Νέος τύπος κυττάρων ανακαλύφθηκε βαθιά στους ανθρώπινους πνεύμονες – με αναγεννητικές ιδιότητες

Ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα με κοντινό πλάνο κυψελίδων και τριχοειδών αγγείων.

Τα ευρήματα ρίχνουν φως στα θεμέλια της ΧΑΠ, ανοίγοντας νέα κατεύθυνση για μελλοντική έρευνα σχετικά με τις θεραπείες.

Ένας νέος τύπος κυττάρου που βρίσκεται βαθιά μέσα στους ανθρώπινους πνεύμονες και μπορεί να διαδραματίσει βασικό ρόλο στις ανθρώπινες πνευμονικές ασθένειες ανακαλύφθηκε από ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Perelman στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια.

Οι ερευνητές, που αναφέρουν τα ευρήματά τους σήμερα στο Nature, ανέλυσαν τον ανθρώπινο πνευμονικό ιστό για να αναγνωρίσουν τα νέα κύτταρα, τα οποία ονομάζουν εκκριτικά κύτταρα αναπνευστικού αεραγωγού (RASCs). Τα κύτταρα ευθυγραμμίζουν μικροσκοπικούς κλάδους αεραγωγών, βαθιά στους πνεύμονες, κοντά στις δομές των κυψελίδων όπου το οξυγόνο ανταλλάσσεται με διοξείδιο του άνθρακα.

Οι επιστήμονες έδειξαν ότι τα RASC έχουν ιδιότητες που μοιάζουν με βλαστοκύτταρα που τους επιτρέπουν να αναγεννούν άλλα κύτταρα που είναι απαραίτητα για τη φυσιολογική λειτουργία των κυψελίδων. Βρήκαν επίσης στοιχεία ότι το κάπνισμα και η κοινή πάθηση που σχετίζεται με το κάπνισμα που ονομάζεται χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια (ΧΑΠ) μπορεί να διαταράξει τις αναγεννητικές λειτουργίες των RASCs – υπονοώντας ότι η διόρθωση αυτής της διαταραχής θα μπορούσε να είναι ένας καλός τρόπος για τη θεραπεία της ΧΑΠ.

«Η ΧΑΠ είναι μια καταστροφική και κοινή ασθένεια, ωστόσο δεν καταλαβαίνουμε πραγματικά την κυτταρική βιολογία του γιατί ή πώς την αναπτύσσουν ορισμένοι ασθενείς. Ο εντοπισμός νέων τύπων κυττάρων, ιδιαίτερα νέων προγονικών κυττάρων, που τραυματίζονται στη ΧΑΠ θα μπορούσε πραγματικά να επιταχύνει την ανάπτυξη νέων θεραπειών», δήλωσε η πρώτη συγγραφέας της μελέτης Maria Basil, MD, PhD, καθηγήτρια Πνευμονολογικής Ιατρικής.

 

RASC προερχόμενο από ανθρώπινα κύτταρα ES (εκκριτικό κύτταρο αναπνευστικού αεραγωγού που μεταβαίνει σε κύτταρο κυψελιδικού τύπου 2 με την πάροδο του χρόνου σε καλλιέργεια. Πιστώσεις: Penn Medicine

Η ΧΑΠ χαρακτηρίζεται συνήθως από προοδευτική βλάβη και απώλεια των κυψελίδων, που επιδεινώνεται από χρόνια φλεγμονή. Υπολογίζεται ότι επηρεάζει περίπου το 10 τοις εκατό των ανθρώπων σε ορισμένες περιοχές των Ηνωμένων Πολιτειών και προκαλεί περίπου 3 εκατομμύρια θανάτους κάθε χρόνο σε όλο τον κόσμο. Συχνά στους ασθενείς συνταγογραφούνται στεροειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα ή/και οξυγονοθεραπεία, αλλά αυτές οι θεραπείες μπορούν μόνο να επιβραδύνουν τη διαδικασία της νόσου αντί να τη σταματήσουν ή να την αναστρέψουν. Η πρόοδος στην κατανόηση της ΧΑΠ ήταν σταδιακή εν μέρει επειδή τα ποντίκια - το τυπικό ζώο εργαστηρίου - έχουν πνεύμονες που στερούνται βασικών χαρακτηριστικών των ανθρώπινων πνευμόνων.

Στη νέα μελέτη, ο Morrisey και η ομάδα του ανακάλυψαν στοιχεία για RASC ενώ εξέταζαν υπογραφές γονιδιακής δραστηριότητας πνευμονικών κυττάρων που ελήφθησαν δείγματα από υγιείς ανθρώπινους δότες. Σύντομα αναγνώρισαν ότι τα RASC, τα οποία δεν υπάρχουν στους πνεύμονες του ποντικιού, είναι «εκκριτικά» κύτταρα που βρίσκονται κοντά στις κυψελίδες και παράγουν πρωτεΐνες που απαιτούνται για την υγρή επένδυση του αεραγωγού.

«Με μελέτες όπως αυτή αρχίζουμε να έχουμε μια αίσθηση, σε επίπεδο κυτταρικής βιολογίας, για το τι συμβαίνει πραγματικά σε αυτή την πολύ διαδεδομένη ασθένεια», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Edward Morrisey, PhD, Καθηγητής Ιατρικής του Ιδρύματος Robinette, καθηγητής. Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας και διευθυντής του Penn-CHOP Lung Biology Institute στο Penn Medicine.

Οι παρατηρήσεις των ομοιοτήτων γονιδιακής δραστηριότητας μεταξύ RASC και ενός σημαντικού προγονικού κυττάρου στις κυψελίδες που ονομάζονται κύτταρα AT2 οδήγησαν την ομάδα σε μια περαιτέρω ανακάλυψη: τα RASC, εκτός από την εκκριτική τους λειτουργία, χρησιμεύουν ως προκάτοχοι για τα κύτταρα AT2 - αναγεννώντας τα για να διατηρήσουν τον πληθυσμό AT2 και κρατήστε τις κυψελίδες υγιείς.

Τα κύτταρα AT2 είναι γνωστό ότι γίνονται μη φυσιολογικά στη ΧΑΠ και σε άλλες πνευμονικές ασθένειες και οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία ότι τα ελαττώματα στα RASC μπορεί να είναι μια προγενέστερη αιτία αυτών των ανωμαλιών. Σε πνευμονικό ιστό από άτομα με ΧΑΠ, καθώς και από άτομα χωρίς ΧΑΠ που έχουν ιστορικό καπνίσματος, παρατήρησαν πολλά κύτταρα ΑΤ2 που είχαν αλλοιωθεί με τρόπο που υπαινίσσεται έναν ελαττωματικό μετασχηματισμό RASC σε ΑΤ2.

Απαιτείται περισσότερη έρευνα, είπε ο Morrisey, αλλά τα ευρήματα υποδεικνύουν τη δυνατότητα μελλοντικών θεραπειών ΧΑΠ που λειτουργούν με την αποκατάσταση της φυσιολογικής διαδικασίας διαφοροποίησης RASC-to-AT2 - ή ακόμα και με την αναπλήρωση του φυσιολογικού πληθυσμού RASC σε κατεστραμμένους πνεύμονες.

Πηγή: scitechdaily.com