Badacze z Murdoch Children’s Research Institute (MCRI) oraz Peter MacCallum Cancer Centre opracowali największy dotychczas atlas komórkowy dolnych dróg oddechowych u małych dzieci chorujących na mukowiscydozę. Wyniki badania dostarczają nowych informacji dotyczących bardzo wczesnych etapów rozwoju uszkodzenia płuc i mogą wpłynąć na przyszłe strategie leczenia tej choroby.
Zespół naukowców przeanalizował ponad 190 tysięcy pojedynczych komórek pochodzących z 45 próbek płuc pobranych od 37 dzieci leczonych z powodu mukowiscydozy w The Royal Children’s Hospital. Wiek pacjentów wynosił od pięciu miesięcy do sześciu lat. W badaniu wykorzystano zaawansowane techniki sekwencjonowania pojedynczych komórek oraz analizę białek, co pozwoliło na identyfikację 43 różnych typów komórek odpornościowych i nabłonkowych tworzących rozwijające się płuca.
Badanie zostało wsparte przez Chan Zuckerberg Initiative, której celem jest lepsze poznanie funkcjonowania komórek oraz mechanizmów prowadzących do rozwoju chorób.
Zaburzenia odporności obecne już we wczesnym dzieciństwie
Jak podkreśliła dr Melanie Neeland z MCRI, wyniki badania wykazały, że nieprawidłowości immunologiczne u dzieci z mukowiscydozą są wyraźnie obecne już we wczesnym dzieciństwie, a obecnie stosowane terapie nie zapewniają pełnej ochrony przed trwałym uszkodzeniem płuc.
Opublikowane w czasopiśmie Mucosal Immunology badanie wykazało, że nawet u dzieci w wieku przedszkolnym kluczowe komórki odpornościowe – szczególnie makrofagi – nie funkcjonują prawidłowo i nie są wystarczająco skuteczne w zwalczaniu infekcji.
Makrofagi wykazywały zaburzenia aktywności w wielu istotnych szlakach biologicznych związanych między innymi z:
- regulacją procesów zapalnych,
- metabolizmem cholesterolu,
- włóknieniem i bliznowaceniem tkanki płucnej.
Badacze zaobserwowali również, że nieprawidłowości były bardziej nasilone u dzieci, u których zaczęły już rozwijać się rozstrzenie oskrzeli – nieodwracalna postać uszkodzenia płuc prowadząca do przewlekłych problemów oddechowych.
Rozstrzenie oskrzeli rozwijają się bardzo wcześnie
Mukowiscydoza powoduje gromadzenie gęstego śluzu w drogach oddechowych, co sprzyja przewlekłym infekcjom i utrzymującemu się stanowi zapalnemu. Z czasem prowadzi to do uszkodzenia ścian oskrzeli i rozwoju rozstrzeni.
Wyniki badania sugerują, że proces ten może rozpoczynać się znacznie wcześniej, niż wcześniej zakładano. Szczególnie istotne jest to, że zmiany immunologiczne pojawiają się już przed wystąpieniem ciężkich objawów klinicznych.
Według danych przytoczonych przez autorów badania, w Australii żyje około 1600 dzieci z mukowiscydozą, a jedno dziecko rodzi się z tą chorobą średnio co cztery dni.
Ograniczenia nowoczesnych terapii CFTR
Naukowcy analizowali również wpływ powszechnie stosowanych leków modulujących CFTR, które oddziałują na podstawowy defekt genetyczny mukowiscydozy.
Choć leki te zrewolucjonizowały leczenie choroby i znacząco poprawiły rokowanie pacjentów, wyniki badania sugerują, że ich działanie ochronne wobec płuc małych dzieci może być ograniczone.
Dr Neeland podkreśliła, że: „Odkryliśmy, że zaburzenia funkcji układu odpornościowego w płucach rozpoczynają się już w wieku przedszkolnym i utrzymują się mimo stosowania obecnych przełomowych terapii.”
Dodała również, że: „Chociaż terapie te są uznawane za bardzo skuteczne, nasze wyniki u dzieci sugerują, że ich wpływ na chorobę płuc może nie być tak dobry, jak wcześniej przewidywano.”
Zdaniem autorów badania może to oznaczać konieczność wdrażania strategii terapeutycznych łączących modulatory CFTR z leczeniem przeciwzapalnym ukierunkowanym na konkretne mechanizmy immunologiczne.
Potrzeba nowych strategii terapeutycznych
Dr Shivanthan Shanthikumar z MCRI oraz The Royal Children’s Hospital zwrócił uwagę, że badanie pokazuje, jak wiele pozostaje jeszcze do zrobienia, aby osoby z mukowiscydozą mogły żyć bez postępującego uszkodzenia płuc.
Badacz podkreślił także znaczenie prowadzenia badań u dzieci w wieku przedszkolnym, które często są pomijane w projektach koncentrujących się głównie na pacjentach dorosłych.
W ramach dalszych prac naukowcy opracowują laboratoryjne modele ludzkich komórek macierzystych płuc, które mają umożliwić przesiewowe testowanie tysięcy istniejących leków pod kątem potencjalnej skuteczności w mukowiscydozie.
W badaniach uczestniczył również 12-letni Lewis chorujący na mukowiscydozę. Jego matka podkreśliła znaczenie udziału rodzin w badaniach klinicznych, wskazując, że dostęp do nowoczesnych terapii jest możliwy właśnie dzięki wcześniejszym badaniom naukowym i zaangażowaniu pacjentów.
W realizację projektu zaangażowani byli także naukowcy z University of Melbourne, The Royal Children’s Hospital, Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, Garvan Institute of Medical Research oraz University of New South Wales.
Źródło: Mucosal Immunology, “Single-cell profiling of BAL in preschool cystic fibrosis reveals macrophage dysregulation and ivacaftor-modified inflammatory programs in the early life lung”
DOI: https://doi.org/10.1016/j.mucimm.2026.03.012
