Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго впервые описывают роль уникального, чувствительного к давлению белка, в развитии отека легких – состояния, при котором хроническое высокое сосудистое давление в легких заставляет жидкость из кровотока попадать в воздух. пространства легких.
Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, предполагают, что подавление активности белка может быть новым подходом к лечению отека легких.
Отек легких может иметь множество причин, в том числе сердечную недостаточность. Определенные типы сердечной недостаточности, при которых сердце хронически не может эффективно перекачивать кровь, могут вызывать повышение давления в кровеносных сосудах легких. Высокое давление может привести к нарушению напряжения капилляров, когда связи между отдельными клетками, составляющими стенки капиллярных кровеносных сосудов, становятся более слабыми, позволяя жидкости из кровотока попадать в воздушные пространства в легких.
Юлия Комарова, доцент фармакологии UIC, и Асрар Малик, заслуженный профессор семьи Швеппе и глава фармакологии Медицинского колледжа UIC, изучали адгезивные соединения – структуры, которые связывают клетки, составляющие кровеносные сосуды. Адгезивные соединения действуют как регулируемые гайки и болты, которые можно затягивать или ослаблять для регулирования потока жидкостей и клеток крови в кровоток и из него, таких как иммунные клетки, которые перемещаются в крови, чтобы добраться до областей, где они необходимы.
Комарова и его коллеги хотели выяснить, участвует ли белок под названием пьезо-1, который содержится во многих типах клеток, в том числе в эндотелиальных клетках, выстилающих кровеносные сосуды, и который может ощущать механическое давление, в инициировании разрыхления спаек в условиях высокого давления жидкости в легких.
Исследователи сконструировали мышей, у которых пьезо-1 был удален у взрослого животного в эндотелиальных клетках. Затем они повысили давление в кровеносных сосудах легких, чтобы имитировать последствия сердечной недостаточности. У мышей, у которых в эндотелиальных клетках был удален пьезо-1, в легкие поступало минимальное количество жидкости, в то время как у мышей, у которых был протеин пьезо-1, легкие наполнялись жидкостью по мере повышения артериального давления.
В отдельном эксперименте Комарова и его коллеги использовали модель на мышах, в которой адгезивные соединения были искусственно усилены в эндотелиальных клетках, чтобы поддерживать соединения между отдельными клетками, выстилающими клетки кровеносных сосудов. У этих мышей не было замечено попадания жидкости в легкие, когда у животных индуцировали высокое давление, даже когда у них был протеин пьезо-1.
"Наши эксперименты показывают, что либо блокируя активность пьезо-1, либо укрепляя спаечные соединения, мы можем предотвратить попадание жидкости в легкие," Комарова сказала. "Небольшие молекулы лекарств, которые достигают этих целей, могут представлять собой новые терапевтические подходы к лечению отека легких, связанного с сердечной недостаточностью."