Un equipo de investigación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts y el Hospital General de Massachusetts ahora informa evidencia de que los montículos y sus células madre son fisiológicamente distintas de otras células dentro del pulmón y consisten en una capa externa estratificada de células escamosas en forma de escamas que protegen una capa subyacente. de células madre basales en rápida expansión que son capaces de restaurar el tejido de las vías respiratorias después de una lesión.

Los resultados se publican en un estudio que aparece el 1 de mayo en la revista Nature. .

"Este estudio vincula investigaciones anteriores que describen fenómenos aparentemente dispares con una reserva no apreciada de células resistentes a lesiones", dice Brian Lin, GSB17, profesor asistente de investigación de biología química, molecular y del desarrollo en la Facultad de Medicina, y co-primer, coautor correspondiente del artículo.

"Al realizar una tinción de todo el órgano, aparecieron estructuras que no se ven fácilmente al observar el tejido en cortes".

Lin formó parte del grupo de científicos que, en 2019, describió por primera vez las células llamadas montículos, llamadas así por cómo se parecen a los montículos en la superficie del tejido pulmonar.

"La identificación de montículos explica una gran cantidad de hallazgos sobre la regeneración de las vías respiratorias", añade el Dr. Jayaraj Rajagopal, autor principal del estudio e investigador del Centro de Medicina Regenerativa de Mass General. "Es sorprendente pensar que estas estructuras se pasaron por alto durante décadas. Tienen implicaciones tanto para la medicina regenerativa como para el cáncer".

En este nuevo estudio, Lin y su equipo generaron un modelo genético de ratón que hizo posible marcar con fluorescencia los montículos y su progenie en los pulmones.

Descubrieron que las células madre derivadas de los montículos (las células basales que se encuentran debajo de las capas de células escamosas o escamosas en la parte superior) podían regenerar rápidamente el revestimiento de las vías respiratorias después de una lesión y eran capaces de crear los seis tipos de células componentes del epitelio pseudoestratificado de las vías respiratorias.

Los investigadores también demostraron que las capas estratificadas y estrechamente entrelazadas de células escamosas en la cima de los montículos eran resistentes a un amplio espectro de agresiones, que iban desde lesiones físicas hasta lesiones por ácido, pasando por infecciones y toxinas relacionadas con el tabaquismo.

Viral Shah, miembro del Laboratorio Rajagopal y uno de los primeros autores, buscó montículos en las vías respiratorias humanas mediante la disección y tinción del tejido pulmonar humano y descubrió que los humanos también tienen montículos que reflejan la estructura y función de los de los ratones. P>

Estos hallazgos establecen que la presencia de un epitelio escamoso estratificado, que durante mucho tiempo se pensó que era una respuesta metaplásica (precancerosa) al daño, es característica de una vía aérea ilesa.

Las disecciones de montículos revelaron genes específicos no expresados ​​por otros tipos de células pulmonares que producen una proteína dura de la familia de la queratina similar a las utilizadas para formar el cabello y las uñas.

A pesar de ser tan resistentes, Lin dice que uno de los hallazgos más sorprendentes del estudio es la rapidez con la que las células de los montículos se reemplazan a sí mismas, dando a entender que parte de su función es ser desechables. Por ejemplo, en respuesta a una lesión física en la tráquea, los montículos proliferan dramáticamente y migran para diseminar células madre al área afectada para regenerarla.

Las células que se dividen tan rápidamente son propensas a mutar, por lo que una vida corta de estas células probablemente evite que las células en montículo acumulen errores.

El equipo de investigación planea continuar con la caracterización de los montículos, un trabajo que podría alterar nuestra comprensión de la progresión del cáncer de pulmón, la fisiología de afecciones como el asma y cómo el cuerpo combate las infecciones virales y las interacciones medicamentosas. "Creo que hemos abierto la puerta, pero aún queda mucho por hacer", afirma Lin.