Die neue Zelle wandelt sich in Kultur in eine Alveolarzelle vom Typ 2 um. (Universität von Pennsylvania) Wissenschaftler haben einen brandneuen Zelltyp entdeckt, der sich in den empfindlichen, verzweigten Gängen der menschlichen Lunge versteckt.
Die neu entdeckten Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Atmungssystem Laut einer neuen Studie könnten sie sogar zu neuen Behandlungen anregen, um die Auswirkungen bestimmter rauchbedingter Krankheiten umzukehren.
Die Zellen, die als RAS-Zellen (Respiratory Airway Secretory) bezeichnet werden, befinden sich in winzigen, verzweigten Passagen, die als Bronchiolen bekannt sind und an deren Spitze sich Alveolen befinden, die winzigen Luftbläschen, die Sauerstoff austauschen Kohlenstoff Kohlendioxid mit dem Blutkreislauf.
Die neuen RAS-Zellen ähneln Stammzellen – „leere Leinwand“-Zellen, die sich in jeden anderen Zelltyp im Körper differenzieren können – und in der Lage sind, beschädigte Alveolenzellen zu reparieren und in neue umzuwandeln.
Forscher entdeckten die RAS-Zellen, nachdem sie zunehmend frustriert über die Einschränkungen waren, die sich daraus ergaben Lunge von Mäuse als Modelle für das menschliche Atmungssystem. Aufgrund gewisser Unterschiede zwischen beiden fällt es den Wissenschaftlern jedoch schwer, einige Wissenslücken über die menschliche Lunge zu schließen.
Um diese Unterschiede auf zellulärer Ebene besser zu verstehen, entnahm das Team Lungengewebeproben von gesunden menschlichen Spendern und analysierte die Gene in einzelnen Zellen, wodurch die bisher unbekannten RAS-Zellen entdeckt wurden.
„Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass die Atemwege der menschlichen Lunge anders sind als die der Maus“, sagte der leitende Autor Edward Morrisey, Professor an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania, der sich auf Atmungssysteme spezialisiert hat, gegenüber WordsSideKick.com .
„Doch neue Technologien ermöglichen es uns erst seit Kurzem, einzigartige Zelltypen zu untersuchen und zu identifizieren.“
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Das Team fand RAS-Zellen auch bei Frettchen, deren Atmungssysteme denen von Menschen ähnlicher sind als die von Mäusen. Daher vermuten die Forscher, dass die meisten Säugetiere gleicher oder größerer Größe wahrscheinlich RAS-Zellen in ihrer Lunge haben, sagte Morrisey.
RAS-Zellen erfüllen in der Lunge zwei Hauptfunktionen. Erstens scheiden sie Moleküle aus, die die Flüssigkeitsauskleidung entlang der Bronchiolen aufrechterhalten und dabei helfen, den Kollaps der winzigen Atemwege zu verhindern und die Effizienz der Lunge zu maximieren.
Zweitens können sie als Vorläuferzellen für Alveolarzellen vom Typ 2 (AT2) fungieren, einer speziellen Art von Alveolen, die eine Chemikalie absondern, die teilweise zur Reparatur anderer beschädigter Alveolen verwendet wird. (Eine Vorläuferzelle ist eine Zelle, die die Fähigkeit besitzt, sich in einen anderen Zelltyp zu differenzieren, ähnlich wie Stammzellen sich in andere Zellen differenzieren.)
„RAS-Zellen sind das, was wir fakultative Vorläuferzellen nennen“, sagte Morrisey, „was bedeutet, dass sie sowohl als Vorläuferzellen fungieren als auch wichtige funktionelle Rollen bei der Aufrechterhaltung der Gesundheit der Atemwege spielen.“ Das bedeute, dass RAS-Zellen eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung gesunder Lungen spielen, fügte er hinzu.
Die Forscher gehen davon aus, dass RAS-Zellen eine Schlüsselrolle bei rauchbedingten Krankheiten wie der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung spielen könnten ( COPD ). COPD ist die Folge einer Entzündung der Atemwege in der Lunge, die durch Rauchen und gelegentlich auch durch Luftverschmutzung verursacht werden kann, so die Studie Mayo-Klinik .
Durch die Entzündung der Atemwege ist es für die Lunge schwieriger, ausreichend Sauerstoff aufzunehmen; Daher hat COPD ähnliche Symptome wie Asthma. COPD kann auch zu einem Emphysem führen, bei dem die Alveolen dauerhaft zerstört werden, und zu einer chronischen Bronchitis, einem lang anhaltenden und intensiven Husten, der normalerweise mit übermäßigem Schleim einhergeht.
Demnach sterben weltweit jedes Jahr mehr als 3 Millionen Menschen an COPD Weltgesundheitsorganisation .
Theoretisch sollten RAS-Zellen die Auswirkungen von COPD verhindern oder zumindest lindern, indem sie beschädigte Alveolen reparieren. Allerdings vermuten die Forscher, dass Rauchen die neuen Zellen schädigen oder sogar vollständig zerstören kann, was zur Entstehung von Krankheiten wie COPD führen kann.
Patienten mit COPD werden häufig entzündungshemmende Medikamente oder eine Sauerstofftherapie verschrieben, um ihre Symptome zu lindern. Dies sind jedoch nur vorübergehende Lösungen und tragen nicht dazu bei, Lungenschäden rückgängig zu machen.
RAS-Zellen könnten möglicherweise zur Verbesserung von Behandlungen oder sogar zur Heilung von COPD eingesetzt werden, wenn Forscher die regenerativen Eigenschaften dieser Zellen richtig nutzen können.
„Wir wissen wirklich noch nicht, ob diese Entdeckung zu einer möglichen Heilung von COPD führen könnte“, sagte Morrisey.
„Da es sich bei COPD jedoch um eine Krankheit handelt, über die wir nur sehr wenig wissen, sollten neue Erkenntnisse dem Fachgebiet dabei helfen, über neue Therapieansätze nachzudenken, die zu besseren Behandlungen führen könnten.“
Die Studie wurde am 30. März online in der Zeitschrift veröffentlicht Natur .
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