Cercetătorii de la Mayo Clinic au identificat un mecanism molecular care ajută celulele pulmonare să decidă când să repare ţesutul şi când să lupte împotriva infecţiilor, o descoperire care ar putea duce la dezvoltarea unor terapii regenerative pentru bolile pulmonare cronice.
Un studiu, publicat în revista Nature Communications, pe 14 octombrie, arată că celulele alveolare de tip 2 (AT2), responsabile atât pentru apărarea plămânilor împotriva infecţiilor, cât şi pentru refacerea ţesutului pulmonar, nu pot realiza aceste două procese în acelaşi timp. Unele dintre aceste celule se specializează în refacerea ţesutului, în timp ce altele se concentrează pe apărare imunologică. Această „împărţire a sarcinilor” este vitală pentru sănătatea pulmonară, iar identificarea comutatorului molecular care controlează acest proces oferă noi perspective terapeutice.
Cercetarea echipei de la Mayo Clinic s-a axat pe celulele AT2, care produc substanţe ce menţin alveolele (mici săculeţi de aer) deschise pentru respiraţie, dar care acţionează şi ca celule stem de rezervă, capabile să se transforme în celule alveolare de tip 1 (AT1), responsabile de schimbul de oxigen.
În afecţiuni precum fibroza pulmonară, boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC) sau infecţiile virale severe, inclusiv Covid-19, aceste celule îşi pierd adesea capacitatea de regenerare, însă mecanismul exact a rămas neclar până acum.
Prin utilizarea secvenţierii unicelulare, a tehnicilor de imagistică avansate şi a modelelor preclinice de leziuni, echipa de cercetare a reuşit să cartografieze „istoria vieţii” celulelor AT2. S-a descoperit că aceste celule rămân flexibile pentru o perioadă scurtă, aproximativ una până la două săptămâni după formare, înainte de a-şi definitiva rolul şi funcţiile specifice.
Momentul este reglat de un circuit molecular care implică trei factori principali: PRC2, C/EBPα şi DLK1. Unul dintre aceştia, C/EBPα, funcţionează ca un mecanism de blocare, care inhibă activitatea de tip stem.
Celulele alveolare de tip 2 (AT2) nou formate (cu roşu) şi celulele de tip 1 (AT1) (cu verde) sunt esenţiale pentru repararea plămânilor. Credit foto: Annika Utoft, laboratorul Brownfield, Mayo Clinic, 14 octombrie 2025.
În plămânii adulţi, celulele AT2 trebuie să elibereze acest mecanism după o leziune pentru a putea regenera ţesutul. Acelaşi comutator molecular decide dacă celulele AT2 se concentrează pe refacerea ţesutului sau pe apărare imunologică, ceea ce explică de ce prezenţa unei infecţii poate încetini procesul de vindecare în bolile pulmonare.
Descoperirea acestor mecanisme deschide calea către noi ţinte pentru medicina regenerativă.
Medicamentele experimentale care ar putea regla activitatea C/EBPα ar stimula celulele AT2 să refacă mai eficient ţesutul pulmonar sau să reducă formarea de cicatrici în cazul fibrozei pulmonare. De asemenea, rezultatele i-ar putea ajuta pe medici să detecteze mai devreme disfuncţiile celulare, identificând momentele în care celulele AT2 rămân „blocate” într-o stare neproductivă, ceea ce ar putea duce la noi biomarkeri pentru bolile pulmonare.
Cercetarea se înscrie în cadrul iniţiativelor Mayo Clinic de prevenire a insuficienţei de organe şi de dezvoltare a terapiilor regenerative, inclusiv programele Precure şi Genesis, axate pe depistarea precoce şi refacerea funcţiilor organelor afectate.
Echipa lucrează în prezent la strategii pentru a elimina mecanismele de blocare din celulele umane AT2, pentru a le cultiva şi, eventual, pentru a le utiliza în terapii bazate pe transplant celular - regenerare celulară, în medicina regenerativă.
