnutím, hovoria vedci.
Liečba testovaná na myšiach je génovou terapiou, ktorá aktivuje produkciu telomerázy v tele. Telomeráza je enzým, ktorý opravuje teloméry (oblasti DNA umiestnené na konci lineárnych chromozómov, ktoré chránia konce chromozómov vo všetkých bunkách). Podľa vedcov bola táto terapia na zvieracích modeloch mimoriadne účinná a neboli pozorované žiadne vedľajšie účinky.
Dysfunkcia telomerov vedie k pľúcnej fibróze
Pľúcna fibróza postihuje približne 8 000 ľudí v Španielsku, kde sa štúdia uskutočnila. Pri tomto ochorení je pľúcne tkanivo stuhnuté a zjazvené a u pacientov sa objavujú progresívne ťažkosti s dýchaním. Predpokladá sa, že stav je spôsobený kombináciou genetických a environmentálnych faktorov. Dôležitú úlohu zohráva vystavenie toxickým látkam, ale aby sa choroba prejavila, musí byť pacient starší (nad 50 rokov) alebo základný genetický stav.
Vedecký tím už v predchádzajúcich štúdiách preukázal, že genetické faktory súvisia s dysfunkciou telomerov. V roku 2015 tím vygeneroval zvierací model pre pľúcnu fibrózu - myš, ktorá okrem iného nemala gén telomerázy. V tomto myšom modeli hynú alveolárne bunky typu II alebo pneumocyty typu II - dôležité pre regeneráciu pľúcneho tkaniva - na telomerickú dysfunkciu. V dôsledku toho sa u myší rozvinie agresívna pľúcna fibróza, pretože sa nedá pravidelne obnovovať respiračný epitel; táto pravidelná regenerácia udržuje tkanivo zdravé a bez možného poškodenia škodlivými látkami vo vzduchu.
Ako sa vyskytuje fibróza súvisiaca s vekom
Myší model, ktorý nemá gén pre telomerázu, verne napodobňuje ľudské ochorenie spôsobené mutáciami, ktoré ovplyvňujú teloméry. Špecifické mutácie sa však vyskytujú v pomerne zriedkavých prípadoch pľúcnej fibrózy. U prevažnej väčšiny pacientov nič nenasvedčuje konkrétnej mutácii, ale všetci pacienti s fibrózou majú spoločné jedno: vysoký vek.
Jednoduchým procesom starnutia sa môžu telomery skutočne poškodiť, preto sa vedci pokúsili zistiť viac o telomerách a procese starnutia. Teloméry sú proteínové štruktúry, ktoré pokrývajú konce chromozómov a s každým delením buniek sa skracujú. Po mnohých kolách bunkového delenia počas celého života jednotlivca sa teloméry skracujú natoľko, že už nemôžu chrániť chromozómy. Bunky to interpretujú ako chybu a prestanú sa deliť, aby sa tkanivo už nemohlo regenerovať.
V tejto novej publikácii vedci ukazujú, že dysfunkcia telomerov spojená so starnutím sa vyskytuje v alveolárnych bunkách typu II, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu pri regenerácii pľúcneho tkaniva. Autori štúdie teda našli molekulárny základ súvislosti medzi pľúcnou fibrózou a starnutím, ktorý je jasne viditeľný v klinickom prostredí.
Existuje jasný vzťah medzi stavom telomér a rozvojom fibrózy
Nová štúdia podrobne popisuje účinky starnutia na pľúcne tkanivo. Jedným z takýchto účinkov je, že alveolárne bunky typu II prestávajú vykonávať svoju prácu. Okrem regenerácie tkanív tieto bunky produkujú a uvoľňujú komplex lipid-proteín nazývaný pľúcny surfaktant, ktorý uľahčuje mechanickú prácu pľúc.
Pľúcne tkanivo sa musí rozširovať, keď dýchame, šesť až desaťkrát za minútu, čo znamená veľké množstvo fyzickej námahy. Pľúcna povrchovo aktívna látka hrá dôležitú úlohu pri mazaní pľúcneho tkaniva, udržovaní jeho pružnosti a znižovaní množstva práce potrebnej na jeho rozšírenie. Ak sa pneumocyty typu II neregenerujú, povrchovo aktívna látka sa neprodukuje, čo vedie k stuhnutiu pľúc a fibróze, vysvetľujú vedci, ktorí sa do štúdie zapojili.
Zistili, že existuje veľmi jasný vzťah medzi stavom telomeru v pneumocytoch typu II, tvorbou pľúcnych povrchovo aktívnych látok a vývojom fibrózy u zvierat. Riešili sa tak účinky na teloméry na molekulárnej úrovni, biologické a fyzikálne zmeny buniek a tkanív, ako aj dôsledky na zdravie zvierat, prakticky na zdravie celého organizmu.
Liečba všetkých typov pľúcnej fibrózy
V roku 2018 vyvinul výskumný tím génovú terapiu na zvrátenie pľúcnej fibrózy u myší bez génu telomerázy. Táto terapia bola založená na dočasnej aktivácii expresie telomerázy. Vírus použitý ako nosič génu telomerázy sa injikoval intravenózne myšiam. Účinok - alveolárne bunky typu II s dlhými telomérami - bol dočasný, ale regenerácia pľúcneho tkaniva bola úspešne vyvolaná.
Rovnaká terapia bola použitá v novej štúdii na starnúcich myšiach a fungovala aj v tomto prípade. Génová terapia s aktiváciou telomerázy zabránila rozvoju fibrózy u všetkých myší, vrátane myší bez genetických zmien, ktoré prešli iba fyziologickým starnutím, tvrdia vedci.
Tieto výsledky rozširujú možnosť liečby pľúcnej fibrózy takmer vo všetkých prípadoch fibrózy, ako uzatvárajú autori štúdie. Tieto objavy prispievajú k lepšiemu pochopeniu dôležitosti génu telomerázy ako potenciálneho cieľa pre budúce terapeutické prístupy pri idiopatickej pľúcnej fibróze.