Naukowcy odkryli nowy sposób walki z przewlekłym włóknieniem płuc związanym ze starzeniem

Starzenie się organizmu utrudnia naturalne usuwanie nadmiaru kolagenu z płuc, co sprzyja utrzymywaniu się zwłóknienia. Nowe badanie opublikowane w Current Molecular Pharmacology wskazuje, że kluczową rolę w tym procesie odgrywa czynnik transkrypcyjny fPRDM16. Odkrycie otwiera perspektywę opracowania terapii ukierunkowanych na przywrócenie zdolności fibroblastów do usuwania kolagenu i odwracania przewlekłego włóknienia płuc.

W artykule

• Dlaczego starzenie sprzyja utrzymywaniu się włóknienia płuc
• Jaką rolę odgrywa białko fPRDM16
• Związek między mitochondriami, lizosomami i stresem oksydacyjnym
• Jak udało się przywrócić fagocytozę kolagenu w badaniach
• Znaczenie wyników dla idiopatycznego włóknienia płuc (IPF)
• Perspektywy nowych terapii przeciwzwłóknieniowych

Starzenie utrudnia naturalne usuwanie zwłóknienia płuc

Zespół naukowców kierowany przez Juna Penga oraz dr Ying Meng z Nanfang Hospital, Southern Medical University wykazał, że naturalny proces starzenia znacząco ogranicza zdolność płuc do ustępowania zwłóknienia po uszkodzeniu. Badanie przeprowadzono na mysim modelu włóknienia płuc wywołanego bleomycyną.

Autorzy ustalili, że jednym z najważniejszych mechanizmów odpowiedzialnych za utrzymywanie się zmian włóknistych jest osłabienie zdolności fibroblastów do pochłaniania i usuwania kolagenu typu I w procesie fagocytozy. Oznacza to, że nadmiar macierzy pozakomórkowej pozostaje w tkance płucnej znacznie dłużej, utrudniając jej regenerację.

Fibroblasty tracą zdolność oczyszczania płuc z nadmiaru kolagenu

Fibroblasty wyizolowane od starszych myszy wykazywały znacznie mniejszą aktywność fagocytarną niż komórki młodych zwierząt. Towarzyszyły temu:

• zmniejszone pobieranie kolagenu typu I,
• wzrost pH lizosomów świadczący o pogorszeniu ich funkcji,
• zwiększona produkcja mitochondrialnych reaktywnych form tlenu (mitoROS).

Badacze wykazali, że zaburzenia funkcji lizosomów oraz nasilony stres oksydacyjny mitochondriów wzajemnie się napędzają, tworząc patologiczne błędne koło prowadzące do utrzymywania się zwłóknienia.

Kluczową rolę odgrywa fPRDM16

Centralnym elementem tego mechanizmu okazał się pełnej długości wariant białka PRDM16 (full-length PRDM16, fPRDM16), będącego regulatorem transkrypcji. Jego ekspresja ulegała wyraźnemu obniżeniu zarówno wraz z wiekiem, jak i pod wpływem transformującego czynnika wzrostu β (TGF-β), jednego z głównych mediatorów procesów włóknienia.

Zmniejszenie ilości fPRDM16 prowadziło do:

• pogorszenia funkcji lizosomów,
• osłabienia mechanizmów antyoksydacyjnych,
• wzrostu stresu oksydacyjnego mitochondriów,
• spadku zdolności fibroblastów do usuwania kolagenu.

Według autorów właśnie utrata aktywności fPRDM16 może stanowić jeden z głównych molekularnych mechanizmów odpowiadających za utrwalanie się zwłóknienia płuc u osób starszych.

Przywrócenie funkcji komórek było możliwe

Naukowcy sprawdzili również, czy opisane zaburzenia można odwrócić.

Zastosowanie rapamycyny, poprawiającej funkcjonowanie lizosomów, oraz mitochinonu (mitoquinone, MitoQ), neutralizującego mitochondrialne reaktywne formy tlenu, pozwoliło przywrócić zdolność fibroblastów do fagocytozy kolagenu.

Jeszcze bardziej obiecujące wyniki uzyskano po zwiększeniu ekspresji fPRDM16. Nadekspresja tego białka:

• poprawiała zakwaszenie lizosomów,
• stabilizowała odpowiedź antyoksydacyjną komórek,
• przerywała patologiczne sprzężenie między dysfunkcją lizosomów a stresem oksydacyjnym,
• przywracała efektywne usuwanie kolagenu.

Jak podkreśla autorka korespondująca badania dr Ying Meng, przywrócenie młodzieńczej zdolności fibroblastów do fagocytozy kolagenu może stanowić nową strategię leczenia włóknienia płuc.

Badania na zwierzętach potwierdziły obserwacje komórkowe

Analiza całych organizmów wykazała, że u starszych myszy proces ustępowania zwłóknienia przebiegał znacznie wolniej niż u młodych zwierząt. Jednocześnie stwierdzono wyraźnie obniżoną ekspresję fPRDM16 w tkance płucnej, co potwierdziło wyniki uzyskane podczas badań komórkowych.

Podobne zmiany obserwuje się u pacjentów z idiopatycznym włóknieniem płuc

Autorzy przeanalizowali również publicznie dostępne bazy danych transkryptomicznych obejmujące pacjentów z idiopatycznym włóknieniem płuc (IPF). Analiza wykazała, że ekspresja genu PRDM16 jest u tych chorych istotnie obniżona.

Co więcej, wyższy poziom ekspresji PRDM16 dodatnio korelował z aktywnością szlaków biologicznych odpowiedzialnych za:

• degradację macierzy pozakomórkowej (ECM),
• ograniczanie stresu oksydacyjnego,
• utrzymanie prawidłowej homeostazy komórkowej.

Zdaniem autorów wskazuje to, że mechanizmy zaobserwowane u myszy mogą mieć bezpośrednie znaczenie również u ludzi.

Nowy cel terapii precyzyjnej

Wyniki badania sugerują, że zwiększenie ekspresji lub aktywności fPRDM16 może stać się nowym kierunkiem terapii idiopatycznego włóknienia płuc oraz innych chorób przebiegających z przewlekłym zwłóknieniem.

Choć przed wdrożeniem takich metod leczenia konieczne są dalsze badania przedkliniczne oraz kliniczne, autorzy podkreślają, że fPRDM16 stanowi obiecujący cel terapii precyzyjnej, której zadaniem byłoby przywrócenie naturalnej zdolności fibroblastów do usuwania nadmiaru kolagenu i wspierania regeneracji płuc.

Źródło: Current Molecular Pharmacology.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cmp.2026.02.002