Le nuove cellule RAS (respiratory airway secretory cells) sono simili alle cellule staminali che possono differenziarsi in qualsiasi altro tipo di cellula del corpo e sono in grado di riparare le cellule alveolari danneggiate e trasformarsi in nuove. Le cellule si trovano negli alveoli, le piccole sacche d'aria che scambiano ossigeno e anidride carbonica con il flusso sanguigno.
I ricercatori hanno scoperto le cellule RAS dopo aver riconosciuto i limiti di fare affidamento sui polmoni dei topi come modelli per il sistema respiratorio umano. Per ottenere una migliore comprensione di queste differenze a livello cellulare, il team ha prelevato campioni di tessuto polmonare da donatori umani sani e ha analizzato i geni all'interno delle singole cellule, rivelando le cellule RAS precedentemente sconosciute.
"È noto da tempo che le vie aeree del polmone umano sono diverse da quelle del topo", ha commentato l'autore senior Edward Morrisey, professore presso la Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania.
Ma le tecnologie emergenti hanno permesso solo di recente di campionare e identificare tipi cellulari unici. Il team ha anche trovato cellule RAS nei furetti, i cui sistemi respiratori sono più simili a quelli umani rispetto a quelli dei topi. Di conseguenza, i ricercatori sospettano che la maggior parte dei mammiferi di dimensioni uguali o maggiori abbia probabilmente cellule RAS nei polmoni.
Le cellule RAS svolgono due funzioni principali nei polmoni. In primo luogo, secernono molecole che mantengono il rivestimento fluido lungo i bronchioli, aiutando a prevenire il collasso delle minuscole vie aeree e massimizzando l'efficienza dei polmoni. In secondo luogo, possono fungere da cellule progenitrici per le cellule alveolari di tipo 2 (AT2), un tipo speciale di alveoli che secernono una sostanza chimica utilizzata in parte per riparare altri alveoli danneggiati.
"Le cellule RAS sono ciò che abbiamo definito progenitori facoltativi", ha detto Morrisey, "il che significa che agiscono sia come cellule progenitrici e hanno anche ruoli funzionali importanti nel mantenimento della salute delle vie aeree". Ciò significa che le cellule RAS svolgono un ruolo vitale nel mantenimento di polmoni sani, ha aggiunto.
I ricercatori ritengono che le cellule RAS possano svolgere un ruolo chiave nelle malattie legate al fumo, come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). La BPCO è il risultato dell'infiammazione delle vie aeree all'interno dei polmoni, la quale può essere causata dal fumo e, occasionalmente, dall'inquinamento atmosferico, secondo la Mayo Clinic. L'infiammazione delle vie aeree rende più difficile per i polmoni assorbire correttamente una quantità sufficiente di ossigeno, di conseguenza la BPCO ha sintomi simili all'asma. La BPCO può anche portare a enfisema, in cui gli alveoli vengono permanentemente distrutti, e bronchite cronica, una tosse intensa e di lunga durata solitamente accompagnata da eccesso di catarro. Ogni anno, più di 3 milioni di persone in tutto il mondo muoiono di BPCO, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità.
In teoria, le cellule RAS dovrebbero prevenire, o almeno alleviare, gli effetti della BPCO riparando gli alveoli danneggiati. Tuttavia, i ricercatori sospettano che il fumo possa danneggiare o addirittura distruggere completamente, le nuove cellule, portando all'insorgenza di malattie come la BPCO. Ai pazienti che hanno la BPCO vengono spesso prescritti farmaci antinfiammatori o ossigenoterapia per alleviare i loro sintomi. Tuttavia, queste sono solo soluzioni temporanee e non fanno nulla per invertire il danno polmonare. Le cellule RAS potrebbero essere potenzialmente utilizzate per migliorare i trattamenti o addirittura curare la BPCO, se i ricercatori possono sfruttare adeguatamente le proprietà rigenerative di queste cellule. "Non sappiamo davvero se questa scoperta potrebbe portare a una potenziale cura per la BPCO", ha detto Morrisey. "Tuttavia, poiché la BPCO è una malattia di cui sappiamo molto poco, qualsiasi nuova intuizione dovrebbe aiutare il campo a iniziare a pensare a nuovi approcci terapeutici che potrebbero portare a trattamenti migliori". Il loro ruolo potenziane nella COVID-19 è tutto da scoprire (se esiste).
Fonte: Basil MC, Cardenas-Diaz FL, Kathiriya JJ, Morley MP, Carl J, Brumwell AN, Katzen J, Slovik KJ, Babu A, Zhou S, Kremp MM, McCauley KB, Li S, Planer JD, Hussain SS, Liu X, Windmueller R, Ying Y, Stewart KM, Oyster M, Christie JD, Diamond JM, Engelhardt JF, Cantu E, Rowe SM, Kotton DN, Chapman HA, Morrisey EE. Human distal airways contain a multipotent secretory cell that can regenerate alveoli. Nature. 2022 Apr;604(7904):120-126. doi: 10.1038/s41586-022-04552-0. Epub 2022 Mar 30. PMID: 35355013.