Исследователи из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета обнаружили новый тип клеток, которые находятся глубоко в легких человека и могут играть ключевую роль в заболеваниях легких человека.
Исследователи, которые сегодня сообщают о своих выводах в журнале Nature , проанализировали легочную ткань человека, чтобы идентифицировать новые клетки, которые они назвали секреторными клетками дыхательных путей (RASC). Клетки выстилают крошечные ответвления дыхательных путей глубоко в легких, рядом с альвеолами, где происходит обмен кислорода на углекислый газ. Ученые показали, что RASC обладают свойствами, подобными стволовым клеткам, что позволяет им регенерировать другие клетки, необходимые для нормального функционирования альвеол. Они также обнаружили доказательства того, что курение сигарет и распространенное связанное с курением заболевание, называемое хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), могут нарушать регенеративные функции RASC, намекая на то, что исправление этого нарушения может быть хорошим способом лечения ХОБЛ.
«ХОБЛ — разрушительное и распространенное заболевание, но мы действительно не понимаем клеточную биологию того, почему или как у некоторых пациентов оно развивается. Идентификация новых типов клеток, в частности новых клеток-предшественников, которые повреждаются при ХОБЛ, может действительно ускорить развитие новых методов лечения», — сказала первый автор исследования Мария Бэзил, доктор медицинских наук, преподаватель легочной медицины.
ХОБЛ обычно характеризуется прогрессирующим повреждением и потерей альвеол, что усугубляется хроническим воспалением. По оценкам, от него страдают примерно 10 процентов людей в некоторых частях Соединенных Штатов, и он ежегодно вызывает около 3 миллионов смертей во всем мире. Пациентам часто назначают стероидные противовоспалительные препараты и/или оксигенотерапию, но эти методы лечения могут только замедлить процесс заболевания, а не остановить или обратить его вспять. Прогресс в понимании ХОБЛ был постепенным отчасти потому, что у мышей — стандартных лабораторных животных — легкие не имеют ключевых особенностей легких человека.
В новом исследовании Морриси и его команда обнаружили доказательства существования RASC, изучая сигнатуры генной активности клеток легких, взятых у здоровых доноров. Вскоре они поняли, что RASC, которых нет в легких мышей, являются «секреторными» клетками, которые находятся рядом с альвеолами и продуцируют белки, необходимые для жидкой выстилки дыхательных путей.
«Благодаря таким исследованиям мы начинаем понимать на уровне клеточной биологии, что на самом деле происходит при этом очень распространенном заболевании», — сказал старший автор Эдвард Морриси, доктор философии, профессор медицины Фонда Робинетт. , профессор клеточной биологии и биологии развития и директор Института биологии легких Penn-CHOP в Penn Medicine.
Наблюдения за сходством генной активности между RASC и важной клеткой-предшественником в альвеолах, называемой клетками AT2, привели команду к дальнейшему открытию: RASC, в дополнение к их секреторной функции, служат предшественниками для клеток AT2, регенерируя их для поддержания популяции AT2 и сохранить альвеолы здоровыми.
Известно, что клетки AT2 становятся аномальными при ХОБЛ и других заболеваниях легких , и исследователи обнаружили доказательства того, что дефекты в RASC могут быть основной причиной этих аномалий. В легочной ткани людей с ХОБЛ, а также людей без ХОБЛ, которые курили в анамнезе, они наблюдали множество клеток AT2, которые были изменены таким образом, что это указывало на ошибочную трансформацию RASC в AT2.
По словам Морриси, необходимы дополнительные исследования, но результаты указывают на возможность будущих методов лечения ХОБЛ, которые работают за счет восстановления нормального процесса дифференцировки RASC в AT2 или даже за счет пополнения нормальной популяции RASC в поврежденных легких.
