Учёные биологического факультета, факультета фундаментальной медицины и Института регенеративной медицины МНОЦ МГУ при поддержке Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» провели детальное исследование секретируемых белков мультипотентных мезенхимных стромальных клеток (МСК) человека. Применение системного подхода с использованием современных методов разделения многокомпонентных белковых смесей, масс-спектрометрического анализа, новейших алгоритмов анализа данных, а также транскриптомного анализа одиночных клеток позволило выявить молекулярные механизмы антифибротического действия МСК. Исследователи показали, что биологический эффект МСК в норме и при патологии может быть связан с балансом конкретных антифибротических и провоспалительных белков в секретоме данных клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Заживление тканей человека после повреждения требует активации в них резидентных клеток. Однако при развитии патологий избыточное появление таких активированных клеток нередко приводит к развитию фиброза – аномального разрастания рубцовой ткани, приводящего к утрате функций пораженного органа. Мультипотентные мезенхимные стромальные клетки (МСК) являются естественными регуляторами клеточных процессов в тканях и перспективными инструментами для разработки новых препаратов для терапии фибротических заболеваний. Ранее учеными Института регенеративной медицины МНОЦ и ФФМ МГУ было показано, что комплекс молекул, которые продуцируют МСК во внеклеточное пространство (секретом МСК), способен подавлять развитие фиброза и регулировать восстановление тканей.
Исследователи разделили белки секретом МСК человека на различные фракции, применив методы разделения белковых смесей, и оценили биологические эффекты получаемых фракций на активацию стромальных клеток и их дифференцировку в миофибробласты – ключевые эффекторы фиброза тканей, а также провели сравнительный анализ фракций белков, продуцируемых МСК. Это позволило обнаружить наборы белков, способных подавлять клеточные механизмы развития фиброза, то есть обладающих антифибротическим действием. Помимо этого, учёным удалось выявить комбинацию белков, присутствие которых мешает проявлению антифибротического эффекта секретома МСК за счёт стимулирования воспаления в клетках-мишенях.
«Нам удалось впервые показать, что в секретоме МСК одновременно содержатся наборы как про-, так и антифибротических белков, – рассказала один из ведущих авторов работы, младший научный сотрудник факультета фундаментальной медицины МГУ Мария Кулебякина. – Суммарный эффект воздействия секретома МСК на клетки-мишени определяется не по принципу “всё или ничего”, а за счёт баланса данных наборов факторов в секретоме. Такой баланс действует не только на клетки-мишени, но и на сами МСК, изменяя клеточный состав популяции МСК, что в случае развития патологии может формировать петлю обратной связи, способствующую развитию фиброза».
Данная работа проливает свет на проблему межклеточной коммуникации стромальных клеток, которую следует учитывать при изучении паракринных эффектов МСК, а также для разработки новых продуктов на основе секретома МСК для регенеративной медицины.