Специалисты Института Кеннеди выяснили, что предрасположенность некоторых суставов к воспалительным заболеваниям может закладываться ещё до появления человека на свет. Это открытие, обнародованное в журнале Nature Immunology, проливает свет на давнюю загадку ревматоидного артрита, при котором болезнь стабильно поражает одни сочленения, но почти не затрагивает другие. По мнению учёных, ключевую роль здесь играют не только особенности иммунной системы, но и врождённые биологические различия в строении самих суставов.
Ревматоидный артрит представляет собой аутоиммунное заболевание, при котором защитные силы организма атакуют синовиальную оболочку, выстилающую суставную полость. Это приводит к болевым ощущениям, припухлости и скованности, а со временем может разрушать хрящи, костную ткань и окружающие структуры. Чтобы понять избирательность болезни, исследователи сравнили два типа суставов пальцев, которые имеют противоположные сценарии поражения: проксимальные межфаланговые суставы, часто страдающие от недуга, и дистальные межфаланговые, расположенные у кончиков пальцев и обычно остающиеся здоровыми.
Оказалось, что уязвимые суставы имеют больший объём синовиальной ткани и содержат повышенное количество особых клеток — PI16-позитивных фибробластов, разновидности соединительнотканных клеток. Примечательно, что эти отличия присутствовали уже на этапе внутриутробного развития, что указывает на возможное влияние локальной среды сустава на развитие воспаления в будущем. Кристофер Бакли, профессор трансляционной ревматологии Оксфордского университета, отметил, что ответ на вопрос о выборочном поражении суставов кроется не только в иммунитете, но и в самих тканях, чьи структурные особенности формируются задолго до болезни.
В ходе работы эксперты применили секвенирование отдельных клеток, современные методы анализа изображений и высокоточное трёхмерное рентгеновское сканирование для создания детальной карты развития суставов человека. Исследование эмбриональных тканей позволило изучить целые суставы с точностью, недостижимой при работе со взрослым материалом. Выяснилось, что в формирующихся суставах преобладают не иммунные, а структурные клетки, включая фибробласты и клетки, создающие хрящ, причём синовиальная выстилка, вырабатывающая смазку для движения, может развиваться из двух источников — хрящевой ткани и окружающих фибробластов, а на этот процесс влияют и локальные условия, например, зоны с низким содержанием кислорода.
Сравнение двух типов суставов выявило и другие важные различия. PI16-позитивные фибробласты, которые концентрируются вокруг кровеносных сосудов и в местах крепления сухожилий, по-разному реагировали на сигналы воспаления, демонстрируя изменения в путях, отвечающих за иммунную регуляцию. Кроме того, с помощью объёмной визуализации на синхротроне Diamond Light Source учёные установили, что в суставах, подверженных артриту, синовиальная ткань не только обширнее, но и организована иначе. Сара Дэвидсон, одна из ведущих авторов работы, пояснила, что такие клетки были особенно многочисленны в уязвимых местах, а их расположение и поведение могут определять, где именно начнётся патологический процесс.
Таким образом, склонность суставов к воспалению может зависеть от клеточных и структурных особенностей, заложенных ещё при их формировании, а не только от иммунной активности в зрелом возрасте. Проект, поддержанный Советом по медицинским исследованиям, реализовали специалисты Института ревматологии Кеннеди при Оксфордском университете совместно с коллегами из Бирмингемского и Лондонского университетов, а также научного центра Diamond Light Source.