The role of Microfibrillar-associated protein 4 (MFAP4) in liver fibrosis and cirrhosis

Kroniske leverskader af forskellige ætiologier såsom virale infektioner, overdreven alkoholforbrug eller metaboliske sygdomme, udløser et sårhelingsrespons som resulterer i kronisk inflammation og overdreven aflejring af ekstracellulær matrix (ECM). Dette resulterer i en patologisk tilstand kaldet leverfibrose. Et mere fremskredent stadium karakteriseret ved ødelæggelse af den parenkymale arkitektur, knudedannelse og leversvigt kaldes levercirrose eller skrumpelever. Indtil nu, er levertransplantation fortsat den eneste tilgængelige og effektive behandling. Ved at fjerne den oprindelige årsag til leverskade eller udvikle nye antifibrotiske terapier, kan regression af levercirrose eller helbredelse af tidlig leverfibrose opnås. På cellulært niveau er aktivering af hepatiske stellatceller (HSCs) og ikke-parenkymale leverresidente celler hovedbegivenheden i fibrogenese. Efter aktivering gennemgår HSC'er en transdifferentiering fra hvilende
vitamin A-lagrende celler til myofibroblast-lignende celler og udgør hovedbidragsyderen til myofibroblastpuljen i leveren og er den vigtigste cellulære kilde til arvævsaflejring under fibrose.


En proteomanalyse af en mikrodissekeret human cirroselever, udført i 2009, afslørede en ny kandidat som biomarkør for cirrose. Mikrofibrillar-associeret protein 4 (MFAP4) var blandt de stærkest opregulerede proteiner i cirrose septa. MFAP4 er en ekstracellulær komponent i den mikrofibrillære niche, den er blevet lokaliseret til elastiske fiberrige områder, hovedsageligt i arterier, hjerte, lunger og hud. MFAP4 kan binde til ECM-proteiner inklusive elastin og kollagen og bidrager til elastogenese processen. Det er også blevet vist, at det binder integrinerne αvβ3, αvβ5. MFAP4 eksisterer også i en opløselig tilstand i bronkoalveolær udskylningsvæske og i blodet. Adskillige undersøgelser har vist sammenhænge mellem MFAP4 og
patologiske lidelser der involverer ECM-remodellering såsom hjerte-kar-sygdomme, astma, ældning af væv og fibrotiske sygdomme. Cirkulerende MFAP4 blev identificeret som en robust biomarkør for hepatitis Cvirus og alkoholisk leversygdomsrelateret leverfibrose, hvorimod MFAP4 er udforsket som biomarkør for non-alkoholisk steatohepatitis (NASH) og non-alkoholisk fedtleversygdom (NAFLD). Derudover er den mekanistiske rolle for MFAP4 i patogenesen af leverfibrose endnu ikke blevet belyst. At forstå de centrale veje, hvori MFAP4 er impliceret i leverfibrose, er afgørende for at udvikle en effektiv og specifik anti-fibrotisk behandling baseret på blokering af MFAP4.


Formålet med denne Ph.D.-afhandling er at forstå MFAP4's rolle i patologien af leverfibrose. Derfor har vi undersøgt MFAP4-afhængige mekanismer i modulering af HSC-fænotypen samt undersøgt effekten af neutralisering af MFAP4 på sygdomsprogressionen i eksperimentelle modeller af leverfibrose. Desuden vurderede vi den potentielle brug af serum MFAP4 som biomarkør for NAFLD-relateret leverfibrose/cirrose.


Kapitel 2 (manuskript I) er en narrativ litteraturgennemgang, der opsummerer den nuværende viden om MFAP4s rolle i vævshomeostase og dens bidrag til patogenesen af sygdomsinduceret vævsremodellering. Den potentielle brug af cirkulerende MFAP4 som en diagnostisk og prognostisk ikke-invasiv biomarkør er også beskrevet i flere patologiske lidelser.


Kapitel 3 (Manuskript II) beskriver vores undersøgelser af MFAP4's rolle i leverfibrogenese. Vi har vist, at MFAP4 fremmer adhæsion og PDGF-medieret migration af HSCs gennem integrin αvβ3, in vitro. In vivo eksperimenter afslørede, at antistof-medieret blokering af MFAP4 beskytter mod fibroseprogression efter
CCl4-induceret leverskade, ved at reducere kollagenaflejring og aktivering af myofibroblaster samt påvirke sinusoidal vaskularisering. Samlet set viste vores resultater, at MFAP4 er en vigtig regulator af leverfibrogenese og udgør et nyt terapeutisk mål for behandling af leverfibrose.


Kapitel 4 (Manuskript III) beskriver vores undersøgelse af serum MFAP4 som ikke-invasiv biomarkør for NAFLD-relateret leverfibrose/cirrose. Vi gennemførte et case-kontrolstudie i Libanon, hvor NAFLD-patienter og raske kontroller blev rekrutteret. Vi observerede en stigning i niveauet af serum MFAP4 i takt med øget sværhedsgrad af sygdommen hos NAFLD-patienter. Dette niveau var signifikant højere ved fremskreden
fibrose og cirrose. Desuden var serum MFAP4-niveauer positivt korreleret med forbigående elastografiværdier.


Alt i alt giver denne Ph.D.-afhandling en forståelse af de mulige virkningsmekanismer af MFAP4 under homøostatiske versus patologiske tilstande. Vi bekræfter MFAP4's rolle i leverfibrogenese og identificerer effektiviteten af MFAP4 som anti-fibrotisk mål. Endelig er vores resultater til fordel for brugen af cirkulerende MFAP4 som biomarkør for NAFLD-relateret leverfibrose/cirrose.