ИСТИНА

Идиопатический фиброз легких (idiopathic pulmonary fibrosis, IPF) – быстро прогрессирующая болезнь со смертельным исходом, обусловленная нарушением структурной организации легочных альвеол. Антибиотики неэффективны, и назначение их приводит не только к потере времени, но и к ухудшению состояния больных вследствие развития побочных эффектов (аллергических реакций, дисбактериоза и, возможно, усиления аутоиммунных процессов). На ранних этапах развития болезни наиболее эффективным ока¬зывается назначение кортикостероидов, обладающих мощным антиэкссудативным действием. Кроме того, кортикостероиды тормозят пролиферацию соединительно-тканных элемен¬тов и образование антител. Эффективность гормонотерапии на более поздних стадиях болезни довольно низка. При этом кортикостероиды, подавляя активность альвеолярных макрофагов, тем самым замедляют рассасывание внутриальвеолярного экссудата и, активируя ингибиторы коллагеназы, спо¬собствуют созреванию коллагена. Таким образом, в настоящее время отсутствуют какие-либо эффективные фармакологические подходы лечения этой болезни. В предварительных экспериментах нами было установлено, что накопление миофибробластов в культуре клеток легких человека, являющихся маркером IPF, подавляется при добавлении кардиотонических стероидов (КТС), получивших широкое распространение для лечения сердечной недостаточности и ряда других заболеваний сердечно-сосудистой системы. Настоящий проект направлен на выяснение молекулярных основ защитного действия КТС как с использованием культуральных моделей IPF, так и экспериментальной модели in vivo с конечной целью разработки подходов использования этих соединений для лечения идиопатического фиброза легких человека. Подобная работа будет проводится впервые, а полученные результаты наряду с существенным вкладом в фундаментальные аспекты клеточной и молекулярной физиологии, могут иметь первостепенное значение в разработке новых подходов применения КТС для лечения идиопатического фиброза легких. Важно также отметить, что для внедрения КТС в клинику не требуется дорогостоящих токсикологических исследований, т.к. эти соединения более 50 лет используются при лечении сердечной недостаточности.

В 2014 году в рамках данного проекта нами было установлено, что обработка фибробластов легких человека (human lung fibroblasts, HLF) уабаином и другими кардиотоническими стероидоми (КТС) блокирует развитие фиброза в культуральной модели этого заболевания, а именно устраняет накопление миофибробластов в ответ на добавление к HLF transforming growth factor-b (TGF-β1), что сопровождается резким увеличению содержания как мРНК, так и белка циклооксигеназы 2-го типа (СОХ-2) и активацией протеинкиназы А (РКА). Мы также показали, что действие КТС связано с ингибированием Na+,K+-AТФ-азы, увеличением внутриклеточного соотношения натрия и калия ([Na+]i/[K+]i) и активацией Na+/Ca2+ обмена. В 2015 году мы исследовали роль активации СОХ-2 в активации РКА и подавлении дифференцировки миофибробластов. Мы показали, что увеличение активности РКА в ответ на добавление уабаина, измеренное по фосфорилированию VASP, полностью подавлялось как ингибитором СОХ-2 (NS-398), так и СОХ-2-специфической siRNA. Тем не менее, ни NS-398, ни СОХ-2-siRNA не устраняли ингибирующее действие уабаина на дифференцировку миофибробластов в ответ на добавление TGF-β1, регистрируемое по накоплению фибронектина и гладкомышечного актина. На основании анализа полученных данных мы предположили следующую модель защиты от фиброза легких КТС. Согласно этой модели TGF-β1 взаимодействует с гомо- и гетеродимерными трансмембранными рецепторами TGFBR1 и TGFBR2, фосфорилирующими сериновые остатки транскрипционных факторов Smad2/3, что после взаимодействия со Smad4 приводит к транслокации в ядро, его связыванию комплекса Smad2/3/4 с Smad-чувствительным элементом (SBE) промоторов генов, тем самым осуществляя регуляцию их экспрессии TGF-β1. Нашей группой был детально исследован TGF-β1-опосредованный механизм активации serum response factor SRF, который может находиться в промоторах генов, содержащих SBE. Этот механизм включает Smad-зависимую экспрессию Rho, активацию Rho-зависимой киназы ROCK, что в свою очередь приводит к образованию стресс-фибрилл и аккумуляцию ко-активатора SRF megakaryoblastic leukemia 1 (MKL1). В самом деле, уабаин полностью подавлял образование фибриллярного актина, индуцированную TGF-β1, а также экспрессию гена-репортера люциферазы, находящегося под контролем как SRF, так и SBE. Мы также обнаружили, что уабаин и другие КТС ингибируют этот процесс через увеличение соотношения [Na+]i/[K+]i, активацию Na+/Ca2+ обмена, прирост [Ca2+]i, что в свою очередь приводит к экспрессии СОХ-2, продукции простагландинов, их взаимодействия со специализированными рецепторами и активацию РКА. Однако, эксперименты, проведенные в 2015 г., показали, что этот механизм подавления дифференцировки миофибробластов КТС не является доминирующим. В самом деле, как отмечалось выше, действие уабаина на дифференцировку HLF сохраняется в присутствии ингибитора СОХ-2 и при обработке клеток СОХ-2-siRNA. В той связи мы обратили внимание на начальные звенья сигнального каскада. В этих экспериментах мы обнаружили, что при добавлении уабаина происходит резкое уменьшение содержания рецепторов TGFBR2 и подавление фосфорилирования Smad2. Следует особо отметить, что снижение содержания TGFBR2 и маркеров дифференцировки миофибробластов наблюдалось при добавлении уабаина к фибробластам, изолированных у трех обследованных больных идиопатическим фиброзом легких (IPF). В настоящее время результаты этих исследований подготавливаются к печати.