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O estudo inovador identifica as pilhas originais do pulmão que podem conduzir a fibrose pulmonaa

Um estudo inovador publicou hoje e conduziu pelo instituto de investigação Translational da genómica (TGen), uma filial da cidade da esperança, identifica as pilhas originais do pulmão que podem conduzir a fibrose pulmonaa idiopática (IPF), uma doença pulmonar mortal que afectem centenas de milhares de americanos, e para qual lá não seja nenhuma cura.

Este é um dos primeiros olhares detalhados em pilhas do pulmão usando uma tecnologia chamada arranjar em seqüência de único-pilha RNA. Em vez de examinar uma erva-benta-acima de muitas pilhas de uma amostra de tecido, único-pilha que arranja em seqüência pesquisadores permitidos neste estudo para examinar pròxima as pilhas individuais que compo os pulmões; para identificar sua função, e compreender finalmente as mudanças moleculars que podem conduzir a doença.

Usando este método, os pesquisadores identificaram cinco tipos originais das pilhas associados com a fibrose do pulmão, que poderia potencial conduzir a um diagnóstico mais adiantado e aos alvos terapêuticos da droga.

Os resultados iniciais do estudo, publicados hoje como o artigo de capa para a ciência do jornal avança, são os primeiros sob uns $6,1 milhões combinado nas concessões federais visadas descobrindo as origens da doença pulmonar, incluindo IPF, a nação a mais comum e o formulário severo da doença pulmonar fibrotic. Os 50.000 americanos calculados, os adultos na maior parte de meia idade e mais velhos, são diagnosticados todos os anos com IPF. A maioria morra da falha respiratória dentro de cinco anos.

Em colaboração com o centro médico de universidade de Vanderbilt (VUMC), os pesquisadores amostras de tecido analisadas de 20 pulmões com fibrose pulmonaa forneceram pelo instituto de Norton e pelo VUMC torácicos, e as amostras de tecido de 10 pulmões saudáveis forneceram pela rede fornecedora do Arizona e dos serviços do doador de Tennessee.

O Dr. Nicholas Banovich, um professor adjunto na divisão integrada da genómica do cancro de TGen e autor co-superior do estudo, disse que encontrar o mais interessante é a caracterização das pilhas chamadas KRT5-/KRT17+, que apareceu no epitélio, ou forro protector dos pulmões, mas somente nos indivíduos com fibrose pulmonaa.

“Estas pilhas são incredibly originais como são claramente epiteliais, mas igualmente estão produzindo o colagénio e os componentes da matriz extra-celular (ECM), que fazem o tecido da cicatriz,” Dr. Banovich disseram, “estão contribuindo directamente à fibrose.” Estas pilhas igualmente compartilham de características da via aérea e do epitélio alveolar, a membrana respiratória que permite a troca dos gáss.

Outros dos resultados os mais interessantes do estudo são o alto nível da plasticidade, a capacidade de uma pilha para compartilhar de características com os tipos clàssica definidos da pilha do múltiplo, no epitélio do pulmão.

“Clàssica, o campo usou um pequeno número de genes para determinar tipos da pilha. Com o único RNA da pilha que arranja em seqüência a aproximação, nós encontramos que é frequentemente duro desenhar uma linha firme entre tipos diferentes de pilhas, o” Dr. Banovich dissemos. “Em vez do pensamento delas como tipos discretos da pilha, nós devemos pensar deles mais ao longo de uma série contínua, e dado o estímulo direito, estas pilhas podem mudar seu estado.”

Além do que as pilhas de KRT5-/KRT17+, o estudo identificou um tipo da pilha marcado pelo gene SCGB3A2. Estas pilhas são similares às pilhas do clube -- uma pilha epitelial que alinhe as vias aéreas -- contudo são encontrados quase exclusivamente dentro na fibrose pulmonaa. Ao contrário de outras pilhas epiteliais da via aérea, parece que estas pilhas podem transformar no tipo - pilhas de 1 alveolar (AT1) -- as pilhas de onde o oxigênio é tomado no corpo, e através de que dióxido de carbono é expelido -- em um esforço para reparar dano ao pulmão.

Além do que as pilhas AT1 tornando-se, nossos resultados sugerem que as pilhas de SCGB3A2+ possam igualmente se transformar as pilhas de KRT5-/KRT17+. Parece realmente que, durante a transformação nas pilhas AT1, o processo está sendo sequestrado e em vez do reparo de ajuda os pulmões estas pilhas estão empurrados para esta pilha epitelial pro-fibrotic estranha que continua a conduzir a fibrose.”

Dr. Nicholas Banovich, professor adjunto na divisão integrada da genómica do cancro de TGen

Outras duas pilhas reveladas pelo estudo são subconjuntos distintos dos fibroblasto, as pilhas que formam o tecido conjuntivo normal e scar o tecido nos pulmões, marcadas por níveis elevados dos genes PLIN2 ou HAS1. Estas pilhas são limitadas igualmente à fibrose pulmonaa.

IPF é uma doença progressiva e irreversível caracterizada uma tosse seca, uma fadiga, uns músculos e umas junções de dor, e nunca por um agravamento da falta de ar. IPF e o PF scar e endurecem o interstício -- o delicado laço-como a rede que apoia os sacos de ar minúsculos dos pulmões. IPF tem o risco genético e ambiental, mas a causa exacta é desconhecida e os tratamentos actuais curtos de um pulmão transplantam somente a progressão lenta da doença. As transplantações do pulmão são as cirurgias radicais que exigem geralmente meses de órgãos disponíveis de espera, e exigem frequentemente uma recuperação longa e às vezes agonizando.

O estudo reconhece a ajuda de: genómica 10x e a iniciativa de Chan Zuckerberg em optimizações tornando-se da tecnologia de arranjar em seqüência do RNA da único-pilha; e os pacientes e os dadores de órgãos que tornaram este trabalho possível.

Igualmente estava contribuindo a este estudo co-primeiro Austin Gutiérrez autores e Dr. Linh Bui de TGen; e co-primeiro autor Arun Chris Habermann e Dr. co-superior Jonathan Kropski do autor de VUMC.

O estudo -- arranjar em seqüência do RNA da Único-pilha revela papéis profibrotic de linhagens epiteliais e mesenchymal distintas na fibrose pulmonaa -- foi financiado igualmente por concessões de: o duque a instituição de caridade, o departamento dos E.U. de casos de veteranos, e fármacos de Doris de 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.