Modulatory CFTR, zwane lekami przyczynowymi, stały się przełomem w leczeniu mukowiscydozy, poprawiając funkcjonowanie kanałów CFTR w organizmie pacjentów. Jednak te leki nie mogą być stosowane u wszystkich pacjentów z mukowiscydozą. Dla części pacjentów nie ma leczenie przyczynowego.
Badaczka Ruby Wang, oraz Benjamin Raby w Boston Children’s Hospital, wyobrażają sobie alternatywne podejście w leczeniu mukowiscydozy: terapię komórkową lub terapię genową, mającą na celu komórki, które zostały odkryte dopiero niedawno. Pisaliśmy o nich jako pierwsi po polsku tutaj: Odkryto nowy typ komórek w płucach, związany z aktywnością CFTR i mukowiscydozą.
Jonocyty płucne
W 2018 roku dwa badania opublikowane w Nature wstrząsnęły społecznością naukową mukowiscydozy. Odkryły one, że mutacja genu CFTR wpływa przede wszystkim na jonocyty płucne – nieznane wcześniej komórki, które stanowią zaledwie 1 procent komórek dróg oddechowych. Co zaskakujące, ponad 90 procent białka CFTR było wytwarzane przez te rzadkie komórki.
Teraz, w American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Wang i współpracownicy z Boston University donoszą o wyhodowaniu jonocytów płucnych pochodzących od pacjentów przy użyciu technologii komórek macierzystych. Wśród współpracowników z Boston Children’s są dr Thorsten Schlaeger i Yang Tang z Stem Cell Research Program oraz dr Stuart Rollins i Chantelle Simone-Roach z Pulmonary Medicine.
To osiągnięcie oznacza, że jonocyty płucne mogą być teraz badane w laboratorium, aby zrozumieć ich biologię i ich ewentualne zastosowanie jako terapii w mukowiscydozie.
“Może moglibyśmy skorygować jonocyty pacjentów i umieścić je z powrotem w płucach” – mówi Wang. “Właśnie dlatego jest to ekscytujące”.
Obalanie dogmatów w mukowiscydozie
Pomysł, że jonocyty płucne mogą odgrywać kluczową rolę w mukowiscydozie początkowo wywołał silny sceptycyzm w środowisku naukowym. Jak tak rzadko występująca w płucach komórka może pomóc w utrzymaniu czystości drug oddechowych? Komórki nabłonka migawkowego, które przemieszczają śluz wzdłuż dróg oddechowych, wydawały się logicznym celem przyszłych terapii w mukowiscydozie.
“Kiedy studiowałem w akademii medycznej, powszechnie uważano, że mutacje CFTR znajdują się w komórkach migawkowych (urzęsionych)” – mówi Wang. “Nie wierzyliśmy wtedy w jonocyty płucne i nie spodziewaliśmy się, że je wytworzymy”.
Ale ku ich zaskoczeniu, udało się. Zaczynając od komórek krwi pacjentów, Wang i jej koledzy stworzyli indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Następnie skierowali komórki macierzyste do zróżnicowania w sposób etapowy, najpierw generując podobne do podstawowych komórki dróg oddechowych (iBC) za pomocą wcześniej stosowanego protokołu. Niespodziewanie, modyfikacja protokołu i stymulacja komórek podstawowych doprowadziła do wytworzenia jonocytów płucnych o wysokim poziomie białka CFTR.
W szalce, jonocyty płucne mają długie wypustki trochę przypominające neurony. Doprowadziło to badaczy do spekulacji, że mogą one komunikować się z innymi komórkami i wpływać na nie. Wang uważa, że potrzeba więcej czasu, aby dokładnie wyjaśnić, co one robią.
“Teraz musimy poznać pochodzenie rozwojowe jonocytów i ich funkcję” – mówi Wang. “To jest trudne do zbadania, ponieważ są one tak rzadkie”.
Pomysł na terapię komórkową
Praca Wanga jest częścią większego przedsięwzięcia realizowanego w Boston Children’s. Wraz ze współpracownikami z Stem Cell Research Program, ona i Raby utworzyli Pulmonary Cellular Therapeutics Initiative w celu poszukiwania alternatywnych terapii dla chorób płuc. Mając w ręku najbardziej istotne komórki dotknięte chorobą, jak również platformę opartą na ludzkich komórkach do ich badania, mukowiscydoza może być pierwszym przypadkiem badawczym.
Na podstawie inf. Boston Children’s Hospital oraz “De Novo Generation of Pulmonary Ionocytes from Normal and Cystic Fibrosis Human Induced Pluripotent Stem Cells” w American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine
DOI: 10.1164/rccm.202205-1010LE
