Обнаружен новый тип клеток находящихся в легких

Ученые обнаружили совершенно новый тип клеток, скрывающихся в тонких, разветвленных проходах легких человека. Согласно новому исследованию, эти клетки играют жизненно важную роль в поддержании нормального функционирования дыхательной системы и даже могут стать источником новых методов лечения, способных обратить вспять последствия некоторых заболеваний, связанных с курением.

Клетки, известные как секреторные клетки дыхательных путей (RAS), находятся в крошечных, ветвящихся проходах, известных как бронхиолы, которые увенчаны альвеолами - маленькими воздушными мешочками, в которых происходит обмен кислорода и углекислого газа с кровотоком. Новые клетки RAS похожи на стволовые клетки - клетки "чистого холста", которые могут дифференцироваться в любой другой тип клеток в организме - и способны восстанавливать поврежденные клетки альвеол и превращаться в новые.

Исследователи обнаружили клетки RAS после того, как все больше разочаровывались в ограничениях, связанных с использованием легких мышей в качестве модели дыхательной системы человека. Однако из-за некоторых различий между ними ученым с трудом удается заполнить некоторые пробелы в знаниях о человеческих легких. Чтобы лучше понять эти различия на клеточном уровне, команда взяла образцы легочной ткани у здоровых людей-доноров и проанализировала гены в отдельных клетках, что позволило обнаружить ранее неизвестные клетки RAS.

"Уже давно известно, что дыхательные пути человеческого легкого отличаются от мышиных", - сказал Live Science старший автор исследования Эдвард Морриси, профессор Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании, специализирующийся на дыхательных системах. "Но развивающиеся технологии только недавно позволили нам взять образцы и идентифицировать уникальные типы клеток".

Команда также обнаружила клетки RAS у хорьков, чья дыхательная система более похожа на человеческую, чем у мышей. В результате исследователи подозревают, что у большинства млекопитающих, равных или больших по размеру, в легких, скорее всего, есть клетки RAS, сказал Моррисей.

Клетки RAS выполняют в легких две основные функции. Во-первых, они выделяют молекулы, которые поддерживают жидкость в бронхиолах, помогая предотвратить разрушение крошечных дыхательных путей и максимально повысить эффективность работы легких. Во-вторых, они могут выступать в качестве клеток-предшественников для клеток альвеолярного типа 2 (АТ2) - особого типа альвеол, выделяющих химическое вещество, которое частично используется для восстановления других поврежденных альвеол (клетки-предшественники - это клетки, способные дифференцироваться в другой тип клеток, подобно тому, как стволовые клетки дифференцируются в другие клетки).

"Клетки RAS - это то, что мы назвали факультативными прогениторами", - сказал Моррисей, - "что означает, что они действуют как прогениторные клетки, а также играют важную функциональную роль в поддержании здоровья дыхательных путей". Это означает, что клетки RAS играют жизненно важную роль в поддержании здоровья легких, добавил он.

Исследователи считают, что клетки RAS могут играть ключевую роль в заболеваниях, связанных с курением, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). ХОБЛ - это результат воспаления дыхательных путей внутри легких, которое может быть вызвано курением и, иногда, загрязнением воздуха, согласно данным клиники Майо. В результате воспаления дыхательных путей легким становится труднее получать достаточное количество кислорода, поэтому ХОБЛ имеет симптомы, схожие с астмой. ХОБЛ может также привести к эмфиземе, при которой альвеолы окончательно разрушаются, и хроническому бронхиту - длительному и интенсивному кашлю, обычно сопровождающемуся обильной мокротой. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно более 3 миллионов человек в мире умирают от ХОБЛ.

Теоретически, клетки РАН должны предотвращать или, по крайней мере, облегчать последствия ХОБЛ, восстанавливая поврежденные альвеолы. Однако исследователи подозревают, что курение может повредить или даже полностью уничтожить новые клетки, что приводит к возникновению таких заболеваний, как ХОБЛ.

Пациентам с ХОБЛ часто назначают противовоспалительные препараты или кислородную терапию для облегчения симптомов. Однако это лишь временные решения, и они ничего не делают для того, чтобы обратить вспять повреждение легких. Клетки RAS потенциально могут быть использованы для улучшения лечения или даже излечения ХОБЛ, если исследователи смогут правильно использовать регенеративные свойства этих клеток.

"Мы пока не знаем, может ли это открытие привести к потенциальному излечению ХОБЛ", - сказал Моррисей. "Однако, поскольку ХОБЛ - это заболевание, о котором мы знаем очень мало, любое новое открытие должно помочь нашей области начать думать о новых терапевтических подходах, которые могут привести к улучшению лечения".

Исследование было опубликовано в журнале Nature.