Forscher haben einen neuen Zelltyp entdeckt, der tief in der menschlichen Lunge vorkommt und möglicherweise eine Schlüsselrolle bei menschlichen Lungenerkrankungen spielt.
Die Wissenschaftler analysierten menschliches Lungengewebe, um die neuen Zellen zu identifizieren, die sie als sekretorische Atemwegszellen (RASCs) bezeichneten. Zellen säumen winzige Äste der Atemwege tief in der Lunge neben den Alveolen, wo Sauerstoff gegen Kohlendioxid ausgetauscht wird.
Wissenschaftler haben gezeigt, dass RASCs ähnliche Eigenschaften wie Stammzellen haben, was es ihnen ermöglicht, andere Zellen zu regenerieren, die für die normale Funktion der Alveolen notwendig sind.
Sie fanden auch Hinweise darauf, dass Zigarettenrauchen und eine häufige rauchbedingte Krankheit namens chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) die regenerativen Funktionen des RASC beeinträchtigen können, was darauf hindeutet, dass die Korrektur dieser Störung eine gute Möglichkeit zur Behandlung von COPD sein könnte.
COPD ist eine verheerende und häufige Krankheit, aber wir verstehen die Zellbiologie nicht wirklich, warum oder wie manche Patienten sie entwickeln. Die Identifizierung neuer Zelltypen, insbesondere neuer Vorläuferzellen, die bei COPD geschädigt sind, könnte die Entwicklung neuer Behandlungen wirklich beschleunigen, sagte Erstautorin Maria Basil, MD.
COPD ist in der Regel durch eine fortschreitende Schädigung und den Verlust der Alveolen gekennzeichnet, die durch eine chronische Entzündung verschlimmert werden. Es wird geschätzt, dass die Krankheit jedes Jahr weltweit etwa 3 Millionen Todesfälle verursacht.
Den Patienten werden häufig steroidale entzündungshemmende Medikamente und/oder eine Sauerstofftherapie verschrieben, aber diese Behandlungen können den Krankheitsprozess nur verlangsamen, nicht stoppen oder umkehren. Der Fortschritt beim Verständnis von COPD war teilweise graduell, weil der Lunge von Mäusen – Standard-Labortieren – Schlüsselmerkmale der menschlichen Lunge fehlen.
In der neuen Studie fanden Wissenschaftler Beweise für die Existenz von RASC, indem sie die Genaktivitätssignaturen von Lungenzellen untersuchten, die gesunden Spendern entnommen wurden. Sie erkannten bald, dass RASCs, die nicht in der Lunge von Mäusen vorkommen, sekretorische Zellen sind, die sich in der Nähe der Alveolen befinden und Proteine produzieren, die für die Flüssigkeitsauskleidung der Atemwege benötigt werden.
Beobachtungen der Ähnlichkeit in der Genaktivität zwischen RASCs und einer wichtigen Vorläuferzelle in den Alveolen namens AT2-Zellen führten das Team zu einer weiteren Entdeckung: RASCs dienen zusätzlich zu ihrer sekretorischen Funktion als Vorläufer für AT2-Zellen und regenerieren sie, um die AT2-Population aufrechtzuerhalten und die Fähigkeit, gesunde Alveolen zu erhalten.
Es ist bekannt, dass AT2-Zellen bei COPD und anderen Lungenerkrankungen abnormal werden, und Forscher haben Beweise dafür gefunden, dass Defekte im RASC die zugrunde liegende Ursache dieser Anomalien sein können.
Im Lungengewebe von Menschen mit COPD sowie Menschen ohne COPD, die in der Vergangenheit geraucht hatten, beobachteten sie viele AT2-Zellen, die so verändert waren, dass sie auf eine fehlerhafte Umwandlung von RASC in AT2 hindeuteten.
Die Wissenschaftler sagen, dass mehr Forschung erforderlich ist, aber die Ergebnisse weisen auf die Möglichkeit zukünftiger Behandlungen für COPD hin, die funktionieren, indem sie den normalen Prozess der RASC-Differenzierung zu AT2 wiederherstellen oder sogar die normale Population von RASCs in geschädigten Lungen wieder auffüllen.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
2022-04-04 16:04:15
Autor: Vitalii Babkin