Ученые воздействуют на отдельные клетки сухожилий, чтобы уменьшить рубцы после операции
Сухожилие, долгое время остававшееся без внимания в области изучения опорно-двигательного аппарата, представляет собой сложнейшую анатомическую структуру, которая при повреждении запускает динамичную, но загадочную клеточную реакцию. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications , исследователи из Рочестерского университета впервые проследили и изучили ключевой элемент процесса заживления — эпитеноновые клетки, образующие тонкий наружный слой, окружающий сухожилие, — и продемонстрировали поразительное сходство между активностью этих клеток у мышей и людей. Их открытие может проложить путь к новым трансляционным методам лечения распространённой, крайне важной, но малоизученной проблемы со здоровьем.
Повреждения сухожилий сгибателей кисти требуют около 300 000 хирургических операций в год и влекут за собой ежегодные расходы на здравоохранение в размере 400 миллионов долларов.
Разорванные сухожилия обычно восстанавливаются хирургическим путем, но часто заживают плохо из-за слабой способности к регенерации клеток сухожильной ткани и вероятности образования избыточного рубца. До 24% пациентов с травмированными сухожилиями сгибателей пальцев нуждаются в повторной операции для удаления избытка рубцовой ткани. В настоящее время не существует других методов послеоперационного лечения, кроме физиотерапии , которые могли бы улучшить заживление сухожилий , и до недавнего времени лишь немногие исследователи рассматривали биологию клеток сухожилий как перспективный метод лечения.
Центр исследований опорно-двигательного аппарата (CMSR) при Университете Роны Луизианы — один из немногих центров в мире, занимающихся лечением сухожилий на клеточном уровне. Их работа способствует более глубокому пониманию сложных и запутанных процессов заживления сухожилий.
Сухожилие: не «веревка», а сложная структура
Сухожилие долгое время рассматривалось как упрощённая часть тела, «верёвка» из волокнистой, жёсткой ткани. Недавние исследования в Центре изучения сухожилий (CMSR) были сосредоточены на выявлении огромного разнообразия и сложности клеток сухожилий, а также на изучении их взаимодействия в месте повреждения. Исследователи CMSR изучают, как эти клетки способствуют заживлению или препятствуют ему на разных этапах процесса.
«Одна из проблем в лечении сухожилий — это возможность воздействовать на все эти различные популяции клеток», — говорит ведущий автор исследования Энн Николс, доктор философии, доцент кафедры ортопедии в Центре исследований опорно-двигательного аппарата Рочестерского университета. «Сухожилия, как правило, заживают плохо, но неравномерно. В разных участках заживающего сухожилия развиваются разные типы фиброза. Эффективная терапия требует воздействия на эти конкретные области разными способами, чтобы модулировать процесс заживления».
При хирургии сухожилий два отрезанных конца сшиваются. Рубец, образующийся между концами сухожилия, критически важен для его функционирования, но избыточная рубцовая ткань, разрастающаяся за пределами места восстановления, может ограничивать подвижность пальца. Николс и её команда стремились показать, что подавление определённых клеточных процессов в определённых клетках в течение точного периода заживления может уменьшить избыточное образование рубцов без ущерба для стабильности сухожилия.
Рабочая модель роли эпитеноновых клеток в заживлении сухожилий сгибателей. Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60704-6
Новый игрок: эпитенон
В большинстве предыдущих исследований изучались теноциты – специализированные клетки сухожилий, которые формируют и поддерживают их структуру. В данном исследовании особое внимание уделялось другому источнику клеток – эпитенону. Предыдущие исследования выявили его как основной фактор раннего заживления сухожилий, возможно, способствующий образованию коллагена в области травмы и вокруг неё.
«Эпитенон содержит популяцию клеток, о важности которой мы знали, но не могли воздействовать на неё», — сказала Николс. Её команда сосредоточилась на выявлении генетического драйвера, который можно было бы использовать для воздействия на эти клетки, отслеживания и манипулирования ими.
Исследователи использовали отслеживание генетической линии и секвенирование РНК отдельных клеток для выявления клеток эпитенона и впервые смогли проследить поведение и исход этой популяции после травмы сухожилия у мышей.
По словам Николса, когда речь идёт о заживлении сухожилий, время играет не последнюю роль. Место тоже имеет значение.
Команда исследователей изучила расположение эпитеноновых клеток и обнаружила, что часть из них последовала за теноцитами в важнейшую соединительную ткань, способствующую восстановлению сухожилий, но большая их часть мигрировала, образуя капсулу рубцовой ткани вокруг места повреждения. Это говорит о том, что эпитеноновые клетки участвуют как в продуктивном заживлении, так и в образовании нежелательной рубцовой ткани в зависимости от того, где они оказываются в процессе заживления.
«Мы знаем, что в поврежденном сухожилии наблюдается всплеск фибротической активности между 7-м и 10-м днями после травмы; мы хотели воздействовать на профиброзные клетки эпитенона в этот временной промежуток, чтобы увидеть, как их удаление из места травмы повлияет на заживление».
Когда исследователи убили клетки, производные эпитенона, с помощью генетически кодируемого токсина, они подтвердили, что подавление клеток, производных эпитенона, в нужное время и в нужном месте траектории заживления значительно улучшило диапазон движения сухожилий у мышей.
Выявление сходства клеток мыши и человека
Чтобы продемонстрировать трансляционную ценность своей работы, исследователи изучили данные по клеткам эпитенона у мышей и сравнили их с донорской тканью из заживающих сухожилий у людей.
«Клетки, которые мы определили как проблемные для образования рубцовой ткани у мышей, присутствуют и в человеческом рубце, что позволяет предположить, что они играют аналогичную роль в формировании рубцов у людей после травмы сухожилия », — сказал Николс. «Теоретически, если бы мы смогли воздействовать на эти клетки у людей, мы могли бы добиться у них тех же результатов, что и при эффективном лечении у мышей».