В области таза простреливает боль, а в туалет приходится бегать десятки раз в день. По мере наполнения мочевого пузыря боль усиливается, а после посещения туалета немного стихает — это характерная особенность интерстициального цистита.
При этом обследования нередко не показывают заметных отклонений. Многие пациенты, измучившись, годами ходят по больницам с такими симптомами. Теперь корейские исследователи нашли межклеточную сигнальную сеть, связанную с заболеванием, причину которого до сих пор было трудно объяснить.
Samsung Medical Center 16-го июля сообщил, что исследовательская группа профессоров Кан Минёна и Ко Кванчжина из отделения урологии подтвердила клеточную сигнальную сеть, связанную с развитием интерстициального цистита (синдрома боли мочевого пузыря). Результаты опубликованы 3 июля в международном научном журнале 〈Experimental & Molecular Medicine〉.
Почему бывает трудно и сдерживать мочеиспускание, и опорожнить мочевой пузырь?
Интерстициальный цистит — заболевание, возникающее из‑за повреждения внутренней стенки мочевого пузыря и длительного воспаления. Оно сопровождается сильной тазовой болью, частым мочеиспусканием и невозможностью терпеть. Его относят к числу наиболее трудно поддающихся лечению заболеваний.
Точная причина болезни до сих пор оставалась неизвестной. Из‑за этого не было и радикального лечения. Симптомы у пациентов различаются, что ещё больше осложняет терапию.
Проблема была и в подходе к диагностике. В прежних исследованиях болезнь классифицировали, ориентируясь лишь на поражения, видимые при эндоскопии. Почему и как отдельные клетки формируют заболевание, объяснить не удавалось.
Команда изучила 8 пациентов с тяжёлым течением, у которых симптомы не улучшались даже после повторных эндоскопических вмешательств и которым в итоге выполнили операцию по удалению части мочевого пузыря и его увеличению. У всех при эндоскопии выявлялись язвоподобные поражения — так называемые «поражения Ханнера», то есть это были пациенты с ханнеровским типом. Отдельно в качестве контрольной группы получили нормальную ткань мочевого пузыря у 2 человек, перенёсших операции на органах таза по другим причинам.
У 5 из 8 пациентов во время операции одновременно удалили и поражение Ханнера, и внешне сохранный участок в том же мочевом пузыре — для парного сравнения. У оставшихся 3 удалось получить только ткань поражения Ханнера. Поэтому результаты нельзя напрямую распространять на всех пациентов с интерстициальным циститом: речь идёт о сигнальной сети, выявленной в тканях пациентов с тяжёлой ханнеровской формой, которым потребовалась операция.
Подтверждена «многоклеточная сеть», в которой клетки обмениваются сигналами
Команда изменила метод анализа. В отличие от прежнего подхода, когда брали лишь небольшой фрагмент слизистой, на этот раз извлекли ткань целиком — до внутренней части стенки мочевого пузыря. Такой материал называют тканью «полной толщины» (全層). Это значительно более тщательный подход по сравнению с исследованиями, ограниченными слизистой.
К этому добавили две передовые технологии. Первая — «одноклеточная транскриптомика», позволяющая считывать гены каждой отдельной клетки. Вторая — «высокоточная пространственная транскриптомика», которая определяет, где именно в ткани расположены клетки. Однако при первом выполнении пространственного транскриптомного анализа из‑за проблем с качеством части образцов число реально использованных для анализа сэмплов оказалось небольшим.
В результате выяснилось, что внутри ткани мочевого пузыря клетки обмениваются сигналами. Это была «многоклеточная сеть», в которой сложно переплетены и взаимодействуют три типа клеток: стромальные клетки, формирующие соединительную ткань; иммунные клетки, защищающие организм; и сосудистые клетки, образующие кровеносные сосуды.
В зоне поражения увеличивалось число Th17‑клеток — иммунных клеток, ведущих воспалительный процесс. У M2‑макрофагов, одного из типов макрофагов, участвующих в формировании новых сосудов, наблюдалось не столько увеличение количества, сколько изменение свойств в сторону усиления роста сосудов.
На фоне этих изменений менялись и паттерны экспрессии генов у сосудистых клеток. Также подтвердилось усиление сигнальных путей между сосудистыми клетками и мышечными клетками. Команда предположила, что такие изменения могут быть связаны с чрезмерным сокращением мышц мочевого пузыря.
Исследования интерстициального цистита на клеточном уровне проводились и ранее. Однако большинство прежних одноклеточных работ не выполняли парного сравнения поражения Ханнера и внешне нормального участка мочевого пузыря у одного и того же пациента. Редко встречались и исследования, которые одновременно анализировали аутоиммунные реакции и сосудистые изменения, мышечные сокращения и болевые сигналы.
В этой работе сравнили два участка у одного пациента. Это позволило снизить влияние индивидуальных особенностей и проследить клеточные изменения, связанные с прогрессированием поражения.
Почему так болело, если с нервами всё в порядке
У пациентов с интерстициальным циститом не выявляют каких‑то особых нарушений со стороны нервной системы. Тем не менее они жалуются на крайне сильную хроническую боль. Исследование дало подсказку и к этому вопросу.
В определённой группе фибробластов внутри мочевого пузыря резко активировались сигнальные пути, похожие на нейрональные. Эти клетки демонстрировали постоянный обмен сигналами с мышечными клетками. Команда указала на возможность того, что это взаимодействие могло участвовать в усилении боли.
Профессор Ко Кванчжин заявил: «Большое значение имеет то, что мы системно проанализировали интерстициальный цистит на клеточном уровне и непосредственно на тканях пациентов доказали, что органическая сеть взаимодействий между клетками — важная причина, запускающая болезнь», добавив: «В дальнейшем это станет важным краеугольным камнем для поиска новых терапевтических мишеней».
Профессор Кан Минён назвал результат опорой для разработки методов лечения. По его словам, «мы объединили самые передовые геномные технологии и схематично, как карту, описали микросреду внутри мочевого пузыря у пациентов с интерстициальным циститом», и подчеркнул: «Поскольку мы выявили конкретные клетки и сигнальные пути, вызывающие гиперсокращение мочевого пузыря и тазовую боль, ожидаем, что это приведёт к разработке причинно-ориентированных методов лечения, блокирующих первопричину, для пациентов с трудноизлечимым интерстициальным циститом».
Кандидаты на терапевтические мишени найдены, но путь ещё долгий
Исследование получило государственное финансирование на научные работы от Министерства науки и ИКТ, Национального исследовательского фонда Кореи, Министерства здравоохранения и социального обеспечения, Корейского института развития индустрии здравоохранения, а также Министерства торговли, промышленности и энергетики.
Однако есть ограничения. Ткань полной толщины стенки мочевого пузыря можно получить только хирургическим путём, поэтому её сбор был затруднён. Этим объясняется небольшое число пациентов, использованных в анализе, и особенно скромное число нормальных контрольных образцов. Кроме того, в ткани не обнаружили сами нейроны, передающие болевые сигналы, поэтому напрямую рассмотреть механизм боли на уровне нервных клеток не удалось.
Осознавая эти ограничения, команда дополнительно проверила ключевые результаты на данных других пациентов из открытых источников, а также на высокоточных данных пространственной транскриптомики, отдельно полученных у 3 пациентов и 3 человек из контрольной группы. Однако воспроизвести все результаты в точности не удалось. Генетические сигналы, связанные с болью, в части внешних наборов данных не показали статистически отчётливых различий.
Указывают и на ещё одно ограничение. Эти результаты получены в наблюдательном исследовании, где отслеживали экспрессию генов и межклеточные сигналы. Не проверяли на клеточных и животных моделях, действительно ли блокирование сигнала «EDN1» или нейроподобных сигналов фибробластов, усиливающих боль, снижает сокращения мочевого пузыря или боль. Команда оставила это как задачу следующего этапа. Поэтому до разработки лекарств предстоит пройти ещё много шагов.
Тем не менее очевидно: к природе боли, которую долго считали «неясной по причине», добавился ещё один конкретный набор кандидатов — куда именно можно целиться. Это Th17‑клетки, ведущие воспаление; макрофаги, аномально усиливающие рост сосудов; сигнал EDN1, вызывающий сокращение мышц; и нейроподобные сигналы фибробластов, усиливающие боль. Для пациентов, которые долго терпели боль без ясного решения, сам факт появления этих четырёх направлений‑кандидатов — уже хорошая новость.
