Descubiertas nuevas células madre que regeneran el tejido pulmonar.

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21 septiembre, 2017

Descubiertas nuevas células madre que regeneran el tejido pulmonar.

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Investigadores de la Universidad de Pennsilvania han aislado y caracterizado un tipo de célula madre pulmonar en ratones y humanos que es esencial para reparar los alvéolos pulmonares dañados por afecciones respiratorias, como la gripe severa.

Al informar sobre sus hallazgos publicados en la revista Nature, el equipo de investigadores sugiere que sus descubrimientos podrían representar un punto de partida para desarrollar nuevos enfoques para la regeneración pulmonar.

La investigación, liderada por el doctor en medicina y profesor de biología y desarrollo celular Edward E. Morrisey, fue publicada recientemente en la revista Nature. Morrisey también es director del Penn Center for Pulmonary Biology y director científico del Institute for Regenerative Medicine.

El desarrollo del sistema pulmonar es una adaptación evolutiva a la vida terrestre. Los pulmones son esenciales en la mayoría de los grandes animales para una existencia terrestre. Su compleja estructura, dictada en parte por su integración con el sistema cardiovascular, los convierte en un órgano interesante pero difícil de estudiar desde la perspectiva de la medicina regenerativa. Además, la enfermedad pulmonar es una de las principales causas de muerte en el mundo, superada sólo por la enfermedad cardiovascular y el cáncer.

“Uno de los lugares más importantes para entender mejor la regeneración pulmonar está en los alvéolos, los pequeños nichos dentro del pulmón donde el oxígeno es absorbido por la sangre y el dióxido de carbono es exhalado”, explica Morrisey. “Para entender mejor estas delicadas estructuras, hemos estado mapeando los diferentes tipos de células dentro de los alvéolos. La comprensión de las interacciones entre células debería ayudarnos a descubrir nuevos actores y caminos moleculares a los que apuntar para futuras terapias”.

El estudio de Nature examinó las células epiteliales que recubren los alvéolos encargados del intercambio de gases pulmonares para determinar el comportamiento de las células madre que podrían restaurar la función respiratoria normal después de una lesión grave causada por una infección por gripe o por enfermedades como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Mientras que algunos órganos, como el intestino, regeneran todo el revestimiento epitelial cada cinco días a través de la actividad de un linaje de células madre, órganos como el pulmón exhiben una renovación muy lenta y contienen células madre que se activan para regenerar el tejido solo cuando se ven lesionadas.

El equipo identificó un linaje de progenitores alveolares epiteliales (AEP) que está incrustado en una población más grande de células llamadas células alveolares tipo 2, o AT2s. Estas células generan surfactante pulmonar, un compuesto que impide que los pulmones se colapsen al tomar el aire. “Los AEPs son un linaje estable en el pulmón y se regeneran muy lentamente, pero se expanden rápidamente después de una lesión para regenerar el revestimiento de los alvéolos y restaurar el intercambio de gases”, explica el Dr.Will Zacharias, coautor del estudio.

Los AEPs exhiben su propio conjunto de genes y contienen una firma epigenética única. El laboratorio de Morrisey utilizó la información genómica obtenida de los AEP del ratón para identificar una proteína conservada en la superficie celular llamada TM4SF1 que puede ser utilizada para aislar los AEP del pulmón humano. Usando esta habilidad para aislar AEPs de ratones y humanos, el equipo generó los organoides pulmonares tridimensionales David B. Frank. “De nuestro sistema de cultivo de organoides, pudimos demostrar que los AEP son un progenitor alveolar evolutivamente conservado que representa un nuevo blanco para las estrategias de regeneración pulmonar humana”, explica Morrisey.

Dada la gravedad de la última temporada de gripe, estos estudios proporcionan nuevos conocimientos sobre cómo el pulmón humano se regenera e identifica nuevas vías genéticas y epigenéticas importantes para la regeneración pulmonar. El equipo está explorando cuál de estas vías moleculares puede promover la función AEP en el ratón y el pulmón humano, incluyendo la comprensión de si los fármacos diseñados para activar la señalización Fgf, una de las vías clave conservadas en el ratón y los AEP humanos, pueden promover la regeneración pulmonar.

“Estamos muy emocionados con este hallazgo novedoso”, dice el Dr. James P. Kiley, director de la División de Enfermedades Pulmonares del National Heart, Lung, and Blood Institute, el cual apoyó el estudio. “Estudios como estos son fundamentales para avanzar en nuestra comprensión de la regeneración pulmonar.”

Fuente: ScienceDaily

Artículo: Regeneration of the lung alveolus by an evolutionarily conserved epithelial progenitor.

Dr. Jordi Roig Cutillas
Dr. Jordi Roig Cutillas
El Doctor y Neumólogo Jordi Roig Cutilas es licenciado en Medicina y Cirugía y Doctor Cum Laude por la Universidad de Barcelona. Formado como Especialista en Neumología en el Hospital del Valle de Hebrón. Autor de más 100 publicaciones en prestigiosas revistas internacionales y de varios capítulos de libros. Investigador principal de varios ensayos clínicos internacionales. Gold Member del European Respiratory Society, Fellow del American College of Chest Physicians y miembro del grupo Colleman. Ha sido Presidente del Comité Científico y de Investigación de la SEPAR, Miembro de la Comisión Técnica de Evaluación de Enfermedades Respiratorias del FIS, entre otros.