într-un studiu pe șoareci, cercetătorii de la Johns Hopkins au identificat o nouă cale moleculară implicată în creșterea sacilor de aer mici numiți alveole care sunt cruciale pentru respirație. Oamenii de stiinta spun ca experimentele lor pot duce la primele tratamente de succes pentru a regrow sacii de aer la persoanele care sufera de boli cum ar fi emfizemul in care sacii de aer au fost distrusi de ani de fumat. Lucrarea poate sugera, de asemenea, o nouă terapie pentru sugarii prematuri născuți înainte ca plămânii lor să fie pe deplin dezvoltați.
„una dintre cele mai descurajante provocări cu care ne confruntăm ca medici este ajutarea pacienților cu boală pulmonară obstructivă cronică, cum ar fi emfizemul, care au pierdut Alveole care sunt atât de cruciale pentru funcția pulmonară”, spune Enid Neptune, MD, profesor asociat de medicină pulmonară și critică la școala de Medicină a Universității Johns Hopkins. „Odată ce aceste mici pungi de aer sunt distruse, nu există tratamente eficiente pentru a le aduce înapoi.”
Neptun este autorul principal al unui studiu descris într-un articol din februarie. Numărul 14, 2014 al PLoS Genetics în care cercetătorii au folosit factorul de creștere a hepatocitelor (HGF) pentru a regresa alveolele și a restabili structura pulmonară la șoarecii proiectați genetic pentru a dezvolta o formă de emfizem asemănătoare omului. Se crede că al lor este primul studiu care utilizează HGF la șoareci cu emfizem stabilit.
factorii de creștere, cum ar fi HGF, au fost utilizați pentru a promova vindecarea rănilor. Neptun spune că studiile anterioare au arătat că HGF a avut un rol în funcționarea alveolelor, care permit plămânilor să facă schimb de oxigen și dioxid de carbon și să trimită oxigen în sânge pentru a hrăni organele din tot corpul. Reducerea numărului sau a calității sacilor compromite serios respirația.
chiar dacă nu pot fi văzute cu ochiul liber, alveolele mici, sferice, sunt acoperite cu pereți subțiri și au un aport de sânge. Cercetătorii au efectuat experimente la șoareci cu o formă de emfizem indusă genetic pentru a vedea dacă HGF ar putea stimula formarea alveolelor.
un experiment a implicat șoareci adulți cu emfizem indus genetic. Jumătate dintre șoareci au primit HGF, livrate sub piele folosind o pompă specială timp de două săptămâni. Cealaltă jumătate a grupului a primit un placebo – nu HGF. Un alt grup de șoareci cu plămâni sănătoși, grupul „control”, a fost împărțit la jumătate pentru a primi fie HGF, fie un placebo.
„am constatat că șoarecii cu emfizem, atunci când li s-a administrat HGF, au dezvoltat o îmbunătățire cu 17% a dimensiunii sacilor lor de aer comparativ cu șoarecii tratați cu placebo, în concordanță cu îmbunătățirea structurii și funcției pulmonare. HGF a fost, de asemenea, protector, prevenind distrugerea alveolelor prin reducerea stresului oxidativ care contribuie la leziunile pulmonare”, spune Neptun. „În esență, HGF a reușit să blocheze un inamic major al alveolelor funcționale.”
în plus, șoarecii sănătoși care au primit HGF nu au prezentat nicio diferență în dimensiunea alveolară. Șoarecii cu emfizem care au fost tratați cu un placebo nu au prezentat nicio îmbunătățire.
cercetătorii au dorit apoi să vadă efectul activității HGF afectate la șoarecii tineri ai căror plămâni se formau încă. Ei au creat un șoarece în care receptorul HGF, cunoscut sub numele de MET, a fost îndepărtat din celulele care căptușesc alveolele. „Ideea noastră a fost dacă HGF îndeplinește acest rol important în formarea alveolelor, dacă am eliminat receptorul său, cunoscut sub numele de MET, ar trebui să vedem deteriorarea alveolelor”, spune Neptun.
după cum s-a prezis, sacii de aer la șoarecii în curs de dezvoltare fără receptorul HGF nu s-au format corect. De asemenea, vasele de sânge care deservesc alveolele au fost reduse și a existat o creștere atât a stresului oxidativ, cât și a inflamației. Cercetătorii au ajuns la concluzia că dezvoltarea alveolelor necesită atât semnalizarea HGF, cât și semnalizarea MET pentru a se forma normal.
„cercetarea noastră este o demonstrație importantă că un factor de creștere poate fi folosit ca medicament pentru emfizem”, spune Neptun. „Cu toate acestea, deoarece HGF reduce moartea celulelor și promovează proliferarea celulelor, ar trebui să fim precauți cu privire la traducerea acestuia la populația fumătoare, unde există un risc mai mare de cancer pulmonar.”ea adaugă. Neptun și alții urmăresc cercetări pentru a putea activa selectiv componentele terapeutice și nu cele care induc malignitate ale semnalizării HGF.
emfizemul este o formă de boală pulmonară obstructivă cronică (BPOC), care este a treia cauză principală de deces în Statele Unite. Se estimează că 30 de milioane de americani au BPOC și aproximativ 60.000 de oameni mor din cauza acesteia în fiecare an. În plus față de fumat, expunerea profesională la praf dăunător, fum și fum poate provoca, de asemenea, BPOC.
titlul articolului este „factorul de creștere a hepatocitelor, un Determinant al homeostaziei spațiului aerian în plămânul Murin.”
studiul a fost finanțat de NIH RO1 grant# 1r01hl085312 și, de asemenea, de un March of Dimes Basil O ‘ Connor Premiul pentru Neptun.
alți autori sunt: 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 și Ralph Schwall (decedat).