Протеинът SOX9 играе основна роля във възстановяването на бъбреците

Акценти

Изследователи от Медицинския център Cedars-Sinai в САЩ откриват защо някои бъбреци, които са увредени, успяват да се възстановят, докато други развиват усложнения, които могат да доведат до бъбречна недостатъчност. Откритията, описани подробно в списанието Science, могат да доведат до разработването на неинвазивни тестове за откриване на белези на бъбреците и в крайна сметка до нови терапии за обръщане на състоянието.

„Ключът към това откритие беше възможността директно да сравняваме увредени бъбречни клетки, които са се регенерирали успешно, с такива, които не са успели.“, коментира Санджив Кумар, нефролог и учен в Института по регенеративна медицина към Cedars-Sinai и старши автор на изследването. „Засегнатите клетки активират протеин, наречен SOX9, за да се регенерират. Когато се възстановят, клетките заглушават този протеин. Тези, които обаче не могат да се възстановят, оставят SOX9 активен, което води до образуването белези, наречени фиброза. Когато обаче деактивираме навреме протеина, белезите буквално изчезват.“

Бъбреците – органи, които филтрират кръвта – могат да бъдат увредени вследствие на диабет и високо кръвно налягане, сериозни инфекции като COVID-19 и прекомерна употреба на антибиотици и нестероидни противовъзпалителни лекарства.

>>> Лекарства, увреждащи бъбреците

Протеинът SOX9 играе основна роля в развитието на органите, но не е активен при възрастни хора със здрави бъбреци. В предишна работа екипът на Кумар установява, че когато бъбреците са увредени, оцелелите клетки реактивират SOX9 като част от лечебния процес.

Проучването

По време на настоящото проучване Кумар и други учени изследват бъбречни увреждания при лабораторни мишки. Те маркират отделни клетки в мястото на увреждане, след което проследяват как потомството на клетките се развива с течение на времето.

„На десетия ден потомството на някои клетки бяха напълно възстановени, докато на други – не.“, споделя Кумар. „Излекуваната клетъчна линия изключва експресията на SOX9, докато другата, опитваща се да се регенерира напълно, поддържа активността на протеина. Това е като сензор, който се включва, когато клетките искат да се регенерират, и изключва, когато се възстановят, и ние сме първите, които идентифицират този процес.“

Освен това учените откриват, че клетки, които не са в състояние да се регенерират, започват да активират производството на протеини, наречени Wnts – друг ключов играч в развитието на органи. С течение на времето натрупването на Wnts предизвиква белези. На базата на това учените откриват, че деактивирането на SOX9 след нараняване насърчава възстановяването на бъбреците*.

Изследователите наблюдават същия процес в бази данни на пациенти от сътрудничещи институции в Швейцария и Белгия.

„Можехме да видим, че до седмия ден пациенти с трансплантирани бъбреци, които бавно започват да функционират, също активират SOX9.“, споделя Кумар. „И в базата данни на нашите сътрудници успяхме да установим, че пациентите, при които протеинът и бил активен за по-дълъг период от време, имат нарушена функция на бъбреците.“

Възможност за нови лечения

Тези открития осигуряват възможност за разработване на лекарства, както и за откриване на биомаркери, позволяващи диагностика на бъбречна фиброза чрез урината. В момента единственият наличен тест за състоянието е биопсия, която крие много рискове.

„Изясняването на механизмите на възстановяване без белези убягва на изследователите в продължение на десетилетия.“, коментира Пол Ноубъл, ръководител на Катедрата по медицина към Cedars-Sinai и съавтор на проучването.

„Тези открития ни помагат да разберем как реакцията на бъбреците при увреждане понякога води до фиброза.“, казва Клайв Свендсен, изпълнителен директор на Института по регенеративна медицина. „Бъдещи проучвания могат да подобрят разбирането за фиброза на сърцето, белите дробове и черния дроб.“

*Kumar Sanjeev et al. SOX9 switch links regeneration to fibrosis at the single-cell level in mammalian kidneys. Science. 2024.