Descubrimiento de Mayo Clinic revela cómo se reparan los pulmones, abriendo puertas a terapias regenerativas
Share this:
ROCHESTER, Minnesota — Investigadores de Mayo Clinic han identificado un "interruptor" molecular en las células pulmonares que les ayuda a decidir cuándo reparar el tejido y cuándo combatir una infección. Este descubrimiento puede orientar futuras terapias regenerativas para enfermedades pulmonares crónicas.
"Nos sorprendió descubrir que estas células especializadas no pueden realizar ambas funciones al mismo tiempo," dice Douglas Brownfield, Ph.D., autor senior del estudio publicado en la revista Nature Communications. "Algunas células se dedican a la reconstrucción, mientras que otras se centran en la defensa. Esa división del trabajo es esencial. Y al identificar el interruptor que la controla, podemos empezar a pensar en cómo restablecer el equilibrio cuando se pierde en situaciones de enfermedad."
Cómo las células pulmonares equilibran la reparación y la defensa
La nueva investigación se centra en las células alveolares tipo 2 (AT2), células especializadas que protegen los pulmones y actúan como células madre de reserva. Estas células producen proteínas que mantienen los sacos aéreos abiertos para la respiración, pero que también pueden regenerar las delgadas células alveolares tipo 1 (AT1), que forman la superficie responsable del intercambio de oxígeno.
Los científicos han sabido durante décadas que estas células a menudo no pueden regenerarse adecuadamente en enfermedades pulmonares como la fibrosis pulmonar, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) e infecciones virales graves como la COVID-19. Lo que seguía siendo incierto era cómo las células AT2 pierden su capacidad de actuar como células madre.
Mediante secuenciación de células individuales, imágenes y modelos preclínicos de lesión, el equipo trazó la "historia de vida" del desarrollo de células AT2. Descubrieron que las células AT2 recién formadas permanecen flexibles durante aproximadamente una o dos semanas tras el nacimiento, antes de "fijaren" su identidad especializada.
Este período está controlado por un circuito molecular que involucra tres reguladores principales: PRC2, C/EBPα y DLK1. Los investigadores demostraron que uno de ellos, el C/EBPα, actúa como una especie de abrazadera que suprime la actividad de célula madre. En los pulmones adultos, las células AT2 deben liberar esta abrazadera después de una lesión para poder regenerarse.
El mismo interruptor molecular también determina si las células AT2 repararán el tejido pulmonar o se defenderán de una infección, lo que ayuda a explicar por qué las infecciones a menudo retrasan la recuperación en las enfermedades pulmonares.
"Cuando pensamos en la reparación pulmonar, no se trata solo de activar ciertos mecanismos — sino también de eliminar las abrazaderas que suelen impedir que estas células actúen como células madre," dice el Dr. Brownfield. "Hemos descubierto una de estas abrazaderas y cómo regula el momento en que esas células adquieren la capacidad de reparación."
Prevención del fallo orgánico
Los descubrimientos resaltan nuevos posibles objetivos para la medicina regenerativa. Medicamentos desarrollados para regular el C/EBPα, por ejemplo, podrían ayudar a las células AT2 a reconstruir el tejido pulmonar de manera más efectiva o reducir la formación de cicatrices en la fibrosis pulmonar.
"Esta investigación nos acerca a la posibilidad de potenciar los mecanismos naturales de reparación pulmonar, ofreciendo esperanza para prevenir o revertir condiciones en las que, actualmente, solo hemos podido retrasar la progresión," dice el Dr. Brownfield.
Los descubrimientos también pueden facilitar la detección temprana, ayudando a los médicos a identificar cuándo las células AT2 se bloquean en un solo estado y no pueden regenerarse. Estos conocimientos pueden conducir al descubrimiento de nuevos biomarcadores para las enfermedades pulmonares. Ese trabajo está en consonancia con la iniciativa Precure de Mayo Clinic, centrada en detectar las enfermedades en sus fases más tempranas — cuando las intervenciones son más eficaces — y prevenir su progresión antes de que se produzca un fallo orgánico.
Al mismo tiempo, la investigación también impulsa la iniciativa Genesis de Mayo Clinic, cuyo objetivo es prevenir el fallo orgánico y restaurar su función a través de la medicina regenerativa. En este momento, el equipo está probando estrategias para eliminar la abrazadera represiva de las células AT2 humanas, expandirlas en cultivo y, eventualmente, utilizarlas en terapias de reemplazo celular.
###
Información sobre Mayo Clinic
Mayo Clinic es una organización sin fines de lucro, dedicada a innovar la práctica clínica, la educación y la investigación, así como a ofrecer pericia, compasión y respuestas a todos los que necesitan recobrar la salud. Visite la Red Informativa de Mayo Clinic para leer más noticias sobre Mayo Clinic.
Contacto para los medios de comunicación:
- Kelley Luckstein, Departamento de Comunicaciones de Mayo Clinic, newsbureau@mayo.edu
[mayoNnVideoDownload]
