Учени от Института "Франсис Крик" разкриха как клетките, покриващи белодробните дихателни пътища, променят своя метаболизъм и как този процес е от ключово значение за подпомагането на възстановяването на белите дробове след инфекция или увреждане.

Клетките, които облицоват дихателните пътища, наречени епителни клетки, произвеждат слуз или развиват реснички, чийто редовен ритъм придвижва слузта към гърлото. Правилният баланс между производството и движението на слузта е важен за изчистването на външните патогени и други вредни частици от белите дробове. Диференциацията на тези специализирани клетки трябва да бъде строго регулирана, за да може белите дробове да се възстановят след увреждане, причинено от нараняване или инфекция.

В своето изследване, публикувано днес в Nature Communications, изследователският екип на "Франсис Крик" проучва начина, по който белодробните епителни клетки използват хранителни вещества, за да произвеждат енергия и биомаса, и как това се променя, когато се диференцират в специализирани клетки.

Блокирането на метаболитния път на окисление на мастните киселини нарушава диференциацията на епителните клетки на дихателните пътища, което води до пълна липса на специализирани клетки.

Те установяват, че по време на диференциацията белодробните епителни клетки преминават от метаболизиране на глюкоза към използване на мазнини. Чрез блокиране на процеса, наречен окисление на мастните киселини, те напълно блокират диференциацията на специализираните клетки.

Стефания Крота, първи автор и съавтор, работеща във "Франсис Крик", заяви: "Досега малко се знаеше за ролята на метаболизма в регенерацията на белодробния епител. Но преминаването към окисление на мастни киселини е логично поради изобилието на кислород и налични мазнини в белите дробове. Смятаме, че това превключване освобождава глюкоза, която да се използва в други важни процеси, като например гликозилирането на слузта в специализираните клетки."

Изследователите също така проучват действието на лекарства, които вече се използват за лечение на белодробни увреждания, свързани със синдрома на остър респираторен дистрес и други белодробни заболявания. Те откриват, че някои от тези лекарства насърчават окислението на мастните киселини, което води до по-голям дял на диференцираните, произвеждащи слуз и ресничести клетки.

След това екипът изследва значението на този метаболитен процес при мишки. Използвайки инструменти за редактиране на генома, те премахват ген, който е ключов за окисляването на мастните киселини, и наблюдават способността на белодробния епител да се възстановява, след като мишките са били заразени с грипен вирус. Те потвърждават, че много по-малко клетки са успели да се диференцират и повече клетки са останали в неспециализирано състояние.

Андреас Вак, ръководител на Лабораторията по имунорегулация на "Франсис Крик", заяви: "Организмът може да издържи на липсата на кислород само няколко минути. Ето защо възстановяването на белия дроб е много строго контролиран процес, включващ скоростта и ефективността на диференциацията на епителните клетки, за да се възстанови тъканта точно такава, каквато е била преди инфекцията или увреждането.

"Това прозрение за значението на окислението на мастните киселини в този процес открива нови възможности за насърчаване на клетъчната диференциация и здравословното възстановяване на белия дроб след увреждане."

Източник: Medical Xpress