Изследователите предполагат възможна клетъчна терапия за стимулиране на развитието на белите дробове при крехки недоносени бебета, които страдат от рядко заболяване, наречено бронхопулмонална дисплазия (BPD), което в най-тежките случаи може да доведе до проблеми с дишането през целия живот и дори до смърт.

начин

Учените от Медицинския център за детска болница в Синсинати съобщават в Американски вестник по медицина на дихателните и критичните грижи те изучават генетични подписи в дарени човешки неонатални бели дробове чрез използване на анализ на секвениране на едноклетъчна РНК. Те също така извършиха обширни лабораторни тестове върху миши модели на BPD, включително компютърно подпомогнат биоинформатичен анализ.

Тестовете доведоха до предложение за разработване на клетъчна терапия, базирана на така наречените c-KIT ендотелни прогениторни клетки. Клетките са често срещани в ембрионалните и неонаталните бели дробове и помагат за образуването на капиляри и въздушни торбички в белите дробове, наречени алвеоли. Но недоносените бебета с вече недоразвити бели дробове често разчитат на механична помощ при дишане, което допълнително пречи на ранното развитие на белите дробове, според д-р Влад Калиниченко, лекар/изследовател в Центъра за перинатална институция за белодробна регенеративна медицина в Синсинати и водещ изследовател.

"РНК секвенирането на белодробна тъкан на новородени при хора и мишки показа, че белодробните c-KIT ендотелни прогениторни клетки се нуждаят от протеините c-KIT и FOXF1, за да стимулират развитието на кръвоносните съдове и въздушните торбички", каза Калиниченко. "Клетките са силно чувствителни към нараняване от високи концентрации на кислород, така че развитието на белите дробове при недоносени бебета с механична кислородна помощ е затруднено. Нашите открития предполагат използването на c-KIT-положителни ендотелни клетки от донори или генерирането им с плюрипотентни стволови клетки начин за лечение на BPD или други детски белодробни нарушения, свързани със загуба на алвеоли и белодробна микроваскулатура. "

Калиниченко и колеги проучват задълбочено критичната роля на гена FOXF1 в развитието на белите дробове. Изследователите също изследват различни ситуации, при които мутацията на гена може да наруши функцията на протеина FOXF1, засягайки развитието на белите дробове или причинявайки заболяване.

Предклиничните резултати се нуждаят от повече проучване

Това проучване е първото, което предполага възможността за използване на дарени c-KIT белодробни ендотелни клетки-предшественици за терапия или генерирани с плурипотентни стволови клетки, които могат да станат всякакъв тип клетки в тялото и да бъдат получени от собствените клетки на пациента. Това заключение се основава отчасти на тестове, проведени от изследователите чрез използване на c-KIT-положителни ендотелни клетки-предшественици за лечение на новородени мишки, които са били изложени на хиперпоксия (свръх оксигенация), за да моделират състоянието на BPD при животните. Те открили, че вливането на клетки в периферната кръв увеличава образуването на белодробни кръвоносни съдове и въздушни торбички при животните.

Необходими са обширни предклинични тестове при по-големи лабораторни животни, като плъхове и овце, преди Калиниченко и колегите му да обмислят препоръка да се тества подходът на клетъчната терапия при пациенти, каза той. Бъдещата работа ще включва и по-нататъшно техническо усъвършенстване на терапевтичния подход и текущи тестове за ефикасност при животински модели на BPD. Той също така включва разработване на специфичен протокол за клетъчна диференциация за генериране на c-KIT-положителни ендотелни прогениторни клетки от индуцирани плурипотентни стволови клетки, получени от пациенти.

Калиниченко изчисли, че допълнителната предклинична разработка ще изисква приблизително две до три години, преди технологията потенциално да достигне точка, в която може да бъде предложена за възможни клинични тестове.

Повече информация: Xiaomeng Ren et al, Постнатална алвеологенеза зависи от сигнализирането на FOXF1 в c-KIT + ендотелни прогениторни клетки, Американски вестник по медицина на дихателните и критичните грижи (2019). DOI: 10.1164/rccm.201812-2312OC