Торговый Дом «Аюрведа» — аюрведа оптом

Адгезия и когезия: применение в медицине

Химия и медицина — две неразрывно связанные науки. Большинство лекарственных препаратов и сопутствующих средств, которыми располагает медицина, либо представляют собой органические соединения, либо основаны на химических процессах. Знание законов химии — залог высокого качества работы врача, поэтому химия преподается в медицинских ВУЗах с первых дней обучения, наравне с анатомией, биологией и другими важнейшими предметами.

Два химических процесса, на которых основаны многие медицинские технологии — адгезия и когезия. Знания об этих явлениях послужили базой для создания медицинских клеевых составов, мазей, антибактериальных лекарственных средств, материалов для имплантатов и др. 

Содержание статьи

Явления адгезии и когезии

Адгезией в химии и медицине обозначается свойство разных по качеству и составу материалов соединяться между собой поверхностными слоями. Термин адгезия (adhesion англ.) произошел от adhaesio (лат. ) и означает «сцепление, прилипание, слипание, склеивание». Пример адгезии в быту — взаимодействие поверхности бетонной стены и краски. При хорошей адгезии, краска ляжет ровно, при плохой — просто стечёт вниз или отвалится при высыхании.

В медицине яркий пример адгезии — прилипание микробных клеток к поверхности эпителия. В этом случае задействованы неспецифические физико-химические связи, обеспечивающие контакт между клетками возбудителя болезни и клетками организма хозяина. На поверхности микроорганизмов находятся лиганды — особые химические группировки, соответствующие рецепторам клеток, – они определяют способность к адгезии.  

Когезия — это аналогичное свойство, но данный термин применим только в отношении связей, возникающих внутри одного тела между однородными молекулами. Явление когезии объясняется вполне очевидными химическими связями, включая водородную связь, и другими видами межмолекулярного взаимодействия. 

Именно когезия тканей определяет их прочность и устойчивость к деформациям. Как и явление адгезии, это свойство материала играет важную роль в медицине и фармации, поскольку сила, связывающая отдельные клетки ткани, определяет ее восприимчивость к внешним и внутренним воздействиям.

Несмотря на то, что, говоря об адгезии мы имеем в виду явление сцепления совершенно разных по строению и свойствам молекул, сила этого взаимодействия часто бывает намного больше, чем та, что возникает между одинаковыми атомами и молекулами. Это объясняется в первую очередь тем, что в процессе скрепления разных молекул принимают участие не только простые химические связи, но и Ван-дер-Ваальсовы силы, полярные связи, а в некоторых случаях и взаимное проникновение молекул, что в химии называют диффузией.

Отдельного внимания заслуживают адгезионные эффекты, которые играют важнейшую роль в процессе жизнедеятельности любого живого организма, в том числе и человека. К наиболее значимым адгезионным эффектам относят:

• Капиллярность. Явление, которое проявляется самопроизвольным подъемом или опусканием уровня жидкости в тонких трубках, капиллярах и узких каналах. Этот процесс часто происходит в направлении обратном к действию силы тяжести. То есть уровень жидкость в тонком сосуде может повышаться, несмотря на гравитационные силы. Наблюдается явление капиллярности в случаях смачивания стенок сосуда жидкостью.
• Смачиваемость. Характеристика, определяющая механизм взаимодействия поверхности твердого тела с жидкостью. 
• Поверхностное натяжение. Сила, которая возникает на границе разделения двух фаз, чаще всего жидкости и газа, и по своему направлению устремляется в глубину объема жидкости. Именно поверхностное натяжение выступает определяющим фактором для явления, которое мы наблюдаем при формировании капли воды. Капля имеет сферическую форму из-за того, что только в этом случае жидкости удается занимать наименьшую площадь поверхности. 
• Мениск. Искривление поверхности жидких сред, при их контакте с твердым телом или другой жидкой фазой. 

Все адгезионные эффекты, как и явление когезии, лежат в основе формирования гистологических структур (тканей организма) и многих физиологических явлений, а также воздействия лекарственных препаратов на организм. В связи с этим, изучение данных физических явлений — важный аспект понимания анатомии, физиологии и фармакодинамики. 

Механизм биологической адгезии

Главное значение адгезии в живом организме — способность к формированию отдельных гистологических структур (тканей). Взаимодействие и прочное сцепление структурных элементов тканей происходит по принципу “клетка-клетка” или “клетка-матрикс”. 

