Naučnici sa Instituta Frensis Krik otkrili su kako ćelije koje oblažu plućne disajne puteve menjaju svoj metabolizam i kako je ovaj proces ključan za pomoć plućima da zarastu nakon infekcije ili oštećenja.
Ćelije koje oblažu disajne puteve, nazvane epitelne ćelije, proizvode sluz ili razvijaju cilije čiji redovni otkucaji pomeraju sluz ka grlu. Prava ravnoteža između proizvodnje i kretanja sluzi je važna za uklanjanje spoljašnjih patogena i drugih štetnih čestica iz pluća. Diferencijacija ovih specijalizovanih ćelija mora biti strogo regulisana kako bi se omogućilo plućima da se poprave nakon oštećenja izazvanih povredom ili infekcijom.
U svojoj studiji, objavljenoj danas u Nature Communications, istraživački tim Crick-a je ispitao način na koji epitelne ćelije pluća koriste hranljive materije za proizvodnju energije i biomase, i kako se to menja kada se diferenciraju u specijalističke ćelije.
Blokiranje metaboličkog puta oksidacije masnih kiselina otežava diferencijaciju epitelnih ćelija disajnih puteva, što dovodi do potpunog odsustva specijalizovanih ćelija.
Otkrili su da su tokom diferencijacije epitelne ćelije pluća prešle sa metabolizma glukoze na korišćenje masti. Blokirajući proces koji se zove oksidacija masnih kiselina, potpuno su blokirali diferencijaciju specijalizovanih ćelija.
Stefania Crotta, zajednički prvi autor i ko-korespondent koji radi u Cricku, rekla je: „Do sada se malo razumelo o ulozi metabolizma u regeneraciji epitela pluća. Ali prelazak na oksidaciju masnih kiselina ima smisla zbog obilja kiseonik i dostupne masti u plućima. Mislimo da ovaj prekidač oslobađa glukozu da bi se koristila u drugim važnim procesima kao što je glikozilacija sluzi u specijalizovanim ćelijama.“
Istraživači su takođe ispitali delovanje lekova koji se već koriste za lečenje oštećenja pluća povezanih sa sindromom akutnog respiratornog distresa i drugim plućnim stanjima. Otkrili su da neki od ovih lekova podstiču oksidaciju masnih kiselina, što dovodi do većeg udela diferenciranih ćelija koje proizvode sluz i trepetljastih ćelija.
Tim je zatim proučavao važnost ovog metaboličkog procesa kod miševa. Koristeći alate za uređivanje genoma, uklonili su genski ključ za oksidaciju masnih kiselina i primetili sposobnost epitela pluća da se regeneriše nakon što su miševi zaraženi virusom gripa. Oni su potvrdili da je mnogo manje ćelija bilo u stanju da se diferencira i da je više ćelija ostalo u nespecijalizovanom stanju.
Andreas Vack, šef Crickove laboratorije za imunoregulaciju, rekao je: „Telo može da izdrži nedostatak kiseonika samo nekoliko minuta. Stoga je popravka pluća veoma strogo kontrolisan proces, uključujući brzinu i efikasnost diferencijacije epitelnih ćelija za regeneraciju tkivo tačno kakvo je bilo pre infekcije ili povrede.
„Ovaj uvid u važnost oksidacije masnih kiselina u ovom procesu, otvara nove mogućnosti za promovisanje diferencijacije ćelija i zdravu popravku pluća nakon oštećenja.“
