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Lo studio approfondito identifica le celle uniche del polmone che possono determinare la fibrosi polmonare

Uno studio approfondito ha pubblicato oggi e piombo dall'istituto di ricerca di traduzione di genomica (TGen), una filiale della città di speranza, identifica le celle uniche del polmone che possono determinare la fibrosi polmonare idiopatica (IPF), un'affezione polmonare micidiale che pregiudica le centinaia di migliaia di Americani e per quale là non è maturazione.

Ciò è uno dei primi sguardi completi alle celle del polmone facendo uso di una tecnologia chiamata ordinamento unicellulare del RNA. Invece di esame dello schiacciare di molte celle da un campione di tessuto, ricercatori permessi d'ordinamento unicellulari in questo studio per esaminare in modo approfondito le diverse celle che compongono i polmoni; per identificare la loro funzione ed infine capire i cambiamenti molecolari che possono determinare la malattia.

Facendo uso di questo metodo, i ricercatori hanno identificato cinque tipi unici delle cellule connessi con fibrosi polmonare, in grado di potenzialmente piombo alla diagnosi precoce ed agli obiettivi terapeutici della droga.

I risultati iniziali dello studio, pubblicati oggi poichè la notizia da copertina per la scienza del giornale avanza, sono i primi sotto i $6,1 milioni combinato nei sussidi federali puntati su scoprendo le origini dell'affezione polmonare, compreso IPF, la nazione più comune ed il modulo severo dell'affezione polmonare fibrotica. I 50.000 Americani stimati, gli adulti principalmente di mezza età e più anziani, sono diagnosticati ogni anno con IPF. Maggior parte muoia da arresto respiratorio in cinque anni.

In collaborazione con il centro medico di Vanderbilt University (VUMC), i ricercatori campioni di tessuto analizzati da 20 polmoni con fibrosi polmonare hanno fornito dall'istituto di Norton e dal VUMC toracici ed i campioni di tessuto da 10 polmoni sani hanno fornito tramite la rete erogatrice dell'Arizona e dei servizi del donatore del Tennessee.

Il Dott. Nicholas Banovich, un assistente universitario nella divisione integrata di genomica del Cancro di TGen ed autore co-senior dello studio, ha detto che l'individuazione più interessante è la caratterizzazione delle celle chiamate KRT5-/KRT17+, che è comparso nell'epitelio, o rivestimento protettivo dei polmoni, ma soltanto nelle persone con fibrosi polmonare.

“Queste celle sono incredibilmente uniche poichè sono chiaramente epiteliali, ma egualmente stanno producendo il collageno e le componenti della matrice extracellulare (ECM), che fanno il tessuto della cicatrice,„ il Dott. Banovich hanno detto, “direttamente stanno contribuendo a fibrosi.„ Queste celle egualmente dividono le caratteristiche sia delle vie respiratorie che dell'epitelio alveolare, la membrana respiratoria che permette lo scambio di gas.

Un altro dei risultati più interessanti dello studio è l'alto livello di plasticità, la capacità di una cella di dividere le caratteristiche con i tipi classicamente definiti delle cellule di multiplo, nell'epitelio del polmone.

“Classicamente, il campo ha usato un piccolo numero di geni per determinare i tipi delle cellule. Con il RNA unicellulare che ordina l'approccio, troviamo che è spesso duro ritirare una riga costante fra i tipi differenti di celle,„ il Dott. Banovich abbiamo detto. “Invece di pensiero loro come tipi discreti delle cellule, dovremmo pensare loro di più lungo un continuum e dato il giusto stimolo, queste celle possono cambiare il loro stato.„

Oltre alle celle di KRT5-/KRT17+, lo studio ha identificato un tipo delle cellule tracciato dal gene SCGB3A2. Queste celle sono simili alle celle del club -- una cella epiteliale che allinea le gallerie di ventilazione -- eppure sono trovati quasi esclusivamente dentro nella fibrosi polmonare. A differenza di altre celle epiteliali della galleria di ventilazione, sembra che queste celle possano trasformare nelle celle alveolari di tipo 1 (AT1) -- le celle in cui l'ossigeno è catturato nell'organismo ed attraverso quale anidride carbonica è espelsa -- in uno sforzo per riparare danneggiamento del polmone.

Oltre alle celle diventanti AT1, i nostri risultati indicano che le celle di SCGB3A2+ possono anche diventare le celle di KRT5-/KRT17+. Realmente sembra che, durante la trasformazione nelle celle AT1, il trattamento stia dirottando ed invece della riparazione d'aiuto i polmoni queste celle sono spinti verso questa cella epiteliale pro-fibrotica strana che continua a determinare la fibrosi.„

Dott. Nicholas Banovich, assistente universitario nella divisione integrata di genomica del Cancro di TGen

Altre due celle rivelate dallo studio sono i sottoinsiemi distinti dei fibroblasti, le celle che formano il tessuto connettivo normale e sfregiano il tessuto nei polmoni, tracciate dagli alti livelli dei geni PLIN2 o HAS1. Queste celle egualmente sono limitate a fibrosi polmonare.

IPF è un progressivo e una malattia irreversibile caratterizzati da una tosse a secco, da una fatica, dai muscoli e dalle giunzioni facenti male e mai da un peggioramento della dispnea. IPF ed il PF sia sfregiano che irrigidiscono l'interstizio -- la rete del tipo di pizzo delicata che supporta i sacchi di aria minuscoli dei polmoni. IPF ha sia rischio genetico che ambientale, ma la causa esatta è a corto di sconosciuto e corrente dei trattamenti una progressione lenta di malattia del trapianto del polmone soltanto. I trapianti del polmone sono ambulatori radicali che richiedono solitamente i mesi degli organi disponibili aspettanti e spesso richiedono un ripristino lungo ed a volte agonizzante.

Lo studio riconosce la guida di: genomica 10x e l'iniziativa di Chan Zuckerberg nelle ottimizzazioni di sviluppo di tecnologia dell'ordinamento unicellulare del RNA; ed i pazienti ed i donatori di organo che hanno permesso questo lavoro.

Egualmente stava contribuendo a questo studio co-primo Austin Gutierrez autori ed il Dott. Linh Bui di TGen; e co-primo autore Arun Chris Habermann e Dott. co-senior Jonathan Kropski dell'autore di VUMC.

Lo studio -- L'ordinamento unicellulare del RNA rivela i ruoli profibrotic degli stirpi epiteliali e mesenchymal distinti nella fibrosi polmonare -- egualmente è stato costituito un fondo per dalle concessioni da: il duca fondazione di beneficienza, il dipartimento degli Stati Uniti degli affari di veterani e prodotti farmaceutici di Doris di Boehringer Ingelheim.

Source:
Journal reference:

Habermann, A.C., et al. (2020) Single-cell RNA sequencing reveals profibrotic roles of distinct epithelial and mesenchymal lineages in pulmonary fibrosis. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aba1972.