Явление адгезии между клетками возникает в результате взаимодействия и сцепления специальных адгезивных рецепторов, расположенных на клеточной поверхности одной молекулы, с комплексом примембранных белков другой молекулярной единицы. Сегодня идентифицировано более 50 белков, которые принимают непосредственное участие в процессе сцепления биологических клеток. При этом наибольшее значение имеют следующие адгезивные рецепторы:

• Интергины. Семейство адгезивных рецепторов, которое насчитывает более 20 высокоспецифичных белков-идентификаторов. Интергрины были обнаружены в различных тканях организма и обеспечивают сцепление клеток с элементами внеклеточного матрикса (основа соединительной ткани, осуществляющая механическую поддержку клеток и транспорт хим. веществ).
• Кадгерины. Группа Са2+-зависимых гликопротеинов, которые играют важнейшую роль в процессе формирования межклеточных связей адгезии. В основе этих рецепторов лежит 723–748 аминокислотных остатков. Особенное значение кадгерины имеют в процессе эмбриогенеза на стадиях морфо- и органогенеза. 
• Селектины. Сложная группа гликопротеинов, объединенная по основным морфологическим признакам, которая принимает участие в различных физиологических процессах.
• Иммуноглобулины. Суперсемейство адгезивных рецепторов, которое принимает участие в первую очередь в процессах склеивания лимфоцитов. Иммуноглобулины принимают активное участие как в процессах эмбриогенеза в утробе матери, так и в формировании адекватного иммунного ответа и заживления раневых поверхностей. 

Соединение комплекса примембранных белков и конкретного адгезивного рецептора происходит по принципу “ключ к замку”, что объясняет высокую специфичность таких связей. Именно благодаря специфичности и избирательности адгезивных рецепторов достигается прочное сцепление клеток между собой и обеспечивается устойчивость тканей организма человека к механическим, физическим и химическим факторам. При этом для разрыва каждой конкретной связи требуется приложение определенной энергии, потенциал которой для каждой ткани разный. 

Отдельного внимания заслуживает упоминание такого явления как неспецифическая адгезия. Этот процесс происходит в результате случайной встречи молекул (клеток) и возникновения между ними определенных химических и физических связей. Неспецифическая адгезия часто проявляется в виде связывания клеток микроорганизмами, и чаще всего наблюдается при развитии патологического процесса. 

Явления адгезии и когезии в физиологии и патофизиологии

Чтобы оценить важность явления адгезии в медицине следует начать с того, что именно этот процесс лежит в основе зачатия и наступления беременности. Само явление оплодотворения (слияния половых гамет) и имплантация оплодотворенной яйцеклетки в стенку матки женщины — пример адгезии в организме человека.  

Далее адгезивные рецепторы создают условия для объединения отдельных клеток в ткани. Здесь роль играет и когезия, если речь идет о сцеплении однотипных клеточных элементов. На протяжении всего эмбриогенеза, адгезивные процессы несут ответственность за формирование отдельных тканей и жидких сред. 

Наиболее показательные примеры адгезии в организме:

• Участки соединения разных тканей. Примерами такого сцепления выступает плотное соединение дермы и эпидермиса, мышц и сухожилий, сосудов и тканей, формирующих любой орган. 
• Иммунный ответ. Нормальная иммунная реакция заключается в механическом связывании чужеродного антитела со специальным антигеном. Образовавшийся в результате нормальной работы иммунитета комплекс является отличным примером адгезии в организме.
• Заживление раны. Также показательный адгезивный процесс, при котором различные участки поврежденной ткани образуют единую гистологическую структуру и т. д. 

Для медицины важнейшую роль играют процессы нарушения адгезионного взаимодействия между клетками, что выступает причиной множества патологий и опасных заболеваний. При этом негативным вариантом можно считать, как ослабление связей между клетками, так и их усиление. 

Стать причиной нарушения соединения клеток могут различные внутриорганизменные и внешние факторы — нейромышечные и неврологические расстройства, дегенеративные заболевания, хронические воспалительные процессы, онкологические состояния и процесс метастазирования. 

Если перечисленные выше факторы вызывают обычно нарушение адгезии тканей, то в процессе активного тромбообразования наблюдается обратное явление — усиленное прикрепление тромбоцитов к стенке сосуда или взаимная адгезия клеток, что может привести к закупорке сосуда. Также адгезия играет важную роль в процессе формирования спаечных и рубцовых процессов. 

