Πνεύμονες Παθήσεις: Τα ανοσοποιητικά κύτταρα διαδραματίζουν ενεργό και στενό ρόλο στην καθοδήγηση της ανάπτυξης του ανθρώπινου πνευμονικού ιστού κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, διαπιστώνουν ερευνητές, φέρνοντας επανάσταση στην κατανόηση της πρώιμης ανάπτυξης των πνευμόνων και του ρόλου των ανοσοποιητικών κυττάρων εκτός της ανοσίας. Η έρευνα προσφέρει νέες ιδέες για την κατανόηση και τη θεραπεία αναπνευστικών παθήσεων, όπως η χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια (ΧΑΠ). Οι αναπνευστικές παθήσεις ευθύνονται για σχεδόν το 20% όλων των θανάτων σε παιδιά κάτω των πέντε ετών παγκοσμίως. Η εργασία αποκαλύπτει έναν εκπληκτικό συντονισμό μεταξύ του ανοσοποιητικού και του αναπνευστικού συστήματος, πολύ νωρίτερα στην ανάπτυξη από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Η ανακάλυψη αυτή εγείρει ερωτήματα σχετικά με τον πιθανό ρόλο των ανοσοποιητικών κυττάρων σε άλλα αναπτυσσόμενα όργανα σε όλο το σώμα.
Οι ερευνητές από το Ινστιτούτο Wellcome Sanger, το University College London (UCL) και οι συνεργάτες τους στο Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής του EMBL χρησιμοποίησαν προηγμένες τεχνολογίες μεμονωμένων κυττάρων για να χαρτογραφήσουν την ανάπτυξη των πρώιμων ανθρώπινων ανοσοποιητικών κυττάρων του πνεύμονα με την πάροδο του χρόνου. Η μελέτη αυτή δημιούργησε έναν πρώτο στο είδος του άτλαντα ανοσοκυττάρων του αναπτυσσόμενου πνεύμονα. Αποτελεί μέρος της διεθνούς πρωτοβουλίας Human Cell Atlas, η οποία χαρτογραφεί κάθε τύπο κυττάρου στο ανθρώπινο σώμα, για να μεταμορφώσει την κατανόηση της υγείας, των λοιμώξεων και των ασθενειών. Τα ευρήματα, που δημοσιεύονται στο Science Immunology, θα βοηθήσουν να φωτιστούν οι μηχανισμοί που κρύβονται πίσω από τις παιδικές πνευμονοπάθειες. Τα ανοσοποιητικά κύτταρα αποτελούν σημαντικό τμήμα των αεραγωγών και των ώριμων πνευμόνων, τα οποία έχουν κρίσιμες λειτουργίες ανταλλαγής αερίων και φραγμού, παρέχοντας προστασία από λοιμώξεις της αναπνευστικής οδού. Ωστόσο, ο ρόλος των ανοσοποιητικών κυττάρων στο αναπτυσσόμενο όργανο έχει παραμείνει ανεξερεύνητος σε σύγκριση με τους δομικούς ή τους τύπους κυττάρων επένδυσης. Πρόσφατες ανακαλύψεις επιβεβαιώνουν την παρουσία ανοσοποιητικών κυττάρων στους ανθρώπινους πνεύμονες ήδη από τις πέντε εβδομάδες ανάπτυξης. Για να διερευνήσει αν το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο ανάπτυξης των πνευμόνων, η ομάδα μελέτησε τα ανοσοποιητικά κύτταρα στους πρώιμους ανθρώπινους πνεύμονες από την 5η έως την 22η εβδομάδα ανάπτυξης. Χρησιμοποίησαν διάφορες τεχνικές, συμπεριλαμβανομένης της αλληλουχίας μεμονωμένων κυττάρων και πειράματα με καλλιέργειες πνευμονικών κυττάρων, για να δουν αν τα ανοσοποιητικά κύτταρα θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ανάπτυξη των πνευμονικών κυττάρων. Εντόπισαν βασικούς ρυθμιστές της ανάπτυξης των πνευμόνων, συμπεριλαμβανομένων των σηματοδοτικών μορίων IL-1β και IL-13 που διευκολύνουν τον συντονισμό της διαφοροποίησης των βλαστικών κυττάρων των πνευμόνων σε εξειδικευμένους ώριμους κυτταρικούς τύπους. Οι ερευνητές εντόπισαν μια διήθηση έμφυτων, ακολουθούμενη από προσαρμοστικά ανοσοποιητικά κύτταρα. Τα έμφυτα κύτταρα περιελάμβαναν έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα (ILCs), κύτταρα φυσικών δολοφόνων (NK), μυελοειδή κύτταρα και προγονικά κύτταρα. Όσον αφορά τα κύτταρα του προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος, καθώς και τα Τ κύτταρα, ανιχνεύθηκαν τόσο αναπτυσσόμενα όσο και ώριμα κύτταρα της γραμμής Β, γεγονός που υποδηλώνει ότι το περιβάλλον του πνεύμονα υποστηρίζει την ανάπτυξη των κυττάρων Β.
Τα ευρήματα αλλάζουν ριζικά την κατανόηση των ανοσολογικών και επιθηλιακών αλληλεπιδράσεων που είναι ζωτικής σημασίας για την εμβρυϊκή ωρίμανση των πνευμόνων. Υποδηλώνουν επίσης ότι οι πρώιμες ανοσολογικές διαταραχές θα μπορούσαν να εκδηλωθούν ως παιδιατρική πνευμονοπάθεια. Αυτές οι νέες γνώσεις σχετικά με τους μηχανισμούς στον πρώιμο σχηματισμό των πνευμόνων θα συμβάλουν επίσης στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων για την αναγέννηση κατεστραμμένου πνευμονικού ιστού και την αποκατάσταση της λειτουργίας των πνευμόνων. Οι Dr. Peng He και Dr. Jo Barnes, συν-πρώτοι συγγραφείς της μελέτης στο Ινστιτούτο Wellcome Sanger και στο Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής και στο Τμήμα Ιατρικής UCL αντίστοιχα, δήλωσαν: “Υιοθετώντας μια εστιασμένη στρατηγική στη χαρτογράφηση του ανοσοποιητικού συστήματος, αποκαλύπτουμε μια συμβιωτική σχέση μεταξύ των ανοσοποιητικών κυττάρων και των αναπτυσσόμενων πνευμόνων. Αυτές οι λεπτομερείς γνώσεις ανοίγουν την πόρτα σε πιθανές αναγεννητικές θεραπείες όχι μόνο στον πνεύμονα, αλλά και σε άλλα ζωτικά ανθρώπινα όργανα”. Ο Dr. Marko Nikolić, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης στο Τμήμα Ιατρικής του UCL και επίτιμος σύμβουλος στην αναπνευστική ιατρική, δήλωσε: “Γνωρίζουμε πλέον ότι η διασταύρωση ανοσο-επιθηλιακών κυττάρων αποτελεί χαρακτηριστικό της πρώιμης ανάπτυξης των πνευμόνων. Αυτή η ζωτικής σημασίας βασική γραμμή της υγιούς ανάπτυξης των πνευμόνων θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τι συμβαίνει όταν οι διαδικασίες ανάπτυξης των πνευμόνων διαταράσσονται, για παράδειγμα σε πρόωρους τοκετούς, οι οποίοι μπορεί να οδηγήσουν σε αναπνευστικές ανεπάρκειες”. Η Dr. Kerstin Meyer, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης στο Ινστιτούτο Wellcome Sanger, δήλωσε: “Η ενεργός συμμετοχή των ανοσοποιητικών κυττάρων διευρύνει τις δυνατότητες κατανόησης και αντιμετώπισης του διαταραγμένου σχηματισμού των πνευμόνων. Αυτό που είναι εξαιρετικά συναρπαστικό σε αυτόν τον μηχανισμό είναι ότι μπορεί κάλλιστα να εφαρμοστεί και σε άλλα συστήματα οργάνων”. Η Δρ Sarah Teichmann, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης στο Ινστιτούτο Wellcome Sanger και συνιδρύτρια του Άτλαντα Ανθρωπίνων Κυττάρων, δήλωσε: “Αν θέλουμε να κατανοήσουμε πλήρως τις βαθύτερες αιτίες των ασθενειών, χρειαζόμαστε μια πλήρη εικόνα των κυττάρων σε όλα τα στάδια του ανθρώπινου σώματος. Αυτή η σημαντική συμβολή προς την κατεύθυνση ενός ολοκληρωμένου Άτλαντα Ανθρωπίνων Κυττάρων θα αποτελέσει πολύτιμο σημείο αναφοράς για τη μελέτη των πνευμονικών ασθενειών”.
