hiirillä tehdyssä tutkimuksessa Johns Hopkinsin tutkijat ovat tunnistaneet uuden molekyylireitin, joka osallistuu pienten keuhkorakkuloiden eli keuhkorakkuloiden kasvuun. Tutkijat sanovat, että heidän kokeensa voivat johtaa ensimmäisiin onnistuneisiin hoitoihin, jotka kasvattavat ilmapusseja uudelleen ihmisillä, jotka kärsivät sellaisista sairauksista kuin keuhkolaajentuma, jossa ilmapussit ovat tuhoutuneet vuosia jatkuneen tupakoinnin vuoksi. Teos saattaa myös ehdottaa uutta hoitoa keskosille, jotka syntyvät ennen kuin heidän keuhkonsa ovat täysin kehittyneet.
”yksi pelottavimmista haasteista, joita kohtaamme lääkäreinä, on auttaa kroonista obstruktiivista keuhkosairautta, kuten keuhkolaajentumaa, sairastavia potilaita, jotka ovat menettäneet keuhkorakkuloita, jotka ovat elintärkeitä keuhkojen toiminnalle”, sanoo Enid Neptune, MD, keuhkojen ja kriittisen hoidon lääketieteen apulaisprofessori Johns Hopkinsin yliopiston lääketieteellisestä tiedekunnasta. ”Kun nuo pienet ilmapussit on tuhottu, ei ole olemassa tehokkaita hoitoja, joilla ne saataisiin takaisin.”
Neptunus on vanhempi kirjoittaja tutkimuksessa, joka on kuvattu artikkelissa helmikuussa. 14, 2014 kysymys PLOS Genetics, jossa tutkijat käytetty hepatocyte growth factor (HGF) regrow keuhkorakkuloiden ja palauttaa keuhkojen rakenne hiirillä geneettisesti suunniteltu kehittämään ihmisen kaltainen muoto keuhkolaajentuma. Heidän uskotaan olevan ensimmäinen tutkimus, jossa käytettiin HGF: ää hiirillä, joilla oli todettu emfyseema.
kasvutekijöitä, kuten HGF, on käytetty haavojen paranemisen edistämiseen. Neptunuksen mukaan aiemmat tutkimukset olivat osoittaneet, että HGF: llä oli rooli keuhkorakkuloiden toiminnassa, joiden avulla keuhkot voivat vaihtaa happea ja hiilidioksidia ja lähettää happea verenkiertoon ravitsemaan elimiä koko kehossa. Pussien määrän tai laadun väheneminen vaarantaa vakavasti hengityksen.
vaikka niitä ei voi nähdä paljaalla silmällä, pienet, pallomaiset keuhkorakkulat ovat ohuiden seinämien peitossa ja niillä on verenkierto. Tutkijat tekivät kokeita hiirillä geneettisesti indusoidulla keuhkolaajentuman muodolla nähdäkseen, voisiko HGF stimuloida keuhkorakkuloiden muodostumista.
yhdessä kokeessa oli mukana aikuisia hiiriä, joilla oli geneettisesti indusoitu emfyseema. Puolet hiiristä sai HGF: ää, joka toimitettiin ihon alle erityisellä pumpulla kahden viikon ajan. Toinen puoli ryhmästä sai lumelääkettä-ei HGF: ää. Toinen ryhmä hiiriä, joilla oli terveet keuhkot, ”verrokkiryhmä”, jaettiin kahtia saamaan joko HGF: ää tai lumelääkettä.
”havaitsimme, että keuhkolaajentumaa sairastavien hiirten ilmapussien koko parani 17 prosenttia verrattuna lumelääkkeellä hoidettuihin hiiriin, mikä oli sopusoinnussa keuhkojen rakenteen ja toiminnan paranemisen kanssa. HGF oli myös suojaava, estäen keuhkorakkuloiden tuhoutumisen vähentämällä oksidatiivista stressiä, joka edistää keuhkovaurioita, Neptune kertoo. ”Pohjimmiltaan HGF pystyi blokkaamaan toimivan keuhkorakkulan päävihollisen.”
lisäksi HGF: ää saaneilla terveillä hiirillä ei havaittu eroa alveolaarisessa koossa. Lumelääkkeellä hoidetuilla keuhkolaajentumaa sairastavilla hiirillä ei havaittu paranemista.
tutkijat halusivat silloin nähdä HGF-aktiivisuuden heikkenemisen vaikutuksen nuorilla hiirillä, joiden keuhkot vielä muodostuivat. He loivat hiiren, jossa met-nimellä tunnettu HGF-reseptori poistettiin keuhkorakkuloita vuoraavista soluista. ”Ajatuksemme oli, että jos HGF suorittaa tämän tärkeän roolin keuhkorakkuloiden muodostuksessa, jos iskemme sen reseptorin, joka tunnetaan nimellä MET, näkisimme keuhkorakkuloiden vaurioitumisen”, Neptune sanoo.
ennusteen mukaan kehittyvien hiirten ilman HGF-reseptoria ilmarakkulat eivät muodostuneet oikein. Myös keuhkorakkuloita palvelevat verisuonet pienenivät ja sekä oksidatiivinen stressi että tulehdus lisääntyivät. Tutkijat päättelivät, että keuhkorakkuloiden kehittyminen vaatii sekä HGF-että MET-signalointia muodostuakseen normaalisti.
”tutkimuksemme on tärkeä osoitus siitä, että kasvutekijää voidaan käyttää lääkkeenä keuhkolaajentumaan”, Neptune sanoo. ”Koska HGF vähentää solukuolemia ja edistää solujen lisääntymistä, meidän olisi oltava varovaisia kääntämään se tupakoivaan väestöön, jossa on suurempi keuhkosyövän riski.”hän lisää. Neptune ja muut tekevät tutkimusta pystyäkseen selektiivisesti aktivoimaan HGF-signaloinnin terapeuttisia eikä maligniteettia indusoivia komponentteja.
keuhkolaajentuma on keuhkoahtaumataudin (COPD) muoto, joka on kolmanneksi yleisin kuolinsyy Yhdysvalloissa. Arviolta 30 miljoonalla amerikkalaisella on keuhkoahtaumatauti ja siihen kuolee vuosittain noin 60 000 ihmistä. Tupakoinnin lisäksi myös työperäinen altistuminen haitalliselle pölylle, höyryille ja savulle voi aiheuttaa keuhkoahtaumataudin.
artikkelin otsikko on ”Hepatocyte Growth Factor, a Determinant of Airspace Homeostasis in the Moine Lung.”
tutkimusta rahoitti Neptunuksen NIH RO1-apuraha# 1r01hl085312 ja myös Dimes Basil O ’ Connor-palkinto Neptunukselle.
muita kirjoittajia ovat: Carla Calvi, Megan Podowski, Armando Lopez-Mercado, Shana Metzger, Kaori Misono, Alla Malinina, Dustin Dikeman, Hataya Poonyagariyon, Leslie Ynalvez, Roshanak Derakhshandeh, Ann Le, Mark Merchant ja Ralph Schwall (kuollut).