Открытие молекулярного "переключателя" в клетках легких может изменить лечение заболеваний

Ученые клиники Майо сделали удивительное открытие: внутри клеток легких был найден молекулярный "переключатель", который управляет тем, будут ли клетки заниматься восстановлением тканей или же бороться с инфекциями. Это открытие может стать ключевым в разработке методов регенерации легких при хронических заболеваниях.

Двойная роль клеток легких

Суть исследования заключается в альвеолярных клетках второго типа (AT2), которые играют центральную роль в поддержании здоровья легких. Эти клетки не только помогают поддерживать целостность альвеол, производя белки, которые удерживают их раскрытыми при дыхании, но и действуют как стволовые клетки, способные заменить клетки первого типа (AT1). Эти клетки образуют поверхность, через которую кислород поступает в кровь.

Однако, несмотря на важность клеток AT2 для регенерации, исследователи долгое время наблюдали, что в случаях заболеваний, таких как легочный фиброз, ХОБЛ и даже после вирусных инфекций, включая COVID-19, эти клетки не могут эффективно восстанавливать поврежденные ткани. Причины такой утраты регенеративной способности оставались до недавнего времени неясными.

Как исследование поможет в будущем

Для того чтобы разобраться в механизме работы клеток AT2, ученые использовали современные методы секвенирования клеток, визуализации и доклинические модели повреждений.

Результаты показали, что новообразованные клетки AT2 сохраняют свою гибкость и способность к восстановлению в течение первой-двух недель. Однако по прошествии этого времени клетки AT2 "привыкают" к своему специализированному состоянию, и их способность к регенерации существенно снижается.

Этот процесс контролируется молекулярной цепочкой, в которой участвуют три важных фактора: PRC2, C/EBPα и DLK1. Один из этих факторов — C/EBPα — действует как своего рода "защелка", которая ограничивает возможности стволовых клеток. В обычных условиях, когда легкие повреждены, клетки AT2 должны снять эту блокировку, чтобы восстановить ткани.

Инфекция как препятствие на пути восстановления

Интересно, что молекулярный механизм, который определяет приоритеты клеток AT2 — заживление повреждений или иммунная защита, — также объясняет, почему инфекции замедляют восстановление легких. Особенно это актуально для людей с хроническими заболеваниями легких.

Как утверждает старший автор исследования Дуглас Браунфилд, важно не только активировать процессы восстановления, но и устранять "препятствия", которые мешают клеткам работать как стволовым.

"Мы обнаружили одно из таких препятствий и то, как оно влияет на способность этих клеток к восстановлению", — утверждает доктор Браунфилд.

Новые перспективы для регенеративной медицины

Это открытие открывает новые горизонты для регенеративной медицины. Например, терапия, направленная на корректировку активности C/EBPα, может стать мощным инструментом для улучшения регенерации клеток AT2 и предотвращения образования рубцов в легких, что особенно важно при таких заболеваниях, как легочный фиброз.

Доктор Браунфилд добавил: "Наше исследование приближает нас к пониманию того, как усилить естественные процессы восстановления в легких, и дает надежду на лечение заболеваний, для которых ранее возможно было только замедление прогрессирования".

Кроме того, открытие может способствовать созданию новых биомаркеров для диагностики заболеваний легких на ранней стадии, когда лечение наиболее эффективно. Это также поддерживает проект клиники Майо, ориентированный на раннюю диагностику и предотвращение прогрессирования заболеваний до серьезных стадий.

Реальные шаги к лечению заболеваний легких

В дополнение к диагностике, ученые активно работают над созданием методов, которые позволят "снять" блокировку с клеток AT2, чтобы они вновь начали восстанавливать поврежденные ткани. В ходе экспериментов клетки AT2 из человеческих легких были выращены в лаборатории, и исследователи уже тестируют их для возможных методов клеточной терапии.

Это может привести к революционным изменениям в лечении легочных заболеваний, направленных на регенерацию тканей и восстановление функций органов.

На сегодняшний день исследование открывает новые перспективы для улучшения лечения заболеваний легких. Это не только делает возможным более эффективное восстановление тканей, но и предлагает методы предотвращения органной недостаточности на ранних стадиях болезни.