Отдельного внимания заслуживает явление микробной адгезии. Этот процесс выражается в прикреплении патологического бактериального агента к тканям, при проникновении в организм человека. В результате такой сцепки микроорганизм вызывает поражение тканей и получает благоприятную среду для дальнейшего развития и размножения, вызывая различные патологические состояния. 

Механизм микробной адгезии заключается в том, что на оболочке микроорганизма содержатся белки, соответствующие опрделенному адгезивному рецептору. В результате образуется прочное соединение между патогенным бактериальным агентом и тканью организма, разрушить которое бывает крайне сложно. 

Важнейшую роль нарушение адгезии в тканях играет в формировании и развитии опухолевого процесса. В первую очередь именно отсутствие прочных адгезионных связей приводит к относительно простому отделению опухолевых клеток от основного очага новообразования. 

В результате такого патологического процесса онкологические клетки легко проникают в здоровые окружающие ткани и мигрируют дальше в сосудистое русло. После проникновения онкологических клеток в кровь происходит нарушение их морфологии, что нередко способствует обратному адгезионному процессу.  

Это значит, что патологические клетки приобретают способность без труда прикрепляться к сосудистому эндотелию. Далее этот же механизм повышенной адгезионной способности лежит в основе прикрепления мигрирующих онкологических клеток в здоровые ткани и формирование метастаз опухоли. 

Адгезия в терапии заболеваний

Благодаря использованию способности воздействовать на адгезионные процессы, современной медициной было разработано огромное множество эффективных терапевтических методик и лекарственных препаратов. 

В первую очередь следует отметить противомикробную и противоопухолевую группу медикаментозных средств, основным направлением действия которых часто выступает именно разрушение адгезионных связей между клетками патогенного микроорганизма или онкологической структуры. Здесь требуется индивидуальный подход к каждому конкретному случаю, поскольку вышеописанный комплекс “ключ-замок”, который образуется между клетками, обычно отличается высочайшими показателями прочности и стабильности.  

Кроме того, говоря о важности адгезии и когезии в терапии, нельзя не отметить, что практически все фармакологические формы лекарственных препаратов при проникновении в ткани и органы-мишени используют эти явления для связывания клеток. 

Также противоадгезионная терапия нашла применение в лечении тромбозов и спаечных процессов. Нельзя не отметить, что в последние годы данное терапевтическое направление все чаще используется в эстетической медицине и косметологии. Так, например, по принципу противоадгезионных составов работают специальные препараты кератолитики, которые применяются в лечении гиперкератоза, при проведении аппаратного педикюра, а также все чаще используются для глубокого косметологического очищения кожи. 

Вторая группа препаратов, механизм действия которых связан с явлениями адгезии и когезии, напротив, способствуют укреплению адгезивных связей. Эти лекарственные вещества активно используются при лечении дегенеративных процессов, происходящих в тканях, нейромышечных и неврологических расстройств. Кроме того, способствуют усилению адгезионных связей между клетками практически все ранозаживляющие составы. Основываясь на естественном действии иммуноглобулинов, по схожему принципу работают иммуностимуляторы. 

Долгое время специалисты хирургического профиля стремились добиться возможности вживлять в организм пациента имплантаты из чужеродного для собственных тканей материала, которые были бы способны быстро интегрировать и образовывать прочные связи. Именно способность коррекции скорости процессов адгезии обеспечили возможность проведения успешных операции по вживлению имплантатов различной локализации и назначения. 

Выводы

Явления адгезии и когезии играют важнейшую роль в процессах формирования и прикрепления эмбриона к стенке матки, а также нормального функционирования организма. Работу иммунитета, обмена веществ, системы кроветворения и кровоснабжения, пищеварения и дыхания невозможно представить без явлений адгезии и когезии. Любые нарушения адгезивных связей вызывают развитие патологических процессов различной степени тяжести, что оказывает существенное влияние на функционирование организма в целом. При этом современные способы лечения и производства фармакологических препаратов также активно используют возможность регулировать адгезионные свойства тканей.    

