Биопсия почек выявляет иммунные кластеры, которые могут поддерживать воспаление

Острый интерстициальный нефрит (ОИН) — это заболевание, характеризующееся воспалением, повреждающим канальцы почек и окружающие ткани. Часто возникающее в результате иммунной реакции на распространенные лекарства — включая антибиотики, противовоспалительные препараты и препараты для лечения кислотного рефлюкса — это состояние составляет примерно 15–20% биопсированных случаев острого повреждения почек (ОПП), определяемого как внезапное снижение функции почек.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, исследователи Йельского университета использовали передовые методы профилирования клеток, чтобы получить наиболее детальное представление о взаимодействии почечных и иммунных клеток при ОИН.

«Стандартный способ измерения экспрессии генов отдельными клетками — это разделение ткани на отдельные клетки, что разрушает всю информацию о расположении этих клеток и о том, какие клетки находились рядом друг с другом», — объясняет первый автор исследования Меган Бейкер, М.Д., Ph.D., инструктор медицины (нефрология) Медицинской школы Йеля.

Объединив такие технологии, как визуализирующая масс-цитометрия и одноклеточная пространственная транскриптомика, исследователи смогли измерить активность генов и белков в отдельных клетках, сохраняя при этом местоположение каждой клетки в ткани почки.

По словам Бейкер, это первое крупное исследование для картирования ОИН с разрешением на уровне отдельной клетки при сохранении положения каждой клетки, измеряющее как белки, так и экспрессию генов в 106 биопсиях почек и подтверждающее результаты в независимой группе пациентов в Университете Джонса Хопкинса.

Бейкер возглавила исследование совместно с Ллойдом Кантли, М.Д., профессором медицины (нефрология) имени К. Н. Х. Лонга и профессором клеточной и молекулярной физиологии Медицинской школы Йеля, который является старшим автором исследования и был её наставником на протяжении всего проекта.

Кантли объясняет, что этот уровень детализации был центральным для цели команды — выявления иммунных путей, специфичных для ОИН.

«По мере того, как наши почки очищают кровь от лекарств, они могут невольно изменить препарат таким образом, что обманывают иммунную систему, заставляя её думать, что это новый антиген, и реагируют активацией воспалительных клеток, которые, в свою очередь, повреждают почечные канальцы», — говорит Кантли.

«Выявляя те пути, которые конкретно запускают и усиливают эту специфичную для почек иммунную активацию, мы можем улучшить наши стратегии лечения путём целевой блокады только тех, которые вызывают повреждение почек», — добавляет Кантли.

Одним из важных открытий было обнаружение CXCL9 — сигнальной молекулы, которая производится в ответ на воспаление и привлекает Т-клетки в ткань. При ОИН сигнализация CXCL9 была сосредоточена в организованных кластерах иммунных клеток, называемых лимфоидными агрегатами. Т-клетки в этих кластерах, казалось, сигнализировали в основном друг другу, предполагая обратную связь, которая может усиливать и поддерживать воспаление.

Это открытие было в основном специфичным для биопсий пациентов с ОИН, объясняет Бейкер. «Организованные кластеры иммунных клеток образовались в почти каждой биопсии ОИН, которую мы исследовали, но только в меньшинстве биопсий острого канальцевого повреждения, другой распространённой причины ОПП, и ни в одной из здоровых почек», — говорит она.

«Эти кластеры, похоже, создают самоусиливающийся цикл, который может помочь объяснить, почему воспаление иногда продолжается даже после удаления вызывающего его лекарства или другого провоцирующего фактора», — добавляет она. «Это как маленький двигатель, который продолжает работать, и нам нужно выяснить, как его остановить».

Бейкер отмечает, что собственные клетки почек также активно участвуют в заболевании, при этом повреждённые клетки канальцев производят сигнальные молекулы, которые привлекают иммунные клетки.

Эти открытия могут в конечном итоге помочь улучшить лечение ОИН, так как текущие варианты остаются ограниченными, говорит Бейкер.

«Стероиды являются основным лечением ОИН, но это очень грубый инструмент», — говорит она. «Они подавляют воспаление в целом, а не нацеливаются на конкретные пути, вызывающие заболевание, и они не восстанавливают функцию почек в значительной части пациентов».

«Прямо сейчас мы прекращаем приём вызывающего лекарства, назначаем стероиды и контролируем функцию почек», — добавляет она. «Но воспаление может продолжать тлеть даже после лечения, и многие пациенты остаются с долгосрочным повреждением почек».

Несколько путей, выявленных в исследовании, также могут быть заблокированы препаратами, уже одобренными для других заболеваний, что потенциально обеспечивает практический путь к тестированию целевых методов лечения ОИН. Кантли говорит, что результаты исследования открывают дорогу для следующего этапа исследований его команды.

«Мы находимся в процессе определения того, какие из выявленных в этом первоначальном наборе биопсий ОИН пути активируются конкретными классами лекарств-триггеров ОИН, чтобы мы могли разработать клинические испытания целевых методов лечения, оптимизированных для подходящих пациентов», — говорит он.

Пространственный анализ 106 биопсий почек выявил иммунные клеточные агрегаты с концентрированной сигнализацией CXCL9 при остром интерстициальном нефрите. Эти агрегаты встречались в почти всех поражённых биопсиях, но были редкими при остром канальцевом повреждении и отсутствовали в здоровых почках. Повреждённые клетки канальцев также производили сигналы, которые привлекают иммунные клетки.