AGI - Un gruppo di ricercatori di Stanford Medicine e i loro colleghi hanno scoperto che una rara cellula nel rivestimento dei polmoni è fondamentale per la risposta a livello dell’organo necessaria per riparare i danni causati da tossine come quelle presenti nel fumo degli incendi o nei virus respiratori. Un processo simile si verifica nel pancreas, dove le cellule, chiamate cellule neuroendocrine, avviano una cascata biologica che protegge le cellule insulino-produttrici delle isole pancreatiche dai danni. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Cell.
Il trattamento delle vie aeree di topi con un farmaco sperimentale che attiva il percorso di riparazione ha protetto le loro vie aeree dai danni dopo l’infezione da influenza o dal virus che causa il Covid-19. Al contrario, gli animali in cui il percorso è stato bloccato hanno subito danni molto più gravi alle vie aeree. Attivare la via di segnalazione avviata dalle cellule neuroendocrine delle vie aeree o pancreatiche in modo simile negli esseri umani potrebbe migliorare la capacità dei vigili del fuoco e delle persone con malattie respiratorie di evitare danni polmonari permanenti, ritengono i ricercatori. Sospettano anche che potrebbe aiutare a prevenire che le persone con sindrome metabolica progrediscano verso il diabete.
Quali scenari si aprono
“Questa intera cascata di segnalazione protegge e rigenera le cellule vulnerabili nelle vie aeree e nel pancreas”, afferma Philip Beachy, professore di urologia e biologia dello sviluppo. “Se questo circuito viene interrotto, il danno è molto peggiore – le cellule specializzate delle vie aeree vengono perse e le cellule staminali non possono dividersi per riparare il danno. Riteniamo che sia probabilmente importante in molti altri tessuti del corpo”, aggiunge. Sebbene lo studio sia stato condotto sui topi, ci sono indizi allettanti su un percorso simile negli esseri umani: le persone trattate con un farmaco antitumorale che blocca il percorso hanno il doppio delle probabilità di sviluppare il diabete dopo il trattamento.
“L’associazione è altamente significativa e ci fornisce i primi indizi che l’attivazione di questo percorso potrebbe essere protettiva per le persone con sindrome metabolica che stanno iniziando a perdere la funzione delle cellule beta”, dice Beachy. Le cellule neuroendocrine costituiscono meno dell’1% del numero totale di cellule che rivestono le vie aeree, che è costituito da un tipo di tessuto chiamato epitelio. Alcune di esse si raggruppano in quelli che vengono chiamati corpi neuroepiteliali e svolgono un ruolo importante nel rilevamento dei livelli di ossigeno e nella modulazione delle risposte immunitarie nei polmoni.
Altre, in particolare quelle nelle vie aeree tracheali, sono solitarie, annidate da sole tra altri tipi di cellule epiteliali. Non era chiaro fino ad ora esattamente quale funzione svolgessero queste cellule neuroendocrine solitarie. Il laboratorio di Beachy si è concentrato sulla funzione di una famiglia di proteine ??chiamata proteine ??Hedgehog da quando Beachy ha identificato il primo membro nei moscerini della frutta nel 1992.
I risultati
È stato riscontrato che una delle tre proteine ??Hedgehog, Desert hedgehog, è prodotta dalle cellule neuroendocrine solitarie. Quando le cellule delle vie aeree rilevano un danno, la proteina Desert hedgehog avvia una risposta rigenerativa. L’intero processo avviene entro poche ore dall’esposizione alle tossine in una cascata coordinata che alla fine include anche le cellule delle vie aeree che non esprimono Gli1. “Ad ogni fase, il segnale viene amplificato fino a quando l’intera trachea non viene interessata”, dice Beachy.
“Questa risposta rapida non solo protegge le cellule epiteliali dalla morte, ma attiva anche una risposta rigenerativa”, aggiunge. Le conseguenze dell’impedimento di questo messaggio protettivo sono gravi. I topi che non erano in grado di produrre Desert hedgehog o Gli1 erano molto più sensibili all’esposizione al gas di biossido di zolfo, che è un inquinante ambientale e imita il danno inflitto da altre tossine inalate. I ricercatori stanno ora esplorando se e come il percorso Hedgehog potrebbe essere attivato negli esseri umani per prevenire danni polmonari nelle persone esposte a tossine presenti nell’aria o a rischio di diabete.
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