La regeneración pulmonar puede ser una realidad pronto

De acuerdo con un informe en la edición del 28 de octubre de la revista CeldaLos investigadores de Weill Cornell Medical College han hecho un descubrimiento importante en su misión de "activar" la regeneración pulmonar. Este hallazgo podría tratar efectivamente a millones de personas que sufren de trastornos respiratorios.
El equipo ha descubierto las señales bioquímicas en ratones que activan la producción de nuevos alvéolos pulmonares, diminutos sacos en forma de globo dentro del pulmón que se inflan y desinflan con la inhalación y la exhalación. Estas señales provienen de las células endoteliales especializadas que recubren la superficie interior de los vasos sanguíneos en el pulmón.
Aunque los investigadores saben desde hace mucho tiempo que los ratones pueden regenerar y expandir la capacidad de un pulmón en caso de que el otro no se encuentre, ahora han encontrado los factores desencadenantes moleculares detrás del proceso, que también podrían ser relevantes para los humanos.
El investigador principal, el Dr. Shahin Rafii, explicó:

"Varios órganos humanos adultos tienen el potencial de regenerarse en la lesión hasta cierto punto, y si bien podemos controlar fácilmente las vías implicadas en la regeneración del hígado y la médula ósea, es mucho más engorroso estudiar la regeneración de otros órganos adultos, como el pulmón y el corazón ".
Se especula, pero no se prueba, que los humanos tienen el potencial de regenerar sus alvéolos pulmonares hasta que ya no puedan hacerlo, debido al tabaquismo, el cáncer u otro daño crónico extenso. Nuestra esperanza es llevar estos hallazgos a la clínica y ver si podemos inducir la regeneración pulmonar en pacientes que lo necesitan, como aquellos con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) ".

El coautor, Dr. Ronald G. Crystal, dijo:

"No existe una terapia efectiva para los pacientes diagnosticados con EPOC. Con base en este estudio, imagino un día en que los pacientes con EPOC y otras enfermedades pulmonares crónicas pueden beneficiarse del tratamiento con factores derivados de los vasos sanguíneos pulmonares que inducen la regeneración pulmonar".

En un estudio previo, el Dr. Rafii y su equipo descubrieron factores de crecimiento que controlan la regeneración del hígado y la médula ósea. Descubrieron que, en ambos casos, las células endoteliales generan importantes factores de crecimiento inductivo, que describieron como "factores angiocrinos". El mismo fenómeno (que las células de los vasos sanguíneos en los pulmones desencadenan la regeneración de los alvéolos) se descubrió en la investigación actual.
El Dr. Rafii explicó:

"Los vasos sanguíneos no son solo las cañerías inertes que transportan sangre. Dan instrucciones activas para la regeneración de órganos. Este es un hallazgo fundamental: cada órgano utiliza diferentes factores de crecimiento dentro de su sistema vascular local para promover la regeneración".

En esta investigación, se extrajeron los pulmones izquierdos de los ratones para que el Dr. Bi-Sen Ding examinara el proceso bioquímico de regeneración posterior del pulmón restante. De acuerdo con una investigación previa del Dr. Crystal, cuando se extraen los pulmones izquierdos de los ratones, los pulmones derechos se regeneran en un 80%, reemplazando eficazmente la mayoría de los alvéolos perdidos.
El Dr. Ding dijo:

"Este proceso de regeneración también restablece la función respiratoria fisiológica de los pulmones, que está mediada por la amplificación de varias células progenitoras epiteliales y la regeneración de los sacos alveolares".

Los científicos principales, el Dr. Daniel Nolan, dijeron:

"Este fenómeno de regeneración, sin embargo, solo ocurre después de un trauma que reduce abruptamente la masa pulmonar. Luego, los subconjuntos específicos de vasos sanguíneos en el pulmón restante reciben un mensaje para comenzar a repoblar los alvéolos, y nuestro trabajo era encontrar esa señal".

Descubrieron que cuando se extrae el pulmón izquierdo, desencadena receptores en las células endoteliales del pulmón que responden al factor de crecimiento de fibroblastos básico (FGF-2) y al factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF).
Cuando estos receptores se activan, promueven el aumento de otra proteína, la matriz metaloproteinasa-14 (MMP14). Descubrieron que MMP14 activa la producción de nuevo tejido pulmonar liberando factores de crecimiento epidérmico (EGF).

Cuando se desactivaron los receptores VEGF y FGF-2, particularmente en las células endoteliales de los ratones, no se produjo regeneración en el pulmón derecho. Esto se debió a que no se generaron suficientes proteínas MMP14 a partir de los vasos sanguíneos. Sin embargo, cuando trasplantaron células endoteliales de un ratón normal a estos ratones, descubrieron que, notablemente, se restauró la producción de MMP14, activando la regeneración de los alvéolos funcionales.
El miembro del equipo, el Dr. Stefan Worgall, dijo:

"La recuperación de la función pulmonar y la mecánica pulmonar mediante el trasplante de células endoteliales que estimulan la producción de MMP14 puede ser valiosa para diseñar nuevas terapias para trastornos respiratorios. Este estudio también nos ayudará a comprender los mecanismos de reparación