In uno studio su topi, i ricercatori della Johns Hopkins hanno identificato un nuovo pathway molecolare coinvolto nella crescita di piccole sacche chiamate alveoli, che sono cruciali per la respirazione. Gli scienziati dicono che i loro esperimenti possono portare ai primi trattamenti di successo per far ricrescere le sacche d’aria nelle persone che soffrono di malattie come l’enfisema in cui le sacche d’aria sono state distrutte da anni di fumo. Il lavoro può anche suggerire una nuova terapia per i neonati prematuri nati prima che i loro polmoni siano completamente sviluppati.

“Una delle sfide più scoraggianti che affrontiamo come medici sta aiutando i pazienti con malattia polmonare ostruttiva cronica, come l’enfisema, che hanno perso alveoli che sono così cruciali per la funzione polmonare”, afferma Enid Neptune, MD, professore associato di medicina polmonare e critica presso la Johns Hopkins University School of Medicine. “Una volta distrutte quelle minuscole sacche d’aria, non ci sono trattamenti efficaci per riportarle indietro.”

Nettuno è l’autore senior di uno studio descritto in un articolo nel febbraio. 14, 2014 numero di PLOS Genetics in cui i ricercatori hanno utilizzato il fattore di crescita degli epatociti (HGF) per far ricrescere gli alveoli e ripristinare la struttura polmonare nei topi geneticamente modificati per sviluppare una forma umana di enfisema. Il loro è creduto per essere il primo studio facendo uso di HGF in topi con enfisema stabilito.

I fattori di crescita, come l’HGF, sono stati utilizzati per promuovere la guarigione delle ferite. Nettuno dice precedenti studi avevano dimostrato che HGF aveva un ruolo nel funzionamento degli alveoli, che consentono polmoni per scambiare ossigeno e anidride carbonica e inviare ossigeno nel flusso sanguigno per nutrire gli organi in tutto il corpo. La riduzione del numero o della qualità delle sacche compromette seriamente la respirazione.

Anche se non possono essere visti ad occhio nudo, piccoli alveoli sferici sono coperti da pareti sottili e hanno un apporto di sangue. I ricercatori hanno condotto esperimenti su topi con una forma geneticamente indotta di enfisema per vedere se HGF potrebbe stimolare la formazione di alveoli.

Un esperimento ha coinvolto topi adulti con enfisema geneticamente indotto. La metà dei topi ha ricevuto HGF, consegnato sotto la pelle usando una pompa speciale per due settimane. L’altra metà del gruppo ha ricevuto un placebo – non l’HGF. Un altro gruppo di topi con polmoni sani, il gruppo “controllo”, è stato diviso a metà per ricevere HGF o un placebo.

“Abbiamo scoperto che i topi con enfisema, quando somministrato l’HGF, sviluppato un miglioramento del 17 per cento delle dimensioni delle loro sacche d’aria rispetto ai topi trattati con placebo, coerente con una migliore struttura polmonare e la funzione. L’HGF era anche protettivo, prevenendo la distruzione degli alveoli riducendo lo stress ossidativo che contribuisce alla lesione polmonare”, afferma Neptune. “In sostanza, l’HGF è stato in grado di bloccare un grande nemico degli alveoli funzionanti.”

Inoltre, i topi sani che hanno ricevuto HGF non hanno mostrato alcuna differenza nella dimensione alveolare. I topi con enfisema che sono stati trattati con un placebo non hanno mostrato alcun miglioramento.

I ricercatori hanno quindi voluto vedere l’effetto della ridotta attività dell’HGF nei topi giovani i cui polmoni si stavano ancora formando. Hanno creato un topo in cui il recettore HGF, noto come MET, è stato rimosso dalle cellule che rivestono gli alveoli. “La nostra idea era se l’HGF stesse svolgendo questo importante ruolo nella formazione degli alveoli, se eliminassimo il suo recettore, noto come MET, dovremmo vedere danni agli alveoli”, afferma Neptune.

Come previsto, le sacche d’aria nei topi in via di sviluppo senza il recettore HGF non si sono formate correttamente. Inoltre, i vasi sanguigni che servono gli alveoli sono stati ridotti e c’è stato un aumento sia dello stress ossidativo che dell’infiammazione. I ricercatori hanno concluso che lo sviluppo di alveoli richiede sia la segnalazione HGF che MET per formarsi normalmente.

“La nostra ricerca è un’importante dimostrazione che un fattore di crescita può essere usato come farmaco per l’enfisema”, afferma Neptune. “Tuttavia, poiché l’HGF riduce la morte cellulare e promuove la proliferazione cellulare, dovremmo essere cauti nel tradurlo nella popolazione che fuma dove c’è un rischio più elevato di cancro ai polmoni.”aggiunge. Nettuno e altri stanno perseguendo la ricerca per essere in grado di attivare selettivamente i componenti terapeutici e non quelli che inducono malignità della segnalazione HGF.

L’enfisema è una forma di broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), che è la terza causa di morte negli Stati Uniti. Si stima che 30 milioni di americani abbiano la BPCO e che circa 60.000 persone ne muoiano ogni anno. Oltre al fumo, l’esposizione professionale a polveri nocive, fumi e fumo può anche causare BPCO.

Il titolo dell’articolo è “Fattore di crescita degli epatociti, un determinante dell’omeostasi dello spazio aereo nel polmone murino.”

Lo studio è stato finanziato da Neptune NIH RO1 grant# 1R01HL085312 e anche da una marcia di Dimes Basil O’Connor Award a Neptune.

Altri autori sono: Nel 2007, il gruppo ha pubblicato un album di inediti, intitolato “La vita di tutti i giorni”, pubblicato nel 2008.