Fibrosi cistica, dal catalogo molecolare delle cellule polmonari la speranza per nuove terapie

La fibrosi cistica è una malattia genetica progressiva che colpisce più di 70mila persone in tutto il mondo. Responsabile della stessa è una mutazione del gene CFTR. Le cellule che contengono la proteina difettosa codificata dal gene producono un muco denso e appiccicoso. che si accumula in vari organi e, nei polmoni, ostruisce le vie respiratorie e intrappola i germi e i batteri che possono causare infezioni potenzialmente letali.

Un team di ricercatori dell'UCLA, del Cedars-Sinai e della Cystic Fibrosis Foundation ha sviluppato un catalogo molecolare unico nel suo genere di cellule nei polmoni sani e nei polmoni dei pazienti affetti da fibrosi cistica. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista"Nature Medicine". Il catalogo molecolare rivela nuovi sottotipi di cellule e illustra come la patologia modifica la composizione cellulare delle vie aeree.

I risultati potrebbero aiutare gli scienziati nella ricerca di specifici tipi di cellule staminali che rappresentano i bersagli principali per le terapie genetiche e cellulari per la fibrosi cistica. L'indagine ha visto impegnato il team nel confronto di campioni di tessuto prelevati da polmoni trapiantati rimossi da 19 soggetti affetti dalla malattia, con campioni prelevati da polmoni sani donati da 19 individui sani deceduti per altre cause.

La scomposizione e l'analisi dei tessuti è stata effettuata mediante una tecnologia nota come sequenziamento dell'RNA a cellula singola. Essa ha permesso la valutazione di migliaia di cellule in tandem e la loro classificazione in sottotipi in base ai modelli di espressione genica. Utilizzando un nuovo approccio bioinformatico basato su computer per confrontare i modelli di espressione genica delle varie cellule, gli studiosi hanno dato vita a un catalogo dei tipi e dei sottotipi di cellule presenti nelle vie aeree sane e di quelli affetti da fibrosi cistica, inclusi alcuni sottotipi precedentemente sconosciuti.

Si è scoperto che nelle vie aeree dei pazienti malati vi sono differenze nei tipi e nelle proporzioni delle cellule basali, una categoria che include le cellule staminali responsabili della riparazione e della rigenerazione polmonare. Inoltre, tra le popolazioni di cellule basali esiste una relativa sovrabbondanza di cellule che sembrano passare dalle cellule staminali basali a quelle ciliate specializzate che usano le loro proiezioni per eliminare il muco dai polmoni. Secondo gli scienziati, i cambiamenti che le cellule basali subiscono per ricostituire le cellule ciliate rappresentano un tentativo fallito di eliminare lo stesso muco.

L'aumento delle cellule in transizione sottolinea, ancora una volta, che l'espressione del gene CFTR mutato interrompe la normale funzione delle vie aeree, portando così a cambiamenti nel modo in cui le cellule staminali basali producono cellule specializzate.

I ricercatori continueranno a studiare i nuovi dati per comprendere come la fibrosi cistica sia in grado di alterare il panorama cellulare dei polmoni e per identificare le cellule staminali basali di lunga durata che sarebbero il bersaglio ideale per una correzione del gene CFTR.