Источники

• Голенченко В.А. Биологические мембраны / Биохимия: Учеб. для вузов / Под ред. Е.С. Северина — М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. — С. 245-248.
• Молекулы клеточной адгезии и рецепторы: сравнение функционирования. — Электронный ресурс. Режим доступа: http://humbio.ru/humbio/cytology/0000fac4.htm.
• Rho proteins, PI 3-kinases and monocyte/macrophage motility / A.J. Ridley, K.A. Beningo, M. Dembo et al. // FEBS Lett. — 2001. — Vol. 498. — P. 168-171.
• Zamir E. Molecular complexity and dynamics of cell-matrix adhesions / E. Zamir, B. Geiger // J. Cell Sci. — 2001. — Vol. 114. — P. 3583-3590.
• Патофизиология: учебник / Литвицкий П.Ф. – 4-е изд., — 2009. – 496 с.

Содержание и архив номеров — Издательство РАМН

Общая патология и патологическая физиология

Урокиназный рецептор регулирует адгезию прогениторных клеток сердца к витронектину

К. В.Дергилев1, З.И.Цоколаева1, И.Б.Белоглазова1, Е.С.Зубкова1, Е.И.Ратнер1, Ю.Д.Молокотина1, Е.В.Парфенова1,2 — 283-287

1Лаборатория ангиогенеза Института экспериментальной кардиологии ФГБУ НМИЦ кардиологии Минздрава России, Москва; 2Лаборатория постгеномных технологий в медицине факультета фундаментальной медицины МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва, РФ

Белок внеклеточного матрикса витронектин играет важную роль в эмбриональном развитии, а также репарации органов и тканей. Уникальной особенностью витронектина является его способность специфически связывать различные биологические молекулы, включая урокиназный рецептор (uPAR), компоненты внеклеточного матрикса, рецепторы адгезии, ростовые факторы, обеспечивая модуляцию поведения клеток. Показано, что витронектин практически отсутствует в неповрежденном миокарде, и его количество значительной возрастает после инфаркта, что коррелирует с аккумуляцией uPAR⁺ прогениторных клеток сердца в зоне повреждения. Клетки, полученные из сердца мышей дикого типа, проявляли более выраженную способность к адгезии на витронектин, чем прогениторные клетки сердца из миокарда мышей, нокаутных по гену uPAR. Кроме того, ингибирование урокиназного рецептора специфическими антителами на поверхности прогениторных клеток сердца мышей дикого типа приводило к снижению их способности к адгезии и распластыванию на витронектиновом матриксе, что может быть важным для их распределения в постинфарктном миокарде и реализации репаративных функций.

Ключевые слова: урокиназный рецептор, витронектин, прогениторные клетки сердца, адгезия

Адрес для корреспонденции: [email protected] Дергилев К.В.

Urokinase receptor regulates adhesion of progenitor cardiac cells to vitronectin

K. V. Dergilev1, Z. I. Tsokolaeva1, I. B. Beloglazova1, E. S. Zubkova1, E. I. Ratner1, Yu. D. Molokotina1, and E. V. Parfenova1,2

1Laboratory of Angiogenesis, Institute of Experimental Cardiology, National Medical Research Center of Cardiology, Ministry of Health of the Russian Federation; 2Laboratory of Postgenomic Technologies in Medicine, Faculty of Fundamental Medicine, M. V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

Vitronectin, extracellular matrix protein, plays an important role in embryonic development and in organ and tissue reparation. A unique characteristic of vitronectin is specific binding of various biological molecules, including urokinase receptor (uPAR), extracellular matrix components, adhesion receptors, growth factors, thus supporting the modulation of cell behavior. Vitronectin is in fact not found in intact myocardium, while after infarction its level increases significantly, which correlates with accumulation of uPAR+ progenitor cardiac cells in the focus. The cells isolated from the heart of wild type mice are characterized by higher adhesion to vitronectin than progenitor cardiac cells from the myocardium of uPAR knockout mice. In addition, inhibition of urokinase receptor with specific antibodies on the surface of the progenitor cardiac cells of wild type mice leads to attenuation of their adhesive activity and flattening on vitronectin matrix, which can be important for their distribution in the postinfarction myocardium and realization of the reparative functions.

Key Words: urokinase receptor; vitronectin; progenitor cells of the heart; adhesion

Диагностика и лечение спаек брюшной полости

• Скачать PDF Копировать

Д-р Дэмиен Джонас Уилсон, доктор медицинских наук.

