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El estudio innovador determina las células únicas del pulmón que pueden impulsar fibrosis pulmonar

Un estudio innovador publicó hoy y llevó por el instituto de investigación de translación de la genómica (TGen), afiliado de la ciudad de la esperanza, determina las células únicas que pueden impulsar fibrosis pulmonar idiopática, (IPF) una enfermedad pulmonar del pulmón mortal que afecta a cientos de miles de americanos, y para cuál allí no es ninguna vulcanización.

Éste es una de las primeras miradas completas en las células del pulmón usando una tecnología llamada secuencia unicelular del ARN. En vez de examinar un puré-hacia arriba de muchas células de una muestra de tejido, investigadores permitidos de secuencia unicelulares en este estudio para examinar de cerca las células individuales que componen los pulmones; para determinar su función, y entender final los cambios moleculares que pueden impulsar la enfermedad.

Usando este método, los investigadores determinaron cinco tipos únicos de las células asociados a la fibrosis del pulmón, que podría potencialmente llevar a diagnosis anterior y a los objetivos terapéuticos de la droga.

Las conclusión iniciales del estudio, publicadas hoy como la noticia de portada para la ciencia del gorrón avance, son las primeras bajo $6,1 millones combinado en las concesiones federales dirigidas destapando los orígenes de la enfermedad pulmonar, incluyendo IPF, la nación más común y la forma severa de la enfermedad pulmonar fibrótica. Diagnostican a los 50.000 americanos estimados, a los adultos sobre todo de mediana edad y más viejos, cada año con IPF. La mayoría muera de falla respiratoria en el plazo de cinco años.

En colaboración con centro médico de la universidad de Vanderbilt (VUMC), los investigadores las muestras de tejido analizadas a partir de 20 pulmones con fibrosis pulmonar ofrecieron por el instituto de Norton y el VUMC torácicos, y las muestras de tejido a partir de 10 pulmones sanos ofrecieron por la red dispensadora de aceite de Arizona y de los servicios del donante de Tennessee.

El Dr. Nicholas Banovich, profesor adjunto en la división integrada de la genómica del cáncer de TGen y autor co-mayor del estudio, dijo que el encontrar más interesante es la caracterización de las células llamadas KRT5-/KRT17+, que apareció en el epitelio, o guarnición protector de los pulmones, pero solamente en individuos con fibrosis pulmonar.

“Estas células son increíblemente únicas como son sin obstrucción epiteliales, pero también están produciendo el colágeno y los componentes de la matriz extracelular (ECM), que hacen el tejido de la cicatriz,” el Dr. Banovich dijeron, “están contribuyendo directamente a la fibrosis.” Estas células también comparten características de la aerovía y del epitelio alveolar, la membrana respiratoria que permite la cantina de gases.

Otras de las conclusión más interesantes del estudio son el alto nivel de plasticidad, la capacidad de una célula de compartir características con los tipos clásico definidos de la célula del múltiplo, en el epitelio del pulmón.

“Clásico, el campo utilizó una pequeña cantidad de genes para determinar tipos de la célula. Con el ARN unicelular ordenando la aproximación, encontramos que es a menudo duro drenar una línea firme entre diversos tipos de células, al” Dr. Banovich dijimos. “En vez del pensamiento en ellas como tipos discretos de la célula, debemos pensar en ellos más a lo largo de una serie continua, y dado el estímulo correcto, estas células pueden cambiar su estado.”

Además de las células de KRT5-/KRT17+, el estudio determinó un tipo de la célula marcado por el gen SCGB3A2. Estas células son similares a las células del club -- una célula epitelial que forra las aerovías -- con todo se encuentran casi exclusivamente hacia adentro en fibrosis pulmonar. A diferencia de otras células epiteliales de la aerovía, aparece que estas células pueden transformar en las células alveolares del tipo 1 (AT1) -- las células de donde el oxígeno se toma en la carrocería, y a través se expulsa de qué dióxido de carbono -- en un esfuerzo de reparar daño al pulmón.

Además de las células que se convierten AT1, nuestros resultados sugieren que las células de SCGB3A2+ pueden también convertirse en las células de KRT5-/KRT17+. Aparece real que, durante la transformación en las células AT1, se está secuestrando el proceso y en vez de la reparación de ayuda los pulmones estas células están activados hacia esta célula epitelial favorable-fibrótica extraña que continúe impulsar fibrosis.”

El Dr. Nicholas Banovich, profesor adjunto en la división integrada de la genómica del cáncer de TGen

Dos otras células reveladas por el estudio son subconjuntos distintos de los fibroblastos, las células que forman el tejido conectivo normal y marcan con una cicatriz el tejido en los pulmones, marcadas por los niveles de los genes PLIN2 o HAS1. Estas células también se limitan a la fibrosis pulmonar.

IPF es una enfermedad progresiva e irreversible caracterizada por una tos seca, una fatiga, músculos y juntas de dolor, y nunca un empeoramiento de falta de aire. IPF y el PF marcan con una cicatriz y atiesan el intersticio -- la red afiligranada delicada que soporta los sacos del aire minúsculos de los pulmones. IPF tiene riesgo genético y ambiental, pero la causa exacta es desconocida y los tratamientos actuales cortos de un pulmón trasplantan solamente la progresión lenta de la enfermedad. Los trasplantes del pulmón son las cirugías radicales que requieren generalmente meses para de órganos disponibles que esperan, y requieren a menudo una recuperación larga y a veces que agoniza.

El estudio reconoce la ayuda de: genómica 10x y la iniciativa de Chan Zuckerberg en optimizaciones de la tecnología que se convierten de la secuencia unicelular del ARN; y los pacientes y los donantes de órganos que hicieron este trabajo posible.

También contribuía a este estudio co-primer Austin Gutiérrez autores y el Dr. Linh Bui de TGen; y co-primer autor Arun Chris Habermann y el Dr. co-mayor Jonatán Kropski del autor de VUMC.

El estudio -- La secuencia unicelular del ARN revela papeles profibrotic de linajes epiteliales y mesenquimales distintos en fibrosis pulmonar -- también fue financiado por concesiones de: el duque asiento caritativo, el departamento de los E.E.U.U. de los asuntos de veteranos, y productos farmacéuticos 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.