טיפול אימונותרפי בסגנון דלקת פרקים מראה הבטחה לאי ספיקת לב

חוקרים הפחיתו היווצרות צלקות ושיפרו את תפקוד הלב בעכברים עם אי ספיקת לב באמצעות נוגדן חד שבטי.

במחקר שפורסם לאחרונה ב טֶבַע, חוקרים חקרו את התקשורת החיסונית-פיברובלסט במחלות לב אנושיות ובמודלים של עכברים.

הם מצאו כי איתות אינטרלוקין 1 בטא (IL-1β) בין מקרופאגים מסוג CC chemokine receptor type 2 (CCR2+) ופיברובלסטים תורם לפיברוזיס לבבי ושיבוש איתות IL-1β עשוי להפחית פיברוזיס ומשפר את תפקוד הלב.

רֶקַע

דלקת ופיברוזיס, גורמי מפתח בתפקוד לקוי של הלב, נפוצים במחלות לב שונות, במיוחד אוטם שריר הלב (MI) וקרדיומיופתיה. למרות המשמעות הקלינית שלה, נותר מחסור באסטרטגיות טיפוליות המכוונות לפיברוזיס. בעוד שמודלים של עכברים שימשו כדי לזהות את תת-הסוגים של פיברובלסטים המעורבים בפגיעה לבבית, אוכלוסיות הפיברובלסטים המדויקות המניעות פיברוזיס בלב האדם, יחד עם מנגנוני הרגולציה שלהם, נותרו לא ברורות.

מודלים פרה-קליניים אינם תופסים באופן מלא תת-סוגי פיברובלסט אנושיים. טכנולוגיות רצף תפוקה גבוהה, כגון רצף חומצה ריבו-נוקלאית חד-גרעינית (snRNA-seq), קידמו את ההבנה שלנו לגבי מחלות לב, אך מחקרים אלו חסרים נתונים תעתיקים, אפיגנטיים ופרוטאומיים מפורטים.

בנוסף, אתגרים בהשגת רקמת לב אנושית טרייה מנעו מחקרים בקנה מידה גדול באמצעות רצף מבוסס תא בודד או אפיטופים כדי לחשוף באופן מלא אינטראקציות חיסוניות-פיברובלסטים בפיברוזיס לבבי.

במחקר הנוכחי, החוקרים השתמשו באינדקס תאי של תעתיקים ואפיטופים (CITE-seq), ריצוף מולטי-אומי ותעתיק מרחבי כדי לנתח אוכלוסיות פיברובלסטים ואינטראקציות חיסוניות בלב האדם והעכבר.

לגבי המחקר

פיברוזיס לבבי נחקר באמצעות ריצוף מתקדם של תא בודד על דגימות חדר שמאל מתורמים בריאים וחולי אי ספיקת לב עם MI חריף (n=4), קרדיומיופתיה איסכמית (ICM, n=6) וקרדיומיופתיה לא איסכמית (NICM, n = 6).

סך של 143,804 תאים הושגו ומצבי פיברובלסט מובהקים זוהו באמצעות צבירת שכנים משוקללים, ביטוי גנים דיפרנציאלי (DGE) וקריאה לשיא (MACS2). החוקרים ביצעו אנליזות Gene Ontology ו-KEGG לצד תעתיק מרחבי להערכת התפלגות פיברובלסטים, תוך השוואה בין פיברובלסטים חולים ובריאים עם ביטוי דיפרנציאלי Pseudobulk.

מודלים דינמיים סייעו לאפיין מסלולי התמיינות פיברובלסטים, שאושרו באמצעות מעקב אחר שושלת גנטית בעכברים. בנוסף, נותחה נגישות הכרומטין כדי להבין את הנוף האפיגנטי של פיברובלסטים הקשורים למחלה.

מודלים ניסויים שונים הוערכו, וטכניקות העברת תווית הופעלו למיפוי פיברובלסטים של עכברים על גבי מערכי נתונים אנושיים, כולל פיברובלסטים אנושיים תרבותיים שטופלו ב-TGFβ) או IL-1β. ביטוי IL-1β הוערך בתאים מיאלואידים במודלים של פציעה, ועכברים מהונדסים גנטית נוצרו כדי לחקור את התפקיד הפוטנציאלי של IL-1β בהתפתחות פיברוזיס.

תוצאות ודיון

בסך הכל זוהו 11 סוגי תאים שונים, במיוחד תאי מיאלואיד ו-T מורחבים, ברקמת לב אנושית בעקבות MI חריף, עם שינויים בולטים שהתרחשו במהלך השבוע הראשון. ניתוח Pseudobulk DGE הראה הבדלים משמעותיים בין תורמים בריאים ומצבי אי ספיקת לב על פני מספר סוגי תאים. ריצוף מולטיום סיפק פרופילי נגישות ייחודיים של כרומטין בקרדיומיוציטים, תאים מיאלואידים ופיברובלסטים, זיהוי גורמי שעתוק הקשורים לאלמנטים רגולטוריים שעשויים לתרום לרשתות ויסות גנים ספציפיות למחלות לב.

זוהו 13 מצבי תאי פיברובלסטים שונים, בעיקר F2 (מיופיברובלסטים) ו-F9 (חלבון מפעיל פיברובלסטים ופיברובלסטים מפרישי פיברובלסטים (FAP/POSTN), שהועשרו באי ספיקת לב לאחר MI. פיברובלסטים F9, הקשורים לעיצוב מחדש של מטריקס חוץ-תאי ואינטראקציות חיסוניות, היו מעורבים כמצב פתוגני פוטנציאלי. תעתיקים מרחביים הצביעו על כך שמצבי פיברובלסט שונים היו מקומיים באוטם, גבול ובאזורים מרוחקים של שריר הלב, כאשר פיברובלסטים F9 מתמקמים עם תאים מיאלואידים.

נמצא כי פיברובלסטים עוברים בעיקר למצבי F2, F4 ו-F9, עם ביטוי מוגבר של FAP בשושלת F9. ניתוח גורמי שעתוק זיהה את MEOX1 כמווסת מפתח של שושלת F9. ניתוח נגישות הכרומטין חשף שינויים משמעותיים בפיברובלסטים של אי ספיקת לב, וקשר גנים כמו POSTN ו-RUNX1 לרשת הרגולטורית של פיברובלסטים F9 בפיברוזיס לבבי.

מיפוי נתוני אוטם שריר הלב של עכברים ל-CITE-seq אנושי גילה קווי דמיון חזקים בין אוכלוסיות פיברובלסטים. טיפול במעכב BRD4 JQ1 הראה כי אובדן של פיברובלסטים F9 שיפר את תפקוד הלב ופיברוזיס, דבר המצביע על השפעה הפיכה. TGFβ ו-IL-1β נמצאו כאותות מפתח שנקלטו על ידי פיברובלסטים בנישות פיברוטיות. עכברים חסרי קולטני IL-1 בפיברובלסטים הפגינו הפעלה מופחתת ופיברוזיס, מה שהדגיש את התפקיד הקריטי של IL-1β בפיברוזיס לבבי ואת הפוטנציאל שלו כמטרה טיפולית.

המחקר מקדם את ההבנה שלנו לגבי התפקיד הפוטנציאלי של דלקת בפיברוזיס לבבי ומדגיש אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות לאי ספיקת לב. עם זאת, המחקר מוגבל על ידי גודל מדגם קטן והיפוך פיברוזיס לא שלם עם חסימת IL-1β. יש צורך בחקירה נוספת של אינטראקציות IL-1β/TGFβ ותקשורת תאי פיברובלסט-אימונית כדי לאשר את הממצאים הללו ואת היישומים הקליניים הפוטנציאליים שלהם.

"אנו מקווים שהשילוב של כל העדויות הללו, כולל העבודה שלנו על מסלול IL-1β, יוביל לתכנון של ניסוי קליני לבדיקת ספציפית את התפקיד של אימונותרפיה ממוקדת בחולי אי ספיקת לב".

מַסְקָנָה

לסיכום, החוקרים חשפו שושלת פיברובלסטים מובהקת המסומנת על ידי FAP המולידה פיברובלסטים המבטאים POSTN, נפרדים ממיופיברובלסטים. המחקר הוכיח ש-IL-1β מסדיר את המפרט של פיברובלסטים של FAP/POSTN, מה שמרמז על כך שאימונומודולטורים יכולים להיות גישה טיפולית מבטיחה למיקוד לפיברוזיס לבבי.