W dwóch oddzielnych badaniach opublikowanych 1 sierpnia w czasopiśmie Nature, dwa niezależne zespoły badawcze doniosły o odkryciu nowego, rzadkiego typu komórek w ludzkich drogach oddechowych. Komórki te wydają się być głównym źródłem aktywności genu CFTR i mutacji, które powodują mukowiscydozę, chorobę wielonarządową, która dotyka ponad 70 000 ludzi na całym świecie.
Pomimo dziesięcioleci badań nad CFTR i postępów w leczeniu choroby, wciąż nie ma skutecznego lekarstwa na mukowiscydozę. Nowe odkrycie pokazuje, że aktywność CFTR koncentruje się w małej, poprzednio nieznanej populacji komórek, które mogą posłużyć jako obiecujący cel dla przyszłych terapii w mukowiscydozie.
Naukowcy nazwali komórki “jonocytami płucnymi” (ang. pulmonary ionocytes) ze względu na podobieństwo do “jonocytów” czyli komórek solnych, znajdujących się w skrzelach ryb słodkowodnych i biorących udział w osmoregulacji.
Jak wyglądały badania?
Jedna grupa składała się z naukowców z Harvard Medical School (HMS) i Novartis Institutes for Biomedical Research (NIBR). Druga grupa składała się z badaczy HMS z Massachusetts General Hospital i naukowców z Broad Institute of MIT i Harvard.
Oba zespoły postanowiły zbudować atlas komórek tworzących drogi oddechowe. Korzystając z technologii sekwencjonowania pojedynczych komórek, analizowali ekspresję genów w dziesiątkach tysięcy pojedynczych komórek wyizolowanych z ludzkich i mysich dróg oddechowych – po jednej komórce na raz.
Porównując wzorce ekspresji genów i wykorzystując wcześniej opisane komórki, zespoły stworzyły kompleksowe katalogi różnych rodzajów komórek.
Badania ujawniły cechy nowych, rzadkich i słabo poznanych typów komórek, poszerzając dotychczasową wiedzę na temat biologii i chorób płuc.
CFTR i mukowiscydoza
Zidentyfikowany pod koniec lat 80. XX w. CFTR (ang. cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, błonowy regulator przewodnictwa) koduje białko, które transportuje jony chlorkowe przez błony komórkowe. Mutacje genetyczne CFTR mogą prowadzić do nagromadzenia się gęstego śluzu w płucach, trzustce i innych narządach, co z kolei prowadzi do częstych infekcji dróg oddechowych i innych objawów charakteryzujących mukowiscydozę.
Nowe badania sugerują jednak, że większość ekspresji CFTR występuje w jonocytach płucnych, które stanowią zaledwie około 1% komórek dróg oddechowych.
“Dzięki technologii sekwencjonowania pojedynczych komórek i poświęconym wysiłkom, aby odwzorować rodzaje komórek w różnych tkankach, dokonujemy nowych odkryć – nowych komórek, o których istnieniu nie wiedzieliśmy, podtypów komórek, które są rzadkie lub nie zostały wcześniej zauważone, nawet w systemach, które były badane od dziesięcioleci ” – powiedział profesor biologii MIT Aviv Regev.
Wspólne odkrycia zespołów wskazują na nową strategię leczenia mukowiscydozy, czyli zwiększenia ilości jonocytów płucnych w celu zwiększenia aktywności CFTR.
Dzięki uprzejmości: HARVARD MEDICAL SCHOOL
fot. 1. Jonocyty płucne (w kolorze pomarańczowym) rozciągają się przez sąsiadujące komórki nabłonkowe górnych dróg oddechowych. (na lic. MONTORO ET AL./NATURE 2018)
fot. 2. Jonocyty płucne (zielone) są widoczne w otoczeniu komórek rzęskowych (fioletowe) mysiej, płucnej wyściółki dróg oddechowych. (na lic. MONTORO ET AL./NATURE 2018)
