Penn researchers discover new cell type that could repair the effects of lung disease, COPD

Ben Medicine il 13 novembre 2021. Credito: Riley Guggehime

I ricercatori della Perelman School of Medicine hanno scoperto un nuovo tipo di cellula, la cellula di secrezione delle vie aeree nel polmone, che può aiutare a riparare i danni causati da malattie come la broncopneumopatia cronica ostruttiva.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista NatureE il settimanale internazionale, Ha scoperto che confrontando i genomi dei polmoni umani e di ratto, gli esseri umani avevano un tipo unico di cellula polmonare chiamata cellule secretorie delle vie aeree respiratorie. Queste cellule sono uno dei tanti tipi di cellule che aiutano a mantenere le strutture di base nel polmone. I ricercatori osservano che l'interruzione delle cellule RAS compromette la funzione polmonare in modo simile a come la BPCO colpisce i polmoni, fornendo un potenziale percorso di trattamento.

La BPCO è una malattia polmonare progressiva caratterizzata da un'infiammazione cronica nel polmone che provoca danni agli alveoli - strutture nel polmone che scambiano ossigeno e anidride carbonica tra l'aria e il flusso sanguigno - nel tempo, secondo la Mayo Clinic. Spesso deriva dall'esposizione a lungo termine al fumo di sigaretta o ad altri gas o fumi irritanti. La BPCO colpisce quasi il 10% delle persone in alcune parti degli Stati Uniti e ha causato oltre 3 milioni di morti in tutto il mondo nel 2019.

Secondo Penn Medicine, le differenze tra le cellule polmonari nei topi - comunemente utilizzate nella ricerca - e gli esseri umani hanno portato a una comprensione relativamente scarsa dei meccanismi della BPCO. Le cellule RAS rilevate si trovano vicino agli alveoli e producono o secernono proteine ​​che rivestono le vie aeree.

"L'approccio che abbiamo adottato era una specie di nuovo approccio trascrittomico sofisticato chiamato trascrizione di un'unica cellula e ciò che consente di fare è prendere singole cellule e calibrare la firma trascrizionale di ciascun tipo di cellula individualmente. Quindi, si utilizzano algoritmi complessi per separare le cellule che sono simili tra loro e cellule che sono diverse l'una dall'altra", ha detto al Daily Pennsylvanian Maria Basil, autrice del giornale.

Quando Basil e altri ricercatori hanno iniziato a esaminare i singoli cluster di cellule, "è diventato molto chiaro che c'erano cluster che non avevamo mai visto prima", il che ha portato alla scoperta della cellula RAS. I ricercatori hanno utilizzato la modellazione organica per studiare ulteriormente il funzionamento delle cellule RAS.

Nella BPCO, è noto che le cellule alveolari di tipo 2, che aiutano a rigenerare le superfici esterne degli alveoli, diventano anormali. Quando i ricercatori hanno coltivato gli organoidi, si sono resi conto che le cellule RAS, oltre alla loro funzione secretoria, possono trasformare le cellule AT2 e rigenerare la loro popolazione.

I ricercatori hanno trovato prove che in quelli con BPCO, le cellule AT2 inattivate potrebbero aver acquisito le loro anomalie quando convertite dalle cellule RAS, suggerendo che il fumo di sigaretta e simili irritanti possono interrompere la conversione di RAS in AT2.

I ricercatori sperano che il percorso RAS-AT2 recentemente scoperto possa far avanzare la comprensione dei meccanismi della BPCO, portando potenzialmente a nuovi modi per trattare la BPCO in grado di migliorare la funzione polmonare e ampliando le terapie esistenti, come i farmaci antinfiammatori e l'ossigenoterapia . .

“Questo documento graffia la superficie e identifica alcuni dei percorsi di segnalazione che sembrano regolare [RAS cells]. Spero che inizi a capire di più su come farlo [RAS] Le cellule che rispondono all'insulto ci daranno un'idea del tipo di cose che possiamo cercare di mirare per migliorare la funzione polmonare nei pazienti con malattia polmonare cronica".

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