In sintesi
- I ricercatori hanno identificato e caratterizzato una cellula staminale che produce nuove cellule sacche d’aria in modelli murini di lesioni polmonari e
- I risultati rivelano potenziali nuovi obiettivi per stimolare la rigenerazione polmonare.,
Le cellule AEP di topo (a sinistra) e umane (a destra) crescono in grandi organoidi polmonari in coltura e producono più tipi di cellule epiteliali, tra cui cellule di tipo 1 a scambio gassoso (rosse) e cellule di tipo 2 che producono tensioattivi (verdi).Ed Morrisey lab, Perelman School of Medicine, Università della Pennsylvania.
La respirazione è una funzione vitale della vita. I polmoni permettono al corpo di prendere ossigeno dall’aria e sbarazzarsi di anidride carbonica, un gas di scarico che può essere tossico.,
L’assunzione di ossigeno e la rimozione di anidride carbonica nel polmone è chiamata scambio di gas. Quando inspiri, l’aria viaggia lungo la trachea e nei polmoni. Dopo aver attraversato i bronchi, l’aria entra negli alveoli (sacche d’aria). L’ossigeno dall’aria passa attraverso le pareti molto sottili degli alveoli ai vasi sanguigni circostanti. Allo stesso tempo, l’anidride carbonica si sposta dai vasi sanguigni nelle sacche d’aria da espirare.
Le sacche d’aria possono essere danneggiate da lesioni, virus o malattie polmonari. Danni alle sacche d’aria possono rendere più difficile respirare., Il tessuto polmonare è lento a rigenerarsi. Un team guidato dal Dr. Edward E. Morrisey dell’Università della Pennsylvania ha caratterizzato le basi molecolari della rigenerazione del sacco d’aria nei polmoni. La ricerca è stata sostenuta principalmente dal National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) del NIH. I risultati sono stati pubblicati online su Nature il 28 febbraio 2018.
I ricercatori hanno confrontato l’attività cellulare degli alveoli nel tempo nei topi con danni ai polmoni dal virus dell’influenza (influenza) e topi sani. Hanno rintracciato le cellule che contenevano marcatori noti di cellule che si trasformano in cellule alveolari di tipo 2 (AT2)., Le cellule AT2 producono il tensioattivo che protegge le cellule alveolari di tipo 1 (AT1), che formano la superficie di scambio gassoso delle sacche d’aria.
Il team ha scoperto che un mese dopo una lesione polmonare indotta dall’influenza, le cellule monitorate si sono rapidamente espanse e hanno prodotto un grande aumento sia delle cellule AT2 che AT1. Le cellule auto-rinnovate e, dopo tre mesi, la maggior parte delle cellule AT2 e AT1 negli alveoli che si erano rigenerate provenivano dalle cellule indotte dalla lesione, che gli scienziati ora chiamano cellule progenitrici epiteliali alveolari (AEP).,
Il team ha successivamente caratterizzato l’espressione genica e proteica delle cellule AEP dal polmone del topo. Usando queste informazioni, sono stati in grado di isolare le cellule AEP dal tessuto polmonare umano. Le cellule sono state utilizzate per coltivare strutture 3D simili a organi, chiamate organoidi, in laboratorio per ulteriori studi. I ricercatori hanno trovato somiglianze molecolari nelle cellule che sembrano essere conservate evolutivamente tra le specie.,
“Dal nostro sistema di coltura organoide, siamo stati in grado di dimostrare che l’AEPs è un progenitore alveolare evolutivamente conservato che rappresenta un nuovo obiettivo per le strategie di rigenerazione polmonare umana”, afferma Morrisey.
“Siamo molto entusiasti di questo romanzo”, afferma il dottor James P. Kiley, direttore della Divisione delle malattie polmonari della NHLBI. “Gli studi di base sono pietre miliari fondamentali per far progredire la nostra comprensione della rigenerazione polmonare., Inoltre, il supporto NHLBI di ricercatori dalla scienza di base alla scienza traslazionale aiuta a promuovere collaborazioni che avvicinano il campo alle strategie rigenerative per le malattie polmonari acute e croniche.”
—di Tianna Hicklin, Ph. D.
