Исследователи из Медицинской школы Перельмана в Пенсильванском университете выявили особую линию секреторных клеток глубоко в легких человека, которая играет решающую роль в поддержании газообмена и изменяется при хронических заболеваниях легких.
Так называемые секреторные клетки дыхательных путей (respiratory airway secretory cells, RASC) выстилают крошечные ответвления дыхательных путей вблизи альвеол, где происходит обмен кислорода на углекислый газ. Они обладают свойствами, подобными стволовым клеткам, что позволяет им регенерировать другие клетки, необходимые для нормального функционирования альвеол.
Исследователи обнаружили доказательства того, что курение и распространенное связанное с курением заболевание, называемое хронической обструктивной болезнью легких, могут нарушать регенеративные функции этих клеток, так что исправление этого нарушения может оказаться хорошим способом лечения болезни. «Хроническая обструктивная болезнь легких — распространенное разрушительное заболевание, но мы действительно не понимаем клеточную биологию того, почему и как оно развивается у некоторых пациентов», — сказала Мария Бэзил (Maria Basil) из Медицинской школы Перельмана. — Выявление новых типов клеток, в частности новых клеток-предшественников, которые повреждаются при хронической обструктивной болезни легких, может ускорить разработку новых методов лечения».
В своем исследовании Мария Бэзил и ее коллеги обнаружили доказательства существования RASC, изучая сигнатуры генной активности клеток легких, взятых у здоровых доноров. Вскоре они поняли, что RASC, которых нет в легких у мышей, являются секреторными клетками, которые находятся рядом с альвеолами и продуцируют белки, необходимые для жидкой выстилки дыхательных путей. Наблюдения за сходством генной активности между RASC и важными клетками альвеол — альвеоцитами второго типа — привели команду к следующему открытию: RASC, в дополнение к их секреторной функции, служат предшественниками этих альвеоцитов, поддерживая их численность.
Альвеоциты второго типа вырабатывают сурфактант — поверхностно-активное вещество, выстилающее альвеолы изнутри и препятствующее слипанию стенок альвеол при дыхании, обеспечивая их расправление после выдоха. Известно, что эти альвеоциты становятся аномальными при хронической обструктивной болезни и других заболеваниях легких, и исследователи обнаружили доказательства того, что дефекты в RASC могут быть первичной причиной этих аномалий. В легочной ткани людей с хронической обструктивной болезнью, а также людей без этой болезни, но курящих, они наблюдали множество альвеоцитов второго типа, которые были изменены так, что это указывало на ошибочную трансформацию RASC в альвеоциты. «Необходимы дополнительные исследования, но результаты указывают на возможность будущих методов лечения хронической обструктивной болезни легких, которые будут работать за счет восстановления нормального процесса дифференцировки RASC в альвеоциты второго типа — или даже за счет пополнения нормальной популяции RASC в поврежденных легких», — сказал профессор Эдвард Морриси (Edward Morrisey).
Результаты были опубликованы в журнале Nature.