Поскольку большинство тканей человека не регенерируются спонтанно, успехи в восстановлении тканей и регенерации органов могут принести пользу многим пациентам с широким спектром заболеваний.
Теперь исследовательская группа во главе с исследователями из Медицинского центра Бет Исраэль Дьяконесса (BIDMC) и Дана-Фарбер / Бостонского детского онкологического центра и заболеваний крови определила совершенно новый подход к усилению нормального роста тканей, открытие, которое может иметь широкое терапевтическое применение.
Их выводы были опубликованы в Интернете на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Регенерация тканей – это процесс, который до конца не изучен, но предыдущие исследования показали, что эндотелиальные клетки, выстилающие внутреннюю часть мелких кровеносных сосудов, играют ключевую роль в росте тканей. Также известно, что эти эндотелиальные клетки генерируют химические мессенджеры, называемые эпоксиэйкозатриеновыми кислотами (EET), которые стимулируют образование кровеносных сосудов в ответ на повреждение тканей.
В этом новом исследовании первый автор Дипак Паниграхи, доктор медицины, исследователь Центра биологических исследований сосудов BIDMC, и его коллеги хотели выяснить, как EET могут участвовать в регенерации органов и тканей. Чтобы ответить на этот вопрос, они создали семь разных моделей мышей. Модели были сосредоточены на регенерации печени, почек и легких; лечение раны; васкуляризация роговицы; и васкуляризация сетчатки.
"Мы использовали генетические и фармакологические инструменты для манипулирования уровнями EET у животных, чтобы показать, что EET играют решающую роль в ускорении роста тканей, обеспечивая первую демонстрацию in vivo того, что фармакологическая модуляция EET может влиять на регенерацию органов," объясняет Паниграхи, преподаватель патологии Гарвардской медицинской школы. Введение синтетических EET стимулировало рост тканей в исследовательских моделях; и наоборот, снижение уровней EET – либо манипулированием генами, либо приемом лекарств – замедляет регенерацию тканей.
Команда также продемонстрировала, что белки, называемые ингибиторами растворимой эпоксидгидролазы (sEH), которые, как известно, повышают уровень EET, способствуют регенерации печени и легких. (sEH является основным метаболизирующим ферментом EETs.)
"Наши результаты предлагают механическое обоснование для оценки ингибиторов сЭГ в качестве нового терапевтического средства для ряда заболеваний человека, таких как печеночная недостаточность после повреждения печени и заболеваний, характеризующихся незрелым развитием легких, таких как бронхолегочная дисплазия," – говорит Паниграхи, добавляя, что использование местных ингибиторов sEH на коже также может быть полезно для ускорения заживления ран.
Исследователи подозревали, что EET стимулируют регенерацию тканей путем образования кровеносных сосудов, в частности, путем выработки фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), способствующего росту сосудов. Как и предполагалось, когда исследователи истощили VEGF у мышей, влияние EET на регенерацию органов исчезло.
"Обнаружение роли EET может иметь решающее значение для контроля за восстановлением печени, легких и почек," говорит старший автор Марк Киран, доктор медицинских наук, из отделения детской онкологии Дана-Фарбер / Бостонский детский центр рака и заболеваний крови. "Поскольку заболевания этих органов являются основной причиной заболеваемости и смертности среди населения Северной Америки, возможность модулировать регенерацию здоровых тканей может иметь значительные терапевтические последствия для многих пациентов." Эти результаты могут также относиться к состояниям или физическим дефектам, которые приводят к потере специализированных клеток в других системах органов, таких как нервная система и иммунная система.
Исследователи подчеркивают, что будет важно определить, влияют ли EET на другие факторы, помимо VEGF, на восстановление тканей. Кроме того, добавляют они, положительные эффекты EET должны быть тщательно взвешены с их выводом о том, что прямое введение EET может стимулировать рост рака на животных моделях. Несколько клинических испытаний, которые в настоящее время проверяют потенциал ингибиторов sEH для других целей, кроме регенерации органов или заживления ран, могут дать ценную информацию о безопасности повышения уровней EET у пациентов.
"Хотя наша работа предполагает, что синтетические EET будут способствовать заживлению ран после операции, необходимы дополнительные клинические испытания для оценки потенциальных преимуществ и возможных рисков этих новых липидов," добавляет соавтор-корреспондент Дэррил Зельдин, доктор медицины, научный директор Национального института гигиены окружающей среды, входящего в состав Национальных институтов здравоохранения.
Помимо создания основы для будущих исследований, исследователи отмечают, что это исследование подчеркивает преимущества совместной работы экспертов из разных дисциплин и организаций, отмечая, что соавторы работают в различных отделениях, от онкологии до офтальмологии и от фармакотерапии до трансплантологии. Среди них были следователи из Бостонской детской больницы; Институт системной биологии; Калифорнийский университет в Дэвисе; Национальный институт гигиены окружающей среды при Национальных институтах здоровья; Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл; Медицинский центр клиники Лахи; Юго-западный медицинский центр Техасского университета; онкологический исследовательский центр Фреда Хатчинсона; и Научно-исследовательский институт глаза Schepens / Massachusetts Eye and Ear.