Estudo:Os outeiros das vias aéreas desafiam nossa compreensão da biologia pulmonar
Hillocks são estruturas estratificadas com células luminais escamosas presentes nas vias aéreas homeostáticas com células-tronco basais dedicadas. Crédito:Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07377-1 Os outeiros das vias aéreas são estruturas misteriosas e planas que só recentemente foram identificadas no tecido pulmonar normal, e seu papel na biologia e patologia das vias aéreas era anteriormente desconhecido.
Uma equipe de pesquisa da Escola de Medicina da Universidade Tufts e do Hospital Geral de Massachusetts está agora relatando evidências de que os outeiros e suas células-tronco são fisiologicamente distintos de outras células do pulmão e consistem em uma camada externa estratificada de células escamosas semelhantes a escamas que protegem uma camada subjacente. de células-tronco basais em rápida expansão que são capazes de restaurar o tecido das vias aéreas após uma lesão.
Os resultados foram publicados em um estudo publicado em 1º de maio na revista Nature. .
"Este estudo liga pesquisas anteriores que descrevem fenômenos aparentemente díspares a um reservatório não apreciado de células resistentes a lesões", diz Brian Lin, GSB17, professor assistente de pesquisa de biologia do desenvolvimento, molecular e química na Faculdade de Medicina, e co-primeiro, co-autor correspondente no artigo.
“Ao fazer uma coloração de todo o órgão, surgiram estruturas que não são facilmente vistas quando se olha o tecido em fatias”.
Lin estava entre o grupo de cientistas que, em 2019, descreveu pela primeira vez as células chamadas outeiros, assim chamadas por se assemelharem a montes na superfície do tecido pulmonar.
“A identificação de colinas explica uma série de descobertas sobre a regeneração das vias aéreas”, acrescenta Jayaraj Rajagopal, MD, autor sênior do estudo e investigador do Centro de Medicina Regenerativa do Mass General. "É notável pensar que estas estruturas foram esquecidas durante décadas. Elas têm implicações tanto para a medicina regenerativa como para o cancro."
Neste novo estudo, Lin e sua equipe geraram um modelo genético de camundongo que possibilitou a marcação fluorescente de outeirinhos e sua progênie nos pulmões.
Eles descobriram que as células-tronco derivadas de Hillock (as células basais subjacentes às camadas de células escamosas ou escamosas no topo) poderiam regenerar rapidamente o revestimento das vias aéreas após a lesão e serem capazes de criar todos os seis tipos de células componentes do epitélio pseudoestratificado das vias aéreas.
Os pesquisadores também demonstraram que as camadas estratificadas e fortemente interligadas de células escamosas no topo dos outeiros eram resistentes a um amplo espectro de insultos, que vão desde lesões físicas a lesões ácidas, infecções e toxinas relacionadas ao tabagismo.
Viral Shah, membro do Laboratório Rajagopal e um dos co-primeiros autores, pesquisou colinas nas vias respiratórias humanas dissecando e colorindo tecido pulmonar humano e descobriu que os humanos também têm colinas que refletem a estrutura e função daquelas em camundongos.
Esses achados estabelecem que a presença de um epitélio escamoso estratificado, há muito considerado uma resposta metaplásica (pré-cancerosa) ao dano, é característica de uma via aérea ilesa.
Dissecações de outeiros revelaram genes específicos não expressos por outros tipos de células pulmonares que produzem uma proteína dura da família da queratina semelhante àquelas usadas para formar cabelos e unhas.
Apesar de serem tão resistentes, Lin diz que uma das descobertas mais surpreendentes do estudo é a rapidez com que as células hillock se substituem, sugerindo que parte da sua função é ser descartável. Por exemplo, em resposta a lesões físicas na traqueia, os outeiros proliferam dramaticamente e migram para espalhar células estaminais para a área impactada, a fim de regenerá-la.
As células que se dividem tão rapidamente são propensas a mutações e, portanto, um curto período de vida dessas células provavelmente impedirá que as células hillock acumulem erros.
A equipe de pesquisa planeja continuar a caracterização dos outeiros, trabalho que pode alterar nossa compreensão da progressão do câncer de pulmão, da fisiologia de condições como a asma e de como o corpo combate infecções virais e interações medicamentosas. “Acho que abrimos a porta, mas há muito mais a fazer”, diz Lin.
