Wissenschaftler beschreiben, wie Zellen aktiviert werden, was Fibrosen und Vernarbungen verursacht Organe
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Eine neue Studie von Unity Health Toronto, die untersucht, wie Fibroblastenzellen im Körper aktiviert werden, um Fibrosen und Organvernarbungen zu verursachen, wurde veröffentlicht in Nature Reviews Molecular Cell Biology. Fibrose und Vernarbung von Organen sind eine der häufigsten Todesursachen. Es gibt Belege dafür, dass sie für bis zu 45 % der Todesfälle in Industrieländern verantwortlich sind.
Fibrose ist ein Prozess, bei dem Fibroblastenzellen in unserem Körper übermäßige Mengen eines Proteinkomplexes namens extrazelluläre Matrix (ECM) produzieren. Die ECM enthält Proteine wie Kollagen, Elastin und Fibronektin und kann als eine Art „Klebstoff“ auf Körperebene betrachtet werden, der die verschiedenen Organe unseres Körpers verbindet und ihre Grenzen aufrechterhält.
Fibroblasten produzieren normalerweise ECM, um die Gewebestruktur zu unterstützen und beschädigtes oder verletztes Gewebe zu reparieren. Wenn Sie sich beispielsweise unter normalen Bedingungen schneiden, wandern Fibroblasten zur Schnitt- oder Wundstelle, vermehren sich und produzieren ECM, um die Wunde zu heilen. Während einer Fibrose erhalten Fibroblasten bestimmte Signale, die sie zur Überproduktion von ECM aktivieren.
Dieses überschüssige ECM, insbesondere überschüssiges Kollagen, kann zur Bildung von Narbengewebe führen, das die Organfunktion beeinträchtigen kann. Fibrose kann in jedem Gewebe oder Organ des Körpers auftreten, einschließlich Lunge, Leber, Nieren und Herz, und ist mit vielen häufigen Krankheiten verbunden, oft in späten Stadien.
Eine neue Studie fasst einige der Signale und molekularen Mechanismen zusammen, die bei der Aktivierung von Fibroblasten zur Überproduktion von ECM eine Rolle spielen. Die Forscher diskutieren auch die Heterogenität von Fibroblasten und wie sich ihre größere Heterogenität auf den Heilungsprozess auswirken kann.
„Dieser Bericht versucht, einige unserer Kenntnisse und unser Verständnis – oder Missverständnis – über Fibroblasten und ihre Aktivierung zu entwirren“, sagte Dr. Boris Hinz, Studienautor und Wissenschaftler am St. Michael's Keenan Center for Biomedical Science.
„Wir sprechen normalerweise von einer Aktivierung von Fibroblasten aus einem Ruhezustand bei normaler Heilung und Fibrose. Aber die Zellen, die aktiviert wurden, um neue ECM zu bilden, waren nicht wirklich inaktiv, und nicht alle von ihnen waren Fibroblasten“, sagte Hinz. „Wir wollten genau verstehen, welche Zellen aktiviert wurden. Welche Arten von Aktivierungen fanden statt – zum Beispiel: ‚Was sind die Schlüsselsignale, die diese Fibroblasten aktivieren, und wie?‘“
Nukleare Mechanotransduktion und Myofibroblastengedächtnis. Quelle: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0
Fibroblasten bleiben „an“ Die Doktorandin Fereshteh Sadat Younesi war an der Leitung der Rezension beteiligt. Yunesi ist Mitglied des Hinz Lab und Student am St. Michael's Research Training Center.
„Eines der wichtigsten Signale kommt von mechanischer Belastung in der engen Umgebung fibrotischer Bereiche. Wenn Gewebe eine Fibrose erleiden, werden sie viel steifer als normal, da diese Fibroblasten beginnen, die ECM zu überproduzieren und neu zu organisieren“, sagte Yunesi.
„Diese Fibroblasten spüren die Steifheit um sie herum, die sie ‚aktiv‘ hält, selbst nachdem die ursprüngliche Verletzung verheilt ist. Diese mechanisch induzierten Fibroblasten verschlimmern den fibrotischen Bereich durch ihre anhaltende Aktivität.“
Hintz sagte, wenn Forscher die Signale und Mechanismen, die an der Aktivierung von Fibroblasten beteiligt sind, besser verstehen, könnten sie möglicherweise Therapien und Eingriffe entwickeln, um diesen Prozess zu unterbrechen und die Überproduktion von ECM zu stoppen und so die Fibrose zu stoppen.
„Wir brauchen ein Heilmittel für Fibrose. Wissenschaftler kennen Fibrose seit etwa einem Jahrhundert, und es gibt immer noch keine Heilung“, sagte Hinz. „Mit nur zwei derzeit zugelassenen Medikamenten können wir die Fibrose in einigen Organen – bestenfalls – stoppen. Das ultimative Ziel wäre, die narbenbildenden Zellen unter pharmazeutischer Anleitung „anzuweisen“, überschüssige ECM zu entfernen. Dorthin bewegt sich die Wissenschaft, und das ist der ultimative Traum.“