Печень обладает уникальной способностью восстанавливаться после серьезных повреждений. При нормальных условиях зрелые клетки органа временно переходят в менее специализированное состояние, размножаются, а затем снова превращаются в полноценные клетки печени. Однако при тяжелом алкогольном поражении этот механизм может нарушаться.
Исследование, результаты которого опубликованы на сайте Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, показало, что клетки начинают переходить в состояние, необходимое для регенерации, но не способны завершить этот процесс. В результате они оказываются своеобразным «звеном между» зрелыми и регенерирующими клетками.
«Они не являются ни функциональными взрослыми клетками, ни пролиферирующими клетками-предшественниками. Поскольку они не функционируют, нагрузка на оставшиеся клетки возрастает. Они пытаются регенерировать, но в итоге также оказываются в непродуктивном состоянии», – объяснили авторы работы.
Ученые сравнили здоровые образцы печени с тканями пациентов с алкогольным гепатитом и циррозом. При анализе клеток они обнаружили масштабные нарушения процесса сплайсинга РНК – механизма, который позволяет клетке правильно обрабатывать генетические инструкции перед производством белков.
Нарушения затрагивали тысячи генов. При этом проблема заключалась не только в количестве производимых белков. Из-за ошибок в обработке РНК некоторые белки оказывались не там, где должны были находиться внутри клетки, и поэтому не могли выполнять свои функции.
Одним из ключевых факторов исследователи назвали недостаток белка ESRP2, который участвует в правильном сплайсинге РНК. В поврежденных алкоголем клетках его уровень оказался значительно ниже.
Эксперименты на мышах также подтвердили связь ESRP2 с восстановлением печени. Животные, лишенные гена, отвечающего за производство этого белка, получили повреждения печени и нарушения регенерации, напоминающие изменения, обнаруженные у людей с тяжелым алкогольным поражением органа.
Затем ученые выяснили возможную причину снижения ESRP2. По их данным, ключевую роль играет воспаление. При переработке алкоголя печень повреждается, а в пораженные участки направляются иммунные и поддерживающие клетки. Они выделяют большое количество воспалительных и ростовых факторов, которые подавляют производство и активность ESRP2.
Исследователи проверили, можно ли обратить этот процесс. В экспериментах на культурах клеток они заблокировали рецептор одного из факторов, способствующих воспалению. После этого уровень ESRP2 восстановился, а нарушения сплайсинга РНК стали менее выраженными.
Авторы считают, что обнаруженный механизм в будущем может стать основой для новых подходов к лечению тяжелых алкогольных заболеваний печени. Одним из вариантов может быть воздействие на воспалительные сигналы, которые мешают клеткам завершить регенерацию.
Кроме того, неправильно обработанные молекулы РНК потенциально могут использоваться в качестве биомаркеров для диагностики и наблюдения за течением заболевания.
«Мы можем использовать эти неправильно обработанные РНК в качестве диагностических маркеров или разработать методы лечения, способные уменьшить воспаление. Если нам удастся исправить нарушения сплайсинга, возможно, мы сможем улучшить восстановление и вернуть поврежденной печени способность к регенерации», – заявил профессор биохимии Университета Иллинойса Ауинаш Калсотра.
Как писала газета ВЗГЛЯД, российский гепатолог назвал регулярное употребление алкоголя одной из самых разрушительных для печени привычек. Врач-гастроэнтеролог предупредила об опасности популярных методов очищения этого органа от шлаков. Отечественные биофизики выяснили способность природного антиоксиданта из водорослей восстанавливать поврежденные хроническим алкоголизмом клетки.