Gli scienziati hanno scoperto un nuovo tipo di cellula che si nasconde all'interno dei delicati passaggi ramificati dei polmoni umani. Le cellule appena scoperte svolgono un ruolo vitale nel mantenere il corretto funzionamento del sistema respiratorio e potrebbero persino ispirare nuovi trattamenti per invertire gli effetti di alcune malattie legate al fumo, secondo un nuovo studio.
Le cellule, note come cellule secretorie delle vie respiratorie (RAS), si trovano in minuscoli passaggi ramificati noti come bronchioli, che sono ricoperti da alveoli, le sacche d'aria che scambiano ossigeno e anidride carbonica con il flusso sanguigno. Le nuove cellule RAS sono simili alle cellule staminali, cellule "blank canvas" che possono differenziarsi in qualsiasi altro tipo di cellula del corpo e sono in grado di riparare le cellule degli alveoli danneggiate.
I ricercatori hanno sempre dovuto fare affidamento sulle ricerche sui polmoni dei topi come modelli per il sistema respiratorio umano. Tuttavia, a causa di alcune differenze tra i due, hanno faticato a colmare alcune lacune di conoscenza sui polmoni umani.
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, il che ha rivelato le cellule RAS precedentemente sconosciute.
"È noto da tempo che le vie aeree del polmone umano sono diverse rispetto al topo", ha dichiarato a Live Science l'autore senior Edward Morrisey, professore presso la Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania specializzato in sistemi respiratori. "Ma le tecnologie emergenti ci hanno permesso solo di recente di campionare e identificare tipi di cellule 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 abbiano probabilmente cellule RAS nei polmoni, ha spiegato Morrisey.
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 agire come cellule progenitrici per le cellule alveolari di tipo 2 (AT2), un tipo speciale di alveoli che secernono una sostanza chimica che viene utilizzata in parte per riparare altri alveoli danneggiati. Una cellula progenitrice è una cellula che ha la capacità di differenziarsi in un altro tipo di cellula, simile a come le cellule staminali si differenziano in altre cellule.
"Le cellule RAS sono ciò che abbiamo definito progenitori facoltativi", ha affermato Morrisey, "il che significa che agiscono sia come cellule progenitrici che come importanti ruoli funzionali 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 pensano 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 dei passaggi delle vie aeree all'interno dei polmoni, che 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 assumere correttamente abbastanza ossigeno; di conseguenza, la BPCO ha sintomi simili all'asma. La BPCO può anche portare a enfisema, in cui gli alveoli vengono distrutti in modo permanente, e bronchite cronica, una tosse duratura e intensa di solito accompagnata da catarro in eccesso.
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 potenzialmente essere utilizzate per migliorare i trattamenti o addirittura curare la BPCO, se i ricercatori riuscissero a sfruttare correttamente le proprietà rigenerative di queste cellule.
"Non sappiamo ancora se questa scoperta potrebbe portare a una potenziale cura per la BPCO", ha dichiarato Morrisey. "Tuttavia, poiché la BPCO è una malattia di cui sappiamo molto poco, qualsiasi nuova intuizione potrebbe aiutare a pensare a nuovi approcci terapeutici che potrebbero portare a trattamenti migliori".