Один тип клеток дыхательных путей может регенерировать другой тип клеток легких

Новое исследование ученых из Филадельфии обнаружило способ, с помощью которого легочная ткань может регенерировать после травмы. Как выяснили ученые, легочная ткань имеет больше возможностей в восстановлении, чем считалось ранее. Исследователи медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильванского университета под руководством Джон Эпштейна, доктора медицинских наук, заведующего кафедрой клеточной и биологии развития, представили свои выводы в последнем номере издания Nature Communications

"Клетки легких могут регенерировать по мере необходимости для восстановления отсутствующей ткани при помощи друг друга. Мы увидели, что в системе жизнеобеспечения гораздо больше гибкости, чем предполагалось ранее," говорит Эпштейн. "Это не классические стволовые клетки, которые способствуют регенерации легких, а зрелые клетки легких, которые пробуждаются в ответ на повреждение. Мы намерены выяснить подробности того, как восстанавливаются клетки легких, что поможет стимулировать процесс регенерации в ситуациях, когда это сегодня является недостаточным, например,  у пациентов с ХОБЛ [хроническая обструктивная болезнь легких]".

Два типа клеток дыхательных путей альвеолы, газообменной части легких, имеют совершенно разные функции, но могут "превратиться" друг в друга при определенных обстоятельствах, обнаружили исследователи. Альвеоциты 1-го типа способствуют обмену газов (кислорода и углекислого газа) - текущее дыхание. Альвеоциты 2-го типа секретируют сурфактант, мыльное вещество, которое помогает держать дыхательные пути открытыми. В самом деле, недоношенные дети нуждаются в лечении  поверхностно-активным веществом, чтобы помочь их дыханию.

Команда ученых показала на мышах, что эти два типа клеток происходят от общего предшественника стволовых клеток в эмбрионе. Далее, исследователи изучали мышей, у которых часть легкого была удалена - в итоге они выяснили, что клетки альвеоциты 1-го типа могут дать начало росту альвеоцитам 2-го типа, и наоборот.

Ранее ученые университета Дьюка установили, что 2 тип легочной клетки вырабатывают поверхностно-активное вещество, которое способствует газообмену клеток 1 типа. "Мы решили проверить эту гипотезу о связи различных клеток", говорит Джон. "Мы обнаружили, что альвеоциты 1-го типа дают начало альвеоцитам 2 типа в течение примерно трех недель в различных моделях регенерации. Мы действительно увидели рост новых клеток в поврежденных областях легких. Это выглядит как если бы легкое знает, что должно снова отрасти и может для этого "позвонить" и позвать на помощь клетку другого типа, которая несомненно поможет в этом процессе ".

Это одно из первых исследований, показывающих, что специализированный тип клеток может вернуться к более раннему состоянию при правильных условиях. В ходе данного исследования подобное не произошло по специально заданной формуле транскрипционных факторов, но повреждение дало команду телу к самовосстановлению, для чего требуется участие определенных клеток. 

Исследователи из Филадельфии надеются применить новые данные для лечения таких болезней легких, как острый респираторный дистресс и идиопатический легочный фиброз, где альвеолы ​​не могут получить достаточное количество кислорода, а кроме того ученые собираются использовать полученные знания о регенерации клеток для изучения возможностей восстановления поврежденного кишечника и кожи, а в дальнейшем выявить и механизм регенерации клеток сердца.

Автор: Кристина Бауэр, "Московская медицина"