Трансплантация легких может означать разницу между жизнью и смертью для людей с такими заболеваниями, как фиброз легких, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и даже тяжелая форма COVID-19. Тем не менее, получатели донорских легких должны ежедневно принимать лекарства, чтобы предотвратить повреждение, вызванное их собственной иммунной системой, которая атакует органы, которые она распознает как чужеродные, – процесс, известный как отторжение.
Новое исследование Мичиганского университета здравоохранения, опубликованное в Журнале клинических исследований, выявило клетки, которые, по-видимому, играют ключевую роль в создании рубцов или фиброза, характерных для хронического отторжения после трансплантации легкого.
Почти 15 лет назад Вибха-лама, MBBS, М.S., профессор отделения легочных заболеваний и реанимации, и ее лаборатория описали присутствие стволовых клеток, называемых мезенхимальными стромальными клетками, в жидкости образцов легких от реципиентов трансплантата легких.
"Мы обнаружили, что даже через десять лет после трансплантации эти клетки принадлежали донору, а не реципиенту," она объяснила. "В то время мы не имели ни малейшего представления о том, откуда они берутся в легких и какую роль они играют."
Чтобы понять это, ее лаборатория создала модель мыши, чтобы воссоздать то, что происходит у реципиента трансплантата легкого. С помощью модели они проследили фактор транскрипции, известный как FOXF1, как своего рода след из хлебных крошек до исходного местоположения клеток.
Они обнаружили, что эти клетки образуют резервуар стволовых клеток в бронховаскулярном пучке глубоко внутри легких. Эти пучки содержат бронх (дыхательные пути), артерии, соединительную ткань и другие структуры и являются частью легкого, которая соединяет его с внешней средой.
В этом исследовании, объяснил Лама, старший автор статьи, они показывают, что эти специфические стволовые клетки взаимодействуют с соседними эпителиальными клетками в этой нише дыхательных путей.
Эпителиальные клетки выстилают и защищают дыхательные пути и производят белок, известный как Sonic hedgehog. Посредством этого белка эпителиальные клетки передают сигнал мезенхимальным клеткам, подобным стволовым клеткам, которые составляют основу легких, о создании FOXF1, репрессора, который контролирует стволовые клетки.
"Мы только недавно начали понимать, что в легких есть много различных видов мезенхимальных клеток," сказал лама. "Здесь мы описываем не только наличие многих видов мезенхимальных клеток, но и то, что FOXF1 сохраняется только в этих специфических клетках, подобных стволовым клеткам."
В случае отторжения трансплантата легкого Лама предположил, что иммунные клетки реципиента атакуют эпителиальные клетки, что нарушает баланс между ними и мезенхимальными клетками.
"Из-за повреждения, вызванного отторжением, эпителиальные клетки повреждаются, Sonic hedgehog уменьшается, и это прерывает передачу сигналов к мезенхимальным клеткам, чтобы они не болели," она сказала. "Из-за этого эти клетки начинают делиться, и они откладывают больше коллагена, что приводит к фиброзному рубцеванию."
Работа создает основу для дополнительных исследований взаимодействия этих клеток с эпителиальными и другими клетками в их окрестностях, чтобы дополнительно охарактеризовать, что происходит во время хронического отторжения, и, возможно, как его предотвратить. Кроме того, открытие этих клеток также важно для понимания других заболеваний дыхательных путей, таких как астма и ХОБЛ.