Fibroos

Fibroos on patoloogiline seisund, mida iseloomustab liigne kiulise sidekoe kuhjumine elundis, mis viib elundi anomaalse paksenemise ja armistumiseni ning häirib normaalset funktsiooni. Fibroosi käivitab sageli krooniline põletik või vigastus, mis põhjustab koes elastsuse kadu ja kahjustatud piirkonna normaalse talitluse (sh verevarustuse) halvenemist. Samas võib fibroos olla tingitud ka teatud ravimite (sh antibiootikumid, vähivastased ravimid) kõrvaltoimetest või ka keskkonnamõjudest (nt asbesti sissehingamine).

Müofibroblastide roll fibroosis

Fibroblastid on peamised rakud, mis toodavad ja hooldavad rakuvälist maatriksit (ingl k extracellular matrix ehk ECM), mis pakub kudedele struktuurset tuge. Koekahjustuse või põletiku korral fibroblastid aktiveeruvad ja diferentseeruvad müofibroblastideks – rakutüübiks, millel on nii fibroblastide kui ka silelihasrakkude omadused. Müofibroblastid mängivad haavade paranemisel keskset rolli, tõmmates haava kokku ja ladestades ECM komponente. Kroonilise vigastuse või põletiku korral viib aga fibroblastide ja müofibroblastide püsiv aktiveerumine liigse ECM ladestumiseni, mis põhjustab fibroosi. Müofibroblastid tuvastatakse tavaliselt α-silelihasaktiini (αSMA) ekspressiooni alusel – see on rakusisene valk, mis tüüpiliselt vastutab rakkude kokkutõmbumise eest ning mida leidub rohkesti just kollageeni tootvates rakkudes. Siiski pole selge, kas kõik αSMA-positiivsed rakud toodavad kollageeni või kas kõik kollageeni tootvad rakud on αSMA-positiivsed.

Erinevate loommudelite uuringute alusel on pakutud, et fibroosi käivitavad müofibroblastid võivad pärineda epiteelirakkudest, mis läbivad epiteel-mesenhüüm-üleminekut(EMT). Rakupopulatsiooni detailsemad geeniuuringud viitavad aga pigem sellele, et müofibroblastid kopsudes, neerudes ja maksas pärinevad peamiselt koes resideerIvatest (koeomastest) interstitsiaalsetest rakkudest (st fibroblastidest ja peritsüütidest).

Fibroosi tüüpilised paikmed

Fibroos võib mõjutada organismis mitmeid elundeid, tingides tõsiseid haiguslikke seisundeid või süvendades algsest haigusest tingitud kahjustusi. Näiteks:

• Kopsufibroos ehk pulmonaalne fibroos põhjustab kopsukoe paksenemist ja armistumist, mis viib kopsufunktsiooni languseni. Fibroosist tingitud kopsukoe kahjustus on seejuures enamasti pöördumatu ning ravimid aitavad pigem hoida kontrolli all sümptomeid ja pidurdada haiguse progressiooni. Pulmonaalset fibroosi põhjustab näiteks asbesti ning tolmu- ja tahmaosakeste sissehingamine, aga ka teatud autoimmuunsed haigused; idiopaatilise kopsufibroosi korral ei ole fibroosi põhjus teada.
• Maksafibroos ehk hepaatiline fibroos, mis võib progresseeruda tsirroosiks, on krooniliste maksahaiguste tagajärg. Näiteks võib maksatsirroos olla tingitud hepatiidist B/C või alkoholi pikaajalisest tarvitamisest, aga ka nn metaboolsest sündroomist.
• Neerufibroosi levinud põhjus on krooniline neeruhaigus, mis võib olla omakorda tingitud mitmetest metabolismi häiretest (sh diabeedist) ja lõpuks viia neerupuudulikkuseni.
• Müokardifibroos tähendab terve südamelihase asendumist sidekoega. Klapihõlmade sidekoestumine kitsendab klapiava ning tekitab lokaalselt anomaalselt kõrget vererõhku, mis omakorda soodustab fibroosi edasist arengut. Nagu ka teiste organite puhul, võib südame fibroos olla tingitud ka mehaanilistest traumadest ja põletikulistest seisunditest.
• Endometrioosi korral kasvab endomeetriumilaadne kude (ektoopilised kolded) väljaspool emakat, kusjuures ektoopilisi koldeid iseloomustab krooniline põletik ning hüpoksia. Nendest teguritest tingituna on ektoopilistele kolletele omane ka fibroos, millega kaasneb sidekoeliste väätide ehk liidete teke ja armkoe moodustumine, mis omakorda panustab endometrioosiga kaasnevate valulike sümptomite ja viljatusriski kujunemisse.

Eraldiseisva haigusena käsitletakse tsüstilist fibroosi – see on autosomaalne retsessiivne haigus, mis kahjustab peamiselt hingamis- ja seedesüsteemi epiteelkoe rakke. Haigus on tingitud mutatsioonidest geenis CFTR, mis kodeerib nn tsüstilise fibroosi transmembraanse juhtivuse regulaatorvalku. CFTR-i häirunud talitlusega kaasneb tihke lima peetumine hingamisteedes, mistõttu sagenevad ka hingamisteede nakkused; õhupuuduse ja kroonilise põletikuga kaasneb kopsude armistumine. Lisaks võib tsüstilise fibroosiga patsientidel esineda armistunud kude ka pankreases ja maksas, kuna muutub ka sapi konsistents.

Lisaks võib fibroos tekkida patoloogilise protsessina kudede kiirituse järel vähiravi käigus. Kiiritusravist indutseeritud fibroos on radioteraapia hiline tagajärg, mis on tingitud veresoonte hävimisest kiiritatava kolde ümbruses. Veresoonte hävimise tõttu tekib lokaalne hüpoksia, mis aitab kaasa fibroosi tekkele mitmetes paikmetes.

Fibroosi mudelid teadusuuringutes

Fibroosi mehhanismide mõistmine ja uurimistööks sobivate mudelite olemasolu on hädavajalik efektiivsete ravimeetodite väljatöötamiseks. Ajalooliselt on fibroosi uuringuteks kasutatud loommudeleid, kuid tänapäeval on tähelepanu üha rohkem nihkumas in vitro mudelitele, mis pakuvad eetilisemaid ja kestlikumaid lahendusi ravimiarenduse eelkliinilisteks staadiumiteks.

Üks levinumaid loommudeleid on bleomütsiinist indutseeritud kopsufibroos hiirtel. Bleomütsiini kasutatakse lümfoomide ja mõningate teiste vähiliikide keemiaravis, kus on tähele pandud, et patsientidel tekib kõrvalnähuna kopsufibroos. Seepärast on asutud bleomütsiini manustama hiirtele, et kutsuda esile kopsukahjustus, mis viib fibroosini. Enamasti on bleomütsiinist indutseeritud kopsufibroos küll iseeneslikult mööduv 3-4 nädala skaalal, piirates mudeli rakendatavust pikemaaegseteks uuringuteks, mille eesmärgiks on avastada ained, mis fibroosi leevendaks või pidurdaks.

In vitro fibroosimudelid luuakse rakukultuuri tasemel, püüdes imiteerida fibroossete kudede keerulist mikrokeskkonda. Seejuures kaasatakse tegureid nagu hüpoksia ja tsütokiinid: näiteks transformeeriv kasvufaktor-beeta (TGF-β) on tuntud profibrootiline tsütokiin, mis stimuleerib fibroblastide diferentseerumist müofibroblastideks. Hiljutised in vitro fibroosimudelid kasutavad ka 3D rakukultuuri tehnikaid, kus rakkudel lastakse kasvada mitte kinnituva monokihina, vaid agregeerinud rakumassina, mis imiteerib paremini koe tihedust ja toitainete kättesaadavust. Lisaks teostatakse ka mitme rakutüübi (nt fibroblastid ja epiteelirakud või fibroblastid ja mastotsüüdid) kooskultiveerimist, võimaldades rakkudel vahetada omavahel kasvuks vajalikke faktoreid ja imiteerides koe kompleksset koostist. Täiuslikumates mudelites on kasutusel ka muid võtteid, mis võimaldavad suurendada in vitro mudeli füsioloogilist relevantsust: näiteks kopsufibroosi uuringutes on kasutatud mikrovedelikunduskiipe, mis jäljendavad hingamiselundkonna ehitust.

Fibroosi pöörduvus ja ravistrateegiad

Ajalooliselt peeti fibroosi pöördumatuks protsessiks. Siiski on hiljutised uuringud näidanud, et teatud tingimustel võib fibroos peatuda (kui õnnestub pidurdada fibroblastide anomaalne aktiveerumine ja muundumine müofibroblastideks) või isegi tagasi pöörduda (kui õnnestub lagundada moodustunud armkude, näiteks teatud ensüümide maatriksi metalloproteinaaside abiga). Näiteks võib põletiku või vigastuse allika varajane eemaldamine viia armkoe taandarenguni maksas ja neerudes. Ravimiarenduses on ka terapeutilisi strateegiaid, mis sihivad fibroblastide ja müofibroblastide aktivatsiooni ja vohamist ning ECM tootmist mõjutavaid signaaliradu.

Seni on USA Toidu- ja Ravimiameti poolt heaks kiidetud kokku kolm ravimit, mis on kasutatavad fibroosi pidurdamiseks:

• Nintedaniib – retseptor-türosiinkinaaside inhibiitor, millel on mitu sihtmärki – sealhulgas trombotsüütide kasvufaktori (PDGF), fibroblastide kasvufaktori (FGF) ja veresoonte endoteeli kasvufaktori (VEGF) retseptorid. Nintedaniib on alates 2014. aastast kliiniliselt kasutuses idiopaatilise kopsufibroosi ja progresseeruva fibrootilise interstitsiaalse kopsuhaiguse raviks.
• Pirfenidoon – antifibrootiline ja põletikuvastane ravim, mille täpne sihtmärk ei ole selge, kuid mis toimib fibroosi pidurdajana TGF-β inhibeerimise ja oksüdatiivse stressi moduleerimise kaudu. Ka pirfenidoon on alates 2014. aastast kliiniliselt kasutuses idiopaatilise kopsufibroosi raviks.
• Resmetirom – kilpnäärmehormoonide beetaretseptori NR1A2 osaline agonist, mis käivitab maksas rasvade beetaoksüdatsiooni ning ühtlasi langetab fibroosimarkerite taset. Resmetirom sai heakskiidu kasutamiseks maksa mittealkohoolne rasvtõvega patsientidel 2024. aastal.

Sellele nimekirjale lisanduvad tsüstilise fibroosi vastased ravimid, nagu eleksakaftoor/tesakaftoor/ivakaftoor, mis toimivad muteerutud tsüstilise fibroosi transmembraanse juhtivuse regulaatorvalgu stabiliseerimise kaudu.

Kliinilistes uuringutes olevad ravimikandidaadid on suunatud ka teistele bioloogilistele sihtmärkidele:

• Losartaan on angiotensiin II retseptori blokaator, mis on juba kasutusel kõrgvererõhu vastu, kuid millel on ka antifibrootilisi omadusi ja mis vähendab TGF-β ekspressioonitaset. Losartaan läbib 2. faasi kliinilisi uuringuid nii idiopaatilise kopsufibroosi, radioteraapiast tingitud kopsufibroosi kui ka tsüstilise fibroosi raviks ning 3. faasi kliinilisi uuringuid maksa mittealkohoolne rasvtõvega seotud fibroosi raviks.
• Belapektiin on galektiin-3 inhibiitor. Galektiin-3 on lektiinide perekonda kuuluv valk, mis tavaliselt osaleb rakkudevaheliste kontaktide ning ka raku ja rakuvälise maatriksi vastastikmõjude tagamisel. Samas on näidatud, et galektiin-3 võib aidata kaasa fibroosi kujunemisele südames ja maksas. Belapektiin on läbimas 2. ja 3. faasi kliinilisi uuringuid maksa mittealkohoolne rasvtõvega seotud fibroosi raviks.
• Pamrevlumab on monoklonaalne antikeha, mille sihtmärgiks on sidekoe kasvufaktor (ingl k connective tissue growth factor, CTGF). CTGF leidub rakuvälises maatriksis ning reguleerib rakkude kinnituvust ja liikuvust ning haavade paranemist, kuid patoloogilises kontekstis on seda seostatud vähi leviku ja fibroosiga. Pavrelumab on läbimas 2. ja 3. faasi kliinilisi uuringuid idiopaatilise kopsufibroosi raviks.
• BMS-986020 on lüsofosfatiidhappe retseptori (LPAR1) antagonist. LPAR1 kuulub G-valguga seotud retseptorite hulka, mis tagab näiteks silelihaskoe rakkude kokkutõmbumist, kuid mida on üldisemalt fibroblastide kontekstis seostatud fibroosi tekkega. BMS-986020 on näidanud paljulubavat mõju kopsufibroosi mudelites ning on hetkel läbimas 1. ja 2. faasi kliinilisi uuringuid idiopaatilise kopsufibroosi raviks.

Lisaks on kopsu- ja neerufibroosi kliinilistes uuringutes vaadeldud mitmeid A-tüüpi endoteliini retseptori (ETA) antagoniste (bosentan, macitentan, ambrisentan). Endoteliini retseptorite perekond koosneb neljast liikmest, mis kuuluvad samuti G-valguga seotud retseptorite hulka ja on seotud eeskätt rakusiseste kaltsiumiradadega. ETA vahendab veresoonte kokkutõmbumist ning on oluliseks sihtmärgiks ka kroonilise neeruhaiguse ning kõrgenenud arteriaalse vererõhu ravis. Fibroosi ravis ei ole ETA antagonistid seni edukaid tulemusi näidanud, mida on seostatud ka vastavate kliiniliste uuringute problemaatilise disainiga, näiteks patsientide valimi defineerimise ning ravimikandidaatide doseerimise osas.

Viited