Vías de señalización fetal pueden ofrecer objetivos futuros para tratar la lesión pulmonar

Publicado 19/02/2019 7:44:32CET
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MADRID, 19 Feb. (EUROPA PRESS) -

Las células pulmonares especializadas aparecen en el feto en desarrollo mucho antes de lo que los científicos pensaban anteriormente. Un nuevo estudio en animales publicado esta semana en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' informa cómo las células que se convierten en alveolos, los pequeños compartimentos en los que se produce el intercambio de gases en el pulmón, comienzan sus funciones especializadas muy temprano en la vida prenatal.

Investigadores de la Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania y el Hospital de Niños de Filadelfia (CHOP, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, afirman que investigar las vías de señalización fetal activas en este evento biológico puede ofrecer futuras oportunidades para tratar el daño pulmonar causado por la prematuridad y otras lesiones pulmonares.

El equipo de investigación se centró en la función básica de la respiración: el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono dentro de las células clave, llamadas células alveolares tipo 1 y tipo 2. El mismo grupo de científicos identificó previamente un nuevo linaje celular en los pulmones de ratones y humanos, que llamaron células progenitoras epiteliales alveolares.

La nueva investigación utilizó un análisis de secuenciación de ARN de una sola célula, estudios de expresión de proteínas y una nueva herramienta de rastreo del linaje para revelar detalles de la formación pulmonar temprana en un modelo de ratón fetal. El investigador Edward E. Morrisey, director del Centro Penn de Biología Pulmonar; Rajan Jain, profesor asistente de Medicina Cardiovascular en Penn, y David B. Frank, cardiólogo pediátrico en CHOP, fueron coautores en el estudio

LAS CÉLULAS PULMONARES ASUMEN SU DESTINO ANTES DE LO ESPERADO

Los científicos están interesados ??en descifrar los conceptos básicos sobre cómo las células forman su identidad, en esencia, por qué una célula se convierte en una célula pulmonar en lugar de una célula cardiaca. En particular, comprender cómo se forma el pulmón es fundamental porque muchos bebés que nacen prematuramente tienen órganos poco formados. "Lo que descubrimos es que las células pulmonares asumen su destino previsto mucho antes de lo esperado, lo que es un paso crítico para poder desarrollar nuevas terapias", destaca Jain.

Las células alveolares comparten características similares en ratones y humanos, ambas tienen genes subyacentes, proteínas y sistemas de señalización similares, por lo que los mecanismos biológicos encontrados en el estudio actual de roedores son relevantes para el funcionamiento de estas células en humanos. "Esta especificación celular comienza notablemente temprano en el desarrollo del pulmón, y siembra progresivamente el alveolo prematuro del pulmón durante la gestación del feto", afirma Frank.

El equipo descubrió que la especificación de las células alveolares se inicia simultáneamente con la formación temprana de los pulmones, a medida que las células en el embrión en desarrollo comienzan a separarse y se ramifican en estructuras especializadas como las vías respiratorias y los alveolos. Muchas células pulmonares se comprometen a "destinos celulares", sus funciones especializadas, durante la morfogénesis de ramificación, que ocurre antes de la formación de la estructura en forma de saco que se convierte en el alveolo pulmonar.

"La presencia temprana de estas células alveolares especializadas puede explicar el hecho de que una minoría de bebés humanos extremadamente prematuros sobrevive incluso con pulmones poco desarrollados", afirma Frank. Añade que debido a que muchos otros sistemas de órganos, además del sistema pulmonar, siguen sin desarrollarse en los bebés extremadamente prematuros, la morbilidad y la mortalidad siguen siendo altas en estos casos.

El equipo de investigación planea explorar más a fondo cómo sus hallazgos podrían eventualmente contribuir a futuros tratamientos. Comprender mejor el desarrollo pulmonar podría llevar a herramientas potenciales en la medicina regenerativa, tal vez mediante la manipulación de vías de señalización clave o nuevos objetivos de células progenitoras para que crezca nuevo tejido pulmonar después de una lesión por prematuridad o por una enfermedad pulmonar adquirida.