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Cellule staminali p63 + / + Krt5 possono rigenerare un polmone danneggiato

  1. Un team di ricerca guidato del Jackson Laboratory, guidatodalprofessori Frank McKeon, Ph.D., e Wa Xian, Ph.D., ha scoperto il ruolo di alcune cellule staminali nella rigenerazione del polmone danneggiato dalla malattia.

    Il lavoro, pubblicato il 12 novembre sulla rivista Nature, fa luce sui meccanismi della rigenerazione del polmone e offre nuove potenziali strategie terapeutiche che sfruttano queste cellule staminali del polmone.

    “L’idea che il polmone può rigenerarsi è stata assunta con difficoltà dalla comunità di ricerca biomedica”, dice McKeon, “in parte a causa del costante declino che si osserva nei pazienti con malattie polmonari gravi come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (conosciuta come BPCO ) e fibrosi polmonare”.

    “Tuttavia”, egli osserva, “ci sono esempi negli esseri umani che indicano l’esistenza di un sistema robusto di rigenerazione del polmone. Alcuni sopravvissuti alla sindrome da stress respiratorio o ARDS, per esempio, sono in grado di recuperare una funzione polmonare quasi normale, dopo significativa distruzione del tessuto polmonare”.

    I topi sembrano condividere questa capacità. Per la ricerca, alcuni topi sono stati infettati con il virus H1N1 dell’influenza e progressivamente, l’infiammazione è stata seguita dalla perdita definitiva di importanti tipi di cellule del polmone.

    Attraverso l”utilizzo di questo modello di topo, McKeon ed i suoi colleghi avevano precedentemente identificato un tipo di cellule staminali del polmone adulto conosciute come p63 + / + Krt5, nelle vie aeree distali. Quando coltivate in coltura, queste cellule staminali del polmone formano strutture alveolari simili agli alveoli presenti all’interno del polmone. (Gli alveoli sono le piccole sacche d’aria specializzate che si formano alle estremità delle piccole vie aeree, dove avviene lo scambio di gas nei polmoni.) A seguito di infezione da H1N1, queste stesse sono cellule migrate nei siti di infiammazione nel polmone e si sono assemblate in strutture che assomigliano agli alveoli, sia visivamente che dal punto di vista molecolare.

    I risultati della sperimentazione dimostrano che le cellule staminali p63 + / + Krt5 proliferano nei polmoni danneggiati dall’infezione H1N1. A seguito di tale danno, le cellule continuano a contribuire allo sviluppo di alveoli vicino ai siti di infiammazione polmonare.

    Per verificare se queste cellule sono necessarie per la rigenerazione del polmone, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo sistema che sfrutta strumenti genetici per rimuovere selettivamente queste cellule dal polmone dei topi.

  2. I topi privi di cellule staminali p63 + / + Krt5 non possono recuperare la normale funzione del polmone danneggiato dall’ infezione causata dal virus H1N1 e presentano cicatrici nel polmone e scambio di ossigeno ridotto – dimostrando il ruolo  fondamentale di queste cellule staminale nella rigenerazione del tessuto polmonare.

    Il team di ricerca ha inoltre dimostrato che quando le cellule staminali polmonari sono state isolate e successivamente trapiantate in un polmone danneggiato, hanno prontamente contribuito alla formazione di nuovi alveoli, sottolineando la loro capacità di rigenerazione.

    Negli Stati Uniti circa 200.000 persone sono affette da ARDS, una malattia con un tasso di mortalità del 40 per cento e ci sono 12 milioni di pazienti con BPCO. “Questi pazienti hanno poche opzioni terapeutiche oggi”, dice Xian. “Ci auguriamo che la nostra ricerca possa portare a nuovi trattamenti in grado di aiutarle”.

  3. Font ” Nature, 11/12/14, DOI: 10.1038/nature13903.

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