Investigadores del Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research en UCLA han identificado el proceso mediante el cual las células madre en las vías respiratorias de los pulmones cambian entre dos fases distintas, creando más de sí mismas y produciendo células maduras de las vías respiratorias.- para regenerar el tejido pulmonar después de una lesión.
El estudio, publicado en Célula madre celular , también arroja luz sobre cómo el envejecimiento puede hacer que la regeneración pulmonar no funcione, lo que puede provocar cáncer de pulmón y otras enfermedades.
"Actualmente hay pocas terapias que se dirijan a la biología de las enfermedades pulmonares", dijo la Dra. Brigitte Gomperts, profesora y vicepresidenta de investigación en hematología-oncología pediátrica del Instituto de Descubrimiento e Innovación Infantil de UCLA y autora principal del artículo ".Estos hallazgos informarán nuestros esfuerzos para desarrollar una terapia dirigida para mejorar la salud de las vías respiratorias ".
Las vías respiratorias, que transportan el aire que se inhala desde la nariz y la boca hasta los pulmones, son la primera línea de defensa del cuerpo contra las partículas en el aire, como los gérmenes y la contaminación, que pueden causar enfermedades.
Dos tipos de células de las vías respiratorias juegan un papel vital en este proceso: las células mucosas, que segregan moco para atrapar partículas dañinas, y las células ciliadas, que utilizan sus proyecciones en forma de dedos para barrer las partículas envueltas en moco hasta la parte posterior delgarganta, donde se pueden eliminar de los pulmones.
Las partículas infecciosas o tóxicas que las personas respiran todos los días pueden dañar las vías respiratorias y cuando eso sucede, las células madre basales de las vías respiratorias, que son capaces de autorrenovarse y producir el moco y las células ciliadas que recubren las vías respiratorias, se activan parareparar el daño.
Para mantener el equilibrio adecuado de cada tipo de célula, las células madre basales de las vías respiratorias deben pasar de la fase proliferativa, durante la cual producen más de sí mismas, a la fase de diferenciación, durante la cual dan lugar a células maduras de las vías respiratorias.
"Estas células madre tienen que mantener un equilibrio realmente delicado", dijo Gomperts, quien también es codirector del programa de biología de células madre y cáncer en el Centro de Cáncer Integral UCLA Jonsson. "Deben producir la cantidad justa democo y células ciliadas para mantener las partículas dañinas fuera de los pulmones, pero también tienen que auto-replicarse para garantizar que haya suficientes células madre para responder a la próxima lesión ".
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron ratones con lesiones pulmonares y analizaron cómo los diferentes tipos de células que se encuentran en el nicho, el entorno de apoyo que rodea a las células madre basales de las vías respiratorias, trabajan en conjunto para orquestar la respuesta de reparación.
Encontraron que un grupo de moléculas conocidas como la vía de señalización Wnt / beta-catenina se activa para estimular las células madre basales de las vías respiratorias para que respondan a la lesión. Los investigadores se sorprendieron al descubrir que este grupo de moléculas se origina en un tipo de célula para iniciarproliferación y otro tipo de célula para iniciar la diferenciación.
En la fase de proliferación de reparación, una célula de tejido conectivo llamada fibroblasto secreta la molécula Wnt, que indica a las células madre que es hora de autorrenovarse. En la fase de diferenciación de reparación, la molécula de Wnt es secretada por un epiteliocelular, que forma el revestimiento de los tejidos y órganos, para indicar a las células madre que es hora de producir células maduras de las vías respiratorias.
Comprender cómo se produce la regeneración en pulmones sanos es un primer paso fundamental para comprender cómo pueden surgir enfermedades cuando el proceso sale mal. Al buscar información sobre el papel que este proceso y las células que lo activan podrían desempeñar en la enfermedad, los científicos estudiaron su actividad enratones más viejos.
"Nos sorprendió descubrir que en las vías respiratorias que envejecen, la vía de señalización de Wnt / beta-catenina está activa en las células madre incluso cuando no hay lesiones, en contraste con las vías respiratorias jóvenes, donde solo se activa cuando es necesario".dijo Cody Aros, el primer autor del artículo, un estudiante de medicina de UCLA que recientemente completó su investigación doctoral. "Cuando esta vía está activa, estimula a las células madre a producir más de sí mismas y más células de las vías respiratorias, incluso si no son necesarias. "
Investigaciones anteriores del laboratorio de Gomperts han establecido un vínculo entre una vía Wnt / beta-catenina más activa y el cáncer de pulmón.
"Cuanto más se divide una célula, más probable es que se produzca un error de corrección o una mutación que produzca cáncer", dijo Gomperts.
El nuevo documento se basa en ese trabajo al establecer no solo qué sale mal, sino también cuándo sale mal en personas por lo demás sanas como parte del proceso de envejecimiento.
"Estos hallazgos nos dan una idea de qué tipos de células son importantes, qué vía es importante y cuándo deberíamos pensar en intervenir con terapias para prevenir la formación de cáncer", dijo Aros.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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