Para ilmuwan menjelaskan bagaimana sel menjadi aktif, menyebabkan fibrosis dan jaringan parut pada organ

Sebuah studi baru dari Unity Health Toronto yang meneliti bagaimana sel-sel fibroblas dalam tubuh diaktifkan sehingga menyebabkan fibrosis dan jaringan parut pada organ diterbitkan dalam Nature Reviews Molecular Cell Biology. Fibrosis dan jaringan parut pada organ merupakan penyebab utama kematian, dan bukti menunjukkan bahwa penyakit ini bertanggung jawab atas 45% kematian di negara maju.

Fibrosis adalah proses di mana sel-sel fibroblas dalam tubuh kita memproduksi kompleks protein dalam jumlah berlebih yang disebut matriks ekstraseluler (ECM). ECM mengandung protein seperti kolagen, elastin, dan fibronektin, dan dapat dianggap sebagai semacam "perekat" di tingkat tubuh yang menghubungkan berbagai organ tubuh kita, menjaga batas-batasnya.

Fibroblas biasanya menghasilkan ECM untuk mendukung struktur jaringan dan membantu memperbaiki jaringan yang rusak atau terluka. Misalnya, dalam kondisi normal, saat Anda melukai diri sendiri, fibroblas berpindah ke lokasi luka atau luka, berkembang biak dan menghasilkan ECM untuk menyembuhkan luka. Selama fibrosis, fibroblas menerima sinyal tertentu yang mengaktifkannya untuk memproduksi ECM secara berlebihan.

Kelebihan ECM ini, terutama kelebihan kolagen, dapat menyebabkan pembentukan jaringan parut, yang dapat mengganggu fungsi organ. Fibrosis dapat terjadi di jaringan atau organ mana pun di tubuh, termasuk paru-paru, hati, ginjal, dan jantung, dan dikaitkan dengan banyak penyakit umum, seringkali pada stadium akhir.

Sebuah studi baru merangkum beberapa sinyal dan mekanisme molekuler yang berperan dalam mengaktifkan fibroblas untuk memproduksi ECM secara berlebihan. Para peneliti juga membahas heterogenitas fibroblas dan bagaimana heterogenitasnya yang lebih besar dapat berdampak pada proses penyembuhan.

"Ulasan ini berupaya menguraikan sebagian pengetahuan dan pemahaman kita - atau kesalahpahaman - tentang fibroblas dan aktivasinya," kata Dr. Boris Hinz, penulis studi dan ilmuwan di Pusat Ilmu Biomedis Keenan St. Michael.

"Kami biasanya berbicara tentang aktivasi fibroblas dari keadaan tidak aktif dalam penyembuhan normal dan fibrosis. Namun sel-sel yang diaktifkan untuk membuat ECM baru tidak benar-benar tidak aktif, dan tidak semuanya merupakan fibroblas," kata Hinz. "Kami ingin memahami sel mana yang diaktifkan. Jenis aktivasi apa yang terjadi — misalnya, 'Sinyal utama apa yang mengaktifkan fibroblas ini dan bagaimana caranya?'"

Mekanotransduksi nuklir dan memori myofibroblast. Sumber: Tinjauan Alam Biologi Sel Molekuler (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

Fibroblast tetap "aktif" Mahasiswa pascasarjana Fereshteh Sadat Younesi membantu memimpin peninjauan tersebut. Yunesi adalah anggota Lab Hinz dan mahasiswa di Pusat Pelatihan Penelitian St. Michael.

"Salah satu sinyal utama datang dari tekanan mekanis di lingkungan sempit di area fibrotik. Ketika jaringan mengalami fibrosis, jaringan menjadi lebih kaku dari biasanya karena fibroblas mulai memproduksi berlebihan dan mengatur ulang ECM," kata Yunesi. hal>

"Fibroblas ini merasakan kekakuan di sekitar mereka, yang membuat mereka tetap 'on', bahkan setelah cedera awal telah sembuh. Fibroblas yang diinduksi secara mekanis ini memperburuk area fibrotik dengan aktivitas berkelanjutan mereka."

Hintz mengatakan bahwa setelah para peneliti lebih memahami sinyal dan mekanisme yang terlibat dalam aktivasi fibroblas, mereka mungkin dapat mengembangkan terapi dan intervensi untuk menghentikan proses ini dan menghentikan produksi ECM yang berlebihan, sehingga menghentikan fibrosis.

"Kita perlu menyembuhkan fibrosis. Ilmuwan telah mengetahui tentang fibrosis selama sekitar satu abad, dan masih belum ada obatnya," kata Hinz. "Dengan hanya dua obat yang saat ini disetujui, kita dapat menghentikan fibrosis di beberapa organ — paling banter. Tujuan utamanya adalah untuk 'memerintahkan' sel-sel pembuat jaringan parut untuk membuang kelebihan ECM dengan panduan farmasi. Ke sanalah sains mengarah, dan itulah impian utamanya."