O echipă de cercetători americani a descoperit că leziunile grave provocate la nivelul plămânilor de boli precum Covid-19 şi fibroză pulmonară determină celulele stem să repare anormal ţesutul pulmonar, modificând arhitectura plămânului. Această diferenţierea anormală a celulelor stem ca răspuns la leziunile provocate de Covid-19 poate împiedica restabilirea funcţiei pulmonare normale.
O echipă de cercetători de la centrul medical San Francisco a universităţii din California a descoperit că leziunile pulmonare severe pot declanşa celulele stem pulmonare să se diferenţieze anormal. Echipa de cercetători a folosit modele de organoide cu celule stem şi a descoperit o nouă cale de acţiune a celulelor stem observată la pacienţii ai căror plămâni au fost grav afectaţi de Covid-19 şi fibroză pulmonară idiopatică. Studiul a fost publicat la finele anului trecut în Nature Cell Biology şi oferă un potenţial remediu în cazul plămânilor gravi afectaţi prin vizarea procesului anormal de diferenţiere a celulelor stem în cicatrizarea şi repararea ţesutului pulmonar.
Din studii anterioare cercetătorii cunoşteau faptul că, în general, capacitatea regenerativă a celulelor stem din alveolele pulmonare (AEC2), acţionează în mod similar la şoareci şi oameni.
În mod neaşteptat, cercetătorii au descoperit acum că o plasticitate crescută a celulelor AEC2 umane (hAEC2), spre deosebire de celulele AEC2 ale şoarecilor, iniţiază procesul de formare a celulelor bazale funcţionale prin semnale primite de la fibroblaste afectate, ceea ce duce la o reparare anormală a ţesutului pulmonar. Analiza cu o singură celulă a traiectoriei celulelor bazale hAEC2 in vitro a evidenţiat prezenţa tipurilor de celule de tranziţie şi a subseturilor de celule bazale identificate în plămânii cu fibroză pulmonară idiopatică (FPI).
Folosind o platformă organoidă cu fibroblaste hAEC2, autorii au putut modela metaplazia celulelor stem, respectiv diferenţierea anormală a acestora, observată în leziunile severe ale alveolelor pulmonare. Faptul că hAEC2s pot genera tipuri patologice de celule de tranziţie şi celule bazale le-a confirmat cercetătorilor o nouă cale de diferenţiere a celulelor stem în plămânii umani bolnavi.
„Prima dată când am văzut hAEC2s diferenţiind în celule bazale, a fost atât de frapant încât am crezut că a fost o eroare. Validarea riguroasă a acestui proces ne oferă noi informaţii asupra modului în care plămânul se reface în urma leziunilor, şi o potenţială cale de a inversa daunele", a declarat unul dintre cercetători, dr. Tien Peng.
Descoperirea că hAEC2s suferă o transdiferenţiere progresivă în celule bazale metaplaziate nu este unică în cazul bolii FPI. Celulele bazale alveolare metaplaziate, observate frecvente şi în cazul sclerodermiei şi a plămânilor grav afectaţi de Covid, sunt intercalate cu celule de tranziţie în zonele active unde are loc repararea ţesuturilor, spun cercetătorii.
Descoperirea acestor celule de tranziţie în organoidele derivate din hAEC2, precum şi în xenogrefe hAEC2 şi în analizele histologice ale plămânilor cu fibroză, sugerează că hAEC2 sunt o sursă majoră de celule bazale metaplazice în bolile cu leziuni alveolare severe.
Studiul oferă baza pentru identificarea unor ţinte terapeutice care ar putea preveni sau inversa diferenţierea metaplazică în cazul leziunilor pulmonare severe. De asemenea, cercetări viitoare urmează să stabilească dacă alte componente regăsite în leziunile fibrotice, cum ar fi celulele endoteliale şi celulele imune, sunt capabile să iniţieze fenotipul metaplazic.