При диагностике абдоминальных спаек важно тщательно собрать анамнез, чтобы обосновать подозрения. Это имеет решающее значение, поскольку достоверный диагноз не может быть получен никакими другими способами, кроме интраоперационного.

Изображение предоставлено: flywish / Shutterstock.com

Спайки могут возникать в любом месте тела, но чаще всего встречаются в желудочно-кишечном тракте, сердце и тазу. Повреждение тканей в результате операции, травмы, инфекции или радиации запускает процесс заживления клеток в организме, таких как макрофаги и фибробласты.

Этот процесс приводит к образованию полос рубцовой ткани или спаек, которые создают границу между тканями, которые обычно не соединяются друг с другом. Хотя эти спайки сами по себе безболезненны, они вызывают осложнения, связанные со спайками, которые могут вызывать боль и обструкцию, что в некоторых случаях может быть потенциально опасным для жизни.

Диагностика спаек брюшной полости обычно проводится с помощью лапароскопии. Эта процедура включает в себя использование камеры для визуализации органов в брюшной полости. Обычные тесты, такие как рентген, компьютерная томография и анализ крови, бесполезны для диагностики самой адгезии. Тем не менее, они являются отличным выбором для выявления осложнений, связанных со спайками, таких как непроходимость кишечника, которая ограничивает движение пищи, жидкости, стула и кишечных газов.

Лечение спаек брюшной полости

Лечение спаек в брюшной полости во многом зависит от проблем, связанных со спайками, локализации спаек и степени их образования. Существует два основных хирургических метода, используемых для лечения спаек брюшной полости: лапаротомия и лапароскопия. При лапароскопии делается небольшой разрез, с помощью камеры разрезаются и освобождаются спайки.

Этот метод известен как адгезиолиз и проводится под общей анестезией. Он показан пациентам с непроходимостью тонкой кишки и отсутствием признаков воспаления брюшины, гемодинамической нестабильности, ишемии или перфорации кишечника.

При лапаротомии делается больший разрез, чтобы непосредственно увидеть спайки и вылечить их. Этот метод также известен как открытый адгезиолиз и связан с потенциальными осложнениями, такими как острая почечная недостаточность, сепсис, инфаркт миокарда, дыхательная недостаточность и раневые инфекции. Более того, парадоксальная взаимосвязь между хирургическим лечением спаек и хирургическим вмешательством как наиболее частой причиной спаек делает лечение спаек особенно трудным.

Профилактика абдоминальных спаек

Профилактика абдоминальных спаек — непростая задача. Тем не менее, хирургические методы могут эффективно свести к минимуму возникновение абдоминальных спаек. Лапароскопическая хирургия хороша для этого, потому что разрезы меньше, чем при лапаротомии.

Если по каким-либо причинам лапароскопическая операция невозможна и требуется открытый спаечный процесс, между органами и областью разреза помещают воскоподобную пленку, которая помогает предотвратить образование новых спаек. Пленка усваивается организмом в течение недели и при этом увлажняет органы. Это предотвратит обезвоживание, являющееся серьезной причиной образования спаек.

Не было опубликовано ни одного исследования, подтверждающего, что питание или диета являются защитными или причинными факторами развития абдоминальных спаек. Тем не менее, другие шаги, которые могут быть предприняты во время операции для снижения заболеваемости, включают минимизацию времени операции и периодическое увлажнение области разреза физиологическим раствором, тампонами и салфетками.

Кроме того, перчатки, не содержащие латекса и крахмала, а также бережное обращение с органами и тканями показали многообещающие результаты с точки зрения снижения вероятности развития послеоперационных спаек брюшной полости.

Источники

• www.niddk.nih.gov/…/facts.aspx
• radpacs.weber.edu/…/…20path%[электронная почта защищена]_20120206_103818.pdf
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2992017/

Дополнительная литература

• Все Спайки в брюшной полости Содержание
• Что такое спайки в брюшной полости?
• Симптомы и причины спаек в брюшной полости

Последнее обновление: 13 января 2021 г.

• Скачать PDF Копировать

Пожалуйста, используйте один из следующих форматов, чтобы цитировать эту статью в своем эссе, статье или отчете:

• APA

  Wilson, Damien Jonas. (2021, 13 января). Диагностика и лечение спаек брюшной полости. Новости-Мед. Получено 25 января 2023 г. с https://www.news-medical.net/health/Diagnosis-and-Treatment-of-Abdominal-Adhesions.aspx.

• MLA

  Уилсон, Дэмиен Джонас. «Диагностика и лечение абдоминальных спаек». Медицинские новости

  . 25 января 2023 г. .

• Чикаго

  Уилсон, Дэмиен Джонас. «Диагностика и лечение абдоминальных спаек». Новости-Мед. https://www.news-medical.net/health/Diagnosis-and-Treatment-of-Abdominal-Adhesions.aspx. (по состоянию на 25 января 2023 г.).

• Гарвард

  Уилсон, Дэмиен Джонас. 2021. Диагностика и лечение спаек брюшной полости . News-Medical, просмотрено 25 января 2023 г., https://www.news-medical.net/health/Diagnosis-and-Treatment-of-Abdominal-Adhesions.aspx.

Хирургические спайки у мышей можно лечить и предотвращать | News Center

Фиброзные спайки, которые образуются после абдоминальной хирургии, можно предотвратить или лечить, согласно исследованию Стэнфорда. Спайки возникают у большинства хирургических пациентов, и их лечение стоит более 1 миллиарда долларов в год.

28 ноября 2018 г. — By Krista Conger

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета определили клеточную причину — а также возможное лечение — распространенного, иногда опасного для жизни послеоперационного осложнения.

Заболевание возникает, когда после абдоминальной операции образуются аномальные волокнистые соединения, называемые спайками, которые связывают наши обычно скользкие органы вместе или прикрепляют их к брюшной стенке. Симптомы могут включать хроническую боль, женское бесплодие, непроходимость кишечника и иногда смерть. По данным Национального института здравоохранения, ежегодные затраты на лечение послеоперационных спаек в США превышают 1 миллиард долларов.

«Это очень распространенное хирургическое осложнение, но оно недостаточно изучено», — сказал Джонатан Цай, доктор медицинских наук, бывший студент-медик в Стэнфорде, а ныне врач-резидент в Brigham and Women’s Hospital в Бостоне. «До сих пор даже не было известно, какой тип клеток участвует в возникновении спаек. Теперь мы придумали способ изолировать поврежденную ткань до того, как она сформирует спайки, и определить задействованные молекулярные пути».

Исследователи разработали и изучили модель образования спаек на мышах, чтобы определить клетки, ответственные за начальные шаги. Они также показали, что терапия на основе антител может разрушить те, которые уже образовались. Есть надежда, что подобные методы могут помочь в лечении послеоперационных спаек у людей.

Цай является ведущим автором работы, которая была опубликована 28 ноября в журнале Science Translational Medicine . Юваль Ринкевич, доктор философии, бывший аспирант Стэнфордского университета, и Ирвинг Вайсман, доктор медицинских наук, профессор патологии и биологии развития, являются главными авторами исследования. Вайсман — директор Стэнфордского института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины и Стэнфордского онкологического центра им. Людвига.

Исследователи обнаружили, что комбинация двух антител — одно из которых нацелено на клетки, ответственные за формирование спаек, а другое — подавляет сигнал «не ешь меня», который раковые клетки используют, чтобы уклониться от иммунной системы, — может значительно снизить тяжесть заболевания. Установленные спайки у животных.

«Хотя мы использовали модель на мышах для изучения образования спаек, — сказал Вайсман, — мы обнаружили аналогичные характеристики спаек у пациентов, что заставляет нас думать, что этот подход можно применить в клинике».

Обычное осложнение

В норме поверхность наших органов брюшной полости и слизистая оболочка брюшной полости покрыты скользкой мембраной, называемой мезотелием. Мезотелий позволяет нашим органам плавно скользить друг мимо друга, когда мы наклоняемся, изгибаемся или бежим. При нарушении мезотелия между соседними поверхностями образуются волокнистые связи различной степени выраженности от одиночных нитей до обширных иммобилизирующих паутин. По оценкам NIH, около 93 процента абдоминальных операций приводят к спайкам, и около 20 процентов хирургических пациентов будут повторно госпитализированы из-за осложнений, связанных со спайками.

Хотя это осложнение распространено, оно не совсем понятно. Исследователи определили некоторые типы клеток, участвующие в более поздних стадиях процесса, но неизвестно, какой тип клеток отвечает за начальные стадии. По-видимому, он возникает в областях, где кровоток ограничен, например, в крошечных защемлениях ткани, вызванных хирургическими швами. В результате к клеткам в регионе поступает меньше кислорода — состояние, известное как гипоксия.

Цай использовал мышиную модель состояния, чтобы проследить образование спаек и результирующие паттерны экспрессии генов в мезотелии.

«Мы обнаружили, что спайки возникают из клеток мезотелия после травмы», — сказал Цай. «Отслеживая закономерности экспрессии генов, мы смогли создать клеточное «генеалогическое древо» для этих фиброзных тканей и определить задействованные биологические пути».

Цай и его коллеги обнаружили, что у мышей клетки мезотелия реагируют на гипоксию, вырабатывая белок HIF1alpha. Это, в свою очередь, способствует экспрессии других белков, необходимых для образования спаек. Когда исследователи лечили животных небольшой молекулой, которая ингибировала активность HIF1-альфа, возникающие в результате спайки были значительно менее серьезными.

Возможная роль макрофагов

  

Они также обнаружили, что лечение животных антителами, которые связываются с мезотелином, белком, специфичным для поврежденного мезотелия, значительно снижает тяжесть уже образовавшихся спаек. Сочетание анти-мезотелиновых антител с анти-CD47-антителом имело еще больший эффект, предполагая, что блуждающие иммунные клетки, называемые макрофагами, которые поглощают больные или умирающие клетки, также могут играть роль в удалении аномальной фиброзной ткани.

Отслеживая закономерности экспрессии генов, мы смогли составить клеточное «генеалогическое древо» для этих фиброзных тканей.

«Когда мезотелий раздражен, он начинает экспрессировать мезотелин, который обычно экспрессируется только на очень ранних стадиях развития», — сказал Вайсман. «Это запускает пролиферацию клеток и инициирует воспалительный каскад, в который входят иммунные клетки и белки, которые зарастают фиброзной тканью. Но эти клетки также имеют CD47 на своей поверхности, и мы обнаружили, что анти-CD47 может синергизировать с анти-мезотелином, чтобы удалить эти спайки после того, как они были сформированы».

Наконец, исследователи изучили образцы спаек, которые были удалены у пациентов. Они обнаружили, что ткани человека экспрессируют многие из тех же генов и используют те же биологические пути, что и те, что исследователи выявили у мышей. Цай и его коллеги надеются, что подобные методы лечения на основе антител могут помочь предотвратить или вылечить образование спаек у людей.

Другие соавторы из Стэнфорда: преподаватель биологии стволовых клеток и регенеративной медицины Рахул Синха, доктор философии; бывшие ученые с докторской степенью Натаниэль Фернхофф, доктор философии, и Мелисса Маккракен, доктор философии; бывший резидент-хирург Джеффри Крампиц, доктор медицинских наук; бывший научный сотрудник по наукам о жизни Келли МакКенна; бывшие аспиранты Люцзин Син, доктор философии, и Сидней Гордон, доктор философии; ассистент-исследователь наук о жизни Майя Шохам; старший научный сотрудник Лидия-Мари Жубер, доктор философии; бакалавр Николя Пу; доцент кафедры патологии Герлинде Верниг, доктор медицины; и профессор хирургии Джеффри Нортон, доктор медицины.

Вайсман является директором, основателем и акционером компании Forty Seven Inc. , которая проводит клинические испытания блокирующего антитела против CD47. Келли МакКенна в прошлом работала в Forty Seven и владеет акциями компании.

Исследование проводилось при поддержке Национальных институтов здравоохранения (гранты R01HL058770, U01HL099999 и T32GM007365), Вирджинии и Д.К. Фонд Людвига по исследованию рака, Калифорнийский институт регенеративной медицины, Институт стволовых клеток Сибеля, Фонд Томаса и Стейси Сибель, Научная программа Human Frontier, Немецкий исследовательский фонд, Товарищество Пола и Дейзи Сорос для новых американцев, Рут Л. Премия Национальной исследовательской службы Киршенштайна и Else-Kroner-Fresenius-Stiftung.

Отделения патологии и биологии развития Стэнфорда также поддержали работу.

Контакты для СМИ

О Стэнфордской медицине

Стэнфордская медицина — это интегрированная академическая система здравоохранения, включающая Стэнфордскую школу медицины, а также системы оказания медицинской помощи взрослым и детям.