Regenerálódik a tüdőszövet

A tüdő regenerációs képességét sokan kétségbe vonják, részben annak következtében, hogy a súlyos tüdőbetegségben, így pl. krónikus obstruktív tüdőbetegségben vagy tüdőfibrózisban szenvedő betegek állapota folyamatosan romlik – nyilatkozta Frank McKeon, aki munkatársaival a Nature hasábjain számolt be e hitnek ellentmondó eredményeikről. A - p63+/Krt5+ distal airway stem cells are essential for lung regeneration című - tanulmányukban a kutatók kifejtik: Vannak példák, miszerint akut respirációs distressz szindróma (ARDS) túlélői esetében a tüdőszövet szignifikáns mértékű pusztulás után is képes volt helyreállítani a közel normális funkciót. Az embereken kívül többek között az egerek esetében is megfigyelték ezt a regenerációs kapacitást. Így pl. a H1N1 influenza vírussal fertőzött kísérleti állatok tüdőszövetében progresszív gyulladásos folyamatok indulnak be, amit a különböző fajta tüdősejtek jelentős mértékű pusztulása követ. Ennek ellenére a tüdő néhány héten belül regenerálódik, olyannyira, hogy a korábbi betegség nyomai is eltűnnek.

Egérmodellt használva McKeon és munkatársai a korábbiakban már azonosítottak egy felnőtt őssejttípust a tüdő disztális légutaiban - p63+/Krt5+ -, amelyek sejttenyészetben alveolus-szerű struktúrákat alakítanak ki. A legutóbbi vizsgálatuk pedig kimutatta, hogy az egerek H1N1 influenza vírussal történt fertőzése után ezek az őssejtek szaporodni kezdenek, és a gyulladás helyéhez vándorolnak, ahol in vivo is megfigyelhető ezen alveolus-szerű struktúrák létrejötte. A kutatók azt is megnézték, hogy mi történik, ha a p63+/Krt5+ őssejteket szelektíven eltávolítják az egerek tüdejéből. Mint kiderült, a p63+/Krt5+ őssejt-hiányos állatok tüdeje az influenzafertőzés után nem képes a normális regenerációra, tüdőszövetük hegesedést mutat, emiatt pedig károsodik az oxigéncsere. Azaz a sejttípus szerepe alapvető a tüdőregenerációban - vonták le a következtetést a tudósok. A vizsgálat azt is kiderítette, hogy ha izolált őssejteket transzplantálnak a kísérleti állatok sérült tüdejébe, azok új alveolusok kialakításába kezdenek.

Szorosabb kapcsolat

A chicagói University of Illinois kutatói felfedeztek egy új molekuláris mechanizmust, amely a tüdőben található erek felszínét adó sejtek közötti kapcsolatot erősíti, ezzel közreműködik a szivárgásmentes határfelület kialakításában. A tudósok reményei szerint felfedezésük új targetként lesz használható az akut respirációs distressz szindróma kezelésében: az Asrar Malik által vezetett kutatói gárda kimutatta, hogy egy kismolekula – az Fg4497 – használatával egérmodellben be lehet indítani az érfalsejtek közötti kapcsolatot szorosabbá alakító molekuláris mechanizmust.

Az ARDS során, amely az esetek felében halálos végkimenetű állapot, az erekből folyadék szivárog a tüdőszövetbe; a kórkép kezelése jelenleg szupportív terápiára - pl. mesterséges lélegeztetés – korlátozódik.

Az ARDS-ben a test saját immunrendszere okozza a legnagyobb gondot, nyilatkozta Jalees Rehman, a Journal of Clinical Investigation-ben megjelent tanulmány egyik vezető szerzője. A fertőzésre adott normális immunreakció részeként ugyanis a tüdőerek felszínét adó sejtek között lazul a kapcsolat, így a fehérvérsejtek ki tudnak lépni az erekből a tüdőszövetbe, és meg tudják támadni a behatoló vírusokat vagy baktériumokat. Azonban súlyos pneumonia vagy szepszis esetén a határfelület nem tud megfelelően helyreállni, és a szivárgás állandósul, a beteg pedig akár meg is fulladhat saját testfolyadékában. Az érfal integritásának helyreállítása tehát életmentő lehet.

A sejtek között kapcsolódás - zonula adherens, adherens junction - szabályozó mechanizmusait tanulmányozó kutatók humán tüdőből származó érfali sejteket vizsgálva rájöttek, hogy az alacsony oxigénkoncentráció kiváltja egy szabályozó gén (HIF2alpha) expresszióját, aminek következtében növekszik egy, a sejtek közötti kapcsolódást erősítő molekula (VE-PTP) mennyisége.

Egereket vizsgálva bebizonyosodott, hogy a HIF2alpha-hiányos állatok tüdejében sokkal alacsonyabb a VE-PTP mennyisége, és ezeknek az egereknek sokkal inkább áteresztőek a tüdőereik, mint azoknak az egereknek, amelyek szervezetében működik a HIF2alpha gén. Ezt követően a kutatók kiderítették, hogy ha a (normális, nem HIF2alpha-hiányos) egereknek olyan szert adnak, ami utánozza az alacsony oxigénszint hatásait, az állatokban megnő a HIF2alpha expressziója és a VE-PTP mennyisége, a tüdőerek kevésbé áteresztővé válnak, a tüdőben kevesebb folyadék halmozódik fel, és szignifikánsan több állat marad életben, mint abban a csoportban, amelyet nem kezeltek Fg4497-tel. Az ARDS-ben szenvedőkben az alacsony oxigénszint által beindított természetes válasz valószínűleg nem elég gyors, ezt az elégtelen folyamatot gyorsíthatja fel egy olyan gyógyszer, amely képes az alacsony oxigénkoncentráció hatásait utánozni, írja a tanulmány (HIF2α signaling inhibits adherens junctional disruption in acute lung injury).