i en studie av mus har forskere ved Johns Hopkins identifisert en ny molekylær vei involvert i veksten av små luftsekker kalt alveoler som er avgjørende for å puste. Forskerne sier at deres eksperimenter kan føre til de første vellykkede behandlingene for å regrow luftsekkene hos mennesker som lider av sykdommer som emfysem der luftsekkene har blitt ødelagt av år med røyking. Arbeidet kan også foreslå ny terapi for premature spedbarn født før lungene er fullt utviklet.
«en av de mest skremmende utfordringene vi står overfor som leger, er å hjelpe pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom, som emfysem, som har mistet alveoler som er så avgjørende for lungefunksjonen,» sier Enid Neptune, Md, lektor i lunge-og kritisk omsorgsmedisin Ved Johns Hopkins University School Of Medicine. «Når de små luftsekkene er ødelagt, er det ingen effektive behandlinger for å bringe dem tilbake.»
Neptune er senior forfatter av en studie beskrevet i en artikkel I Februar. 14, 2014 utgave AV PLOS Genetics der forskerne brukte hepatocyttvekstfaktor (HGF) for å regrow alveoler og gjenopprette lungestruktur hos mus genetisk konstruert for å utvikle en menneskelignende form for emfysem. Deres antas å være den første studien som bruker HGF hos mus med etablert emfysem.
Vekstfaktorer, som HGF, har blitt brukt til å fremme sårheling. Neptun sier at tidligere studier hadde vist AT HGF hadde en rolle i alveoliens funksjon, noe som gjør det mulig for lungene å utveksle oksygen og karbondioksid og sende oksygen inn i blodet for å nærme organer i hele kroppen. Reduksjon i antall eller kvalitet på sacs kompromitterer pusten alvorlig.
selv om de ikke kan ses med det blotte øye, er små, sfæriske alveoler dekket av tynne vegger og har blodtilførsel. Forskerne gjennomførte eksperimenter på mus med en genetisk indusert form for emfysem for å se OM HGF kunne stimulere dannelsen av alveoler.
ett eksperiment involvert voksne mus med genetisk indusert emfysem. Halvparten av musene fikk HGF, levert under huden ved hjelp av en spesiell pumpe i to uker. Den andre halvdelen av gruppen fikk placebo-ikke HGF. En annen gruppe mus med sunne lunger,» kontroll » – gruppen, ble delt i halvparten for å motta ENTEN HGF eller placebo.
«vi fant at musene med emfysem, da DE fikk HGF, utviklet en 17 prosent forbedring i størrelsen på deres luftsekker sammenlignet med placebobehandlede mus, i samsvar med forbedret lungestruktur og funksjon. HGF var også beskyttende, og forhindret ødeleggelse av alveolene ved å redusere oksidativt stress som bidrar til lungeskade, » sier Neptun. «I hovedsak VAR HGF i stand til å blokkere en stor fiende av de fungerende alveolene.»
i tillegg viste de friske musene som fikk HGF ingen forskjell i alveolær størrelse. Musene med emfysem som ble behandlet med placebo viste ingen forbedring.
forskerne ønsket da å se effekten av nedsatt HGF-aktivitet hos unge mus hvis lunger fremdeles dannes. De opprettet en mus der HGF-reseptoren, kjent som MET, ble fjernet fra cellene som lining alveolene. «Vår ide var OM HGF utførte denne viktige rollen i alveoliformasjon, hvis vi slått ut sin reseptor, kjent som MET, bør vi se skade på alveolene,» sier Neptun.
som forventet ble luftsekkene i de utviklende musene uten HGF-reseptoren ikke dannet riktig. Også blodkarene som betjener alveolene ble redusert, og det var en økning i både oksidativt stress og betennelse. Forskerne konkluderte med at utvikling av alveoler krever BÅDE HGF og MET-signalering for å danne seg normalt.
«vår forskning er en viktig demonstrasjon at en vekstfaktor kan brukes som et stoff for emfysem,» Sier Neptun. «Men siden HGF reduserer celledød og fremmer celleproliferasjon, må vi være forsiktige med å oversette den til røykepopulasjonen der det er høyere risiko for lungekreft.»hun legger til. Neptun og andre forfølger forskning for å kunne selektivt aktivere de terapeutiske og ikke malignitetsinducerende komponentene I HGF-signalering.
Emfysem er en form for kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), som er den tredje ledende dødsårsaken i Usa. Anslagsvis 30 millioner Amerikanere har KOLS og ca 60.000 mennesker dør av DET hvert år. I tillegg til røyking kan yrkeseksponering for skadelig støv, røyk og røyk også forårsake KOL.
tittelen på artikkelen er » Hepatocyt Vekstfaktor, En Determinant Av Luftrommet Homeostase I Murine Lunge.»
studien ble finansiert Av Neptuns NIH RO1 grant# 1r01hl085312 og også av En March Of Dimes Basil O ‘ Connor Award Til Neptun.
Andre forfattere er: 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 og Ralph Schwall (død).