Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Регенерация легких может скоро стать реальностью

Согласно сообщению, опубликованному в выпуске журнала Cell от 28 октября, следователи из Медицинского колледжа Вейлла Корнелла сделали важное открытие в своей миссии «включить» регенерацию легких. Это открытие может эффективно лечить миллионы людей, которые страдают от респираторных заболеваний.

Команда обнаружила у мышей биохимические сигналы, которые активируют выработку новых альвеол легких — крошечных баллоноподобных мешочков в легких, которые надуваются и сдуваются при вдохе и выдохе. Эти сигналы поступают от специализированных эндотелиальных клеток, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов в легких.

Хотя исследователи давно знают, что мыши способны регенерировать и расширять емкость одного легкого, если другое отсутствует, они теперь обнаружили молекулярные триггеры, лежащие в основе этого процесса, которые также могут иметь отношение к людям.

Главный научный сотрудник, доктор Шахин Рафии, объяснил:

«Некоторые органы взрослого человека могут в определенной степени восстанавливаться после травмы, и хотя мы можем легко отслеживать пути, участвующие в регенерации печени и костного мозга, это значительно более обременительно изучать регенерацию других взрослых органов, таких как легкие и сердце. «
Предполагается, но не доказано, что у людей есть потенциал регенерировать альвеолы ​​легких, пока они больше не могут, из-за курения, рака или другого обширного хронического повреждения. Мы надеемся принести эти результаты в клинику и посмотреть, сможем ли мы вызвать регенерацию легких у пациентов, которые в этом нуждаются, например, у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) «.
Соавтор, доктор Рональд Г. Кристал, сказал:
«Не существует эффективной терапии для пациентов с диагнозом ХОБЛ. Основываясь на этом исследовании, я предполагаю день, когда пациенты с ХОБЛ и другими хроническими заболеваниями легких могут получить пользу от лечения факторами, происходящими из сосудов легких, которые вызывают регенерацию легких».
В предыдущем исследовании доктор Рафий и его команда обнаружили факторы роста, которые контролируют регенерацию печени и костного мозга. Они обнаружили, что в обоих случаях эндотелиальные клетки генерируют важные индуктивные факторы роста, которые они описывают как «ангиокринные факторы». Тот же феномен (клетки кровеносных сосудов в легких запускают регенерацию альвеол) был обнаружен в ходе текущего исследования.
Доктор Рафий объяснил:
«Кровеносные сосуды — это не просто инертный трубопровод, который несет кровь. Они активно инструктируют регенерацию органов. Это очень важный вывод. Каждый орган использует различные факторы роста в своей локальной сосудистой системе для ускорения регенерации».
В этом исследовании левые легкие мышей были удалены для того, чтобы доктор Би-Сен Дин исследовал биохимический процесс последующей регенерации оставшегося легкого. Согласно предварительному исследованию доктора Кристалла, когда левые легкие мышей удаляются, правые легкие регенерируют на 80%, эффективно заменяя большинство утраченных альвеол.
Доктор Дин сказал:
«Этот процесс регенерации также восстанавливает физиологическую дыхательную функцию легких, которая опосредуется усилением различных эпителиальных клеток-предшественников и регенерацией альвеолярных мешочков».
Старшие ученые, доктор Даниэль Нолан, сказал:
«Это явление регенерации, однако, возникает только после травмы, которая резко снижает массу легкого. Затем конкретные поднаборы кровеносных сосудов в оставшемся легком получают сообщение, чтобы начать заселение альвеол, и наша работа заключалась в том, чтобы найти этот сигнал». >
Они обнаружили, что при удалении левого легкого он запускает рецепторы на эндотелиальных клетках легкого, которые отвечают на основной фактор роста фибробластов (FGF-2) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF).
Когда эти рецепторы активируются, они способствуют увеличению другого белка, матриксной металлопротеиназы-14 (MMP14). Они обнаружили, что MMP14 активирует производство новой ткани легкого, высвобождая эпидермальные факторы роста (EGF).

Когда рецепторы VEGF и FGF-2 были отключены, особенно в эндотелиальных клетках мышей, регенерация в правом легком не происходила. Это было связано с недостаточным количеством белков MMP14, вырабатываемых из кровеносных сосудов. Однако, когда они трансплантировали эндотелиальные клетки от нормальной мыши этим мышам, они обнаружили, что удивительно, продуцирование MMP14 было восстановлено, активируя регенерацию функциональных альвеол.

Член команды, доктор Стефан Воргалл, сказал:
«Восстановление функции легких и механики легких путем трансплантации эндотелиальных клеток, которые стимулируют выработку MMP14, может быть полезным для разработки новых методов лечения респираторных заболеваний. Это исследование также поможет нам понять механизмы восстановления растущих легких у младенцев и детей». ш>
Доктор Рафий классифицирует MMP14 как жизненно важный «ангиокринный» сигнал — специфический эндотелиальный фактор роста легких, ответственный за регенерацию альвеолярного отростка. Кроме того, доктор Рафий и его команда пытаются раскрыть сигналы инициации, которые приводят к активации кровеносных сосудов в легких.
Со-старший автор, доктор Сина Раббани, объяснила:
«Изменения в местном кровотоке и биомеханических силах в оставшемся легком после удаления левого легкого, безусловно, могут быть одним из сигналов инициации, которые вызывают активацию эндотелия».
Следующим шагом для исследователей является выяснение, ответственны ли ММР14 (а также другие пока еще не признанные ангиокринные факторы) за регенерацию легких у людей в дополнение к мышам.
Доктор Дин сказал:
«Мы считаем, что тот же процесс происходит на людях, хотя у нас пока нет прямых доказательств».
Исследователи полагают, что люди, страдающие ХОБЛ (расстройство, обычно вызываемое длительным курением), имеют значительные повреждения эндотелиальных клеток в своих легких, что они не могут генерировать надлежащие индуктивные сигналы.
Соавтор доктор Кодзи Шидо объяснил:
«Мы знаем, что курение повреждает легкие, но легкие могут продолжать регенерировать альвеолы, но в определенный момент значительные повреждения эндотелиальных клеток могут ослабить их способность поддерживать регенерацию легких».
Соавтор, доктор Зев Розенвакс, размышлял:
«Возможно, замена ангиокринных факторов или трансплантация нормальных эндотелиальных клеток легких, полученных из плюрипотентных стволовых клеток, может восстановить регенерацию легких. В настоящее время мы создаем плюрипотентные паровые клетки, полученные от пациентов с генетические легочные расстройства для выявления потенциальных путей, которые могут в конечном итоге улучшить наше понимание того, как эндотелиальные клетки легких могут улучшать функцию легких у этих пациентов «.
Автор: Грейс Ратту