Исследование, опубликованное в Nature Communications, дает новое представление о том, как поврежденные клетки взаимодействуют в микросреде, способствующей развитию заболеваний, после острой почечной недостаточности, или ОПН. При ограниченных возможностях лечения ОПН часто прогрессирует до хронической болезни почек (ХБП), которая поражает более 1 из 7 взрослых в США — по оценкам, 37 миллионов человек.
В исследовании соавторы Михал Полонски из Caltech и Луиза Герхардт из USC использовали передовой инструмент под названием seqFISH, разработанный в лаборатории Cai. С помощью этого инструмента исследователи могут собирать информацию о генетической активности и изучать клеточные взаимодействия в неповрежденной почечной ткани у мышей с ОПН. Это позволило ученым проанализировать точную экспрессию более 1000 генов в поврежденной почечной ткани, определить микросреду, связанную с травмой, и предсказать клеточные взаимодействия, связанные с прогрессированием хронической болезни почек.
Цай, который является профессором биологии и биологической инженерии, добавил: «Мы рады, что наша технология позволила глубже понять повреждение и заболевание почек. Это исследование иллюстрирует важность межведомственного и междисциплинарного сотрудничества для продвижения биомедицинских исследований».
В самом наружном слое почки ученые выявили вероятное патологическое микроокружение, которое они назвали «ME — 5». Это микроокружение содержит тип почечных клеток, особенно уязвимых к травмам, известный как клетка проксимального канальца или PT.
В ME — 5 поврежденные PT и соседние клетки соединительной ткани, известные как фибробласты, обмениваются сигналами, которые могут стимулировать прогрессирование травмы. Ключевые сигналы включают гены Clcf1 и Crfl1, которые кодируют белки, которые могут способствовать воспалению и фиброзу или рубцеванию. Дополнительные сигналы, обнаруженные в ME — 5, могут способствовать привлечению иммунных клеток, тем самым еще больше способствуя развитию воспаления, фиброза и других патологических изменений.
Ученые также выявили еще одно важное микроокружение, связанное с травмой, которое они назвали «ME — 16», в котором представлены скопления различных типов иммунных клеток, называемых третичными лимфоидными структурами, которые, как известно, способствуют хроническому воспалению. Вместо того чтобы ограничиваться определенной областью почки, ME — 16 был распределен по всему поврежденному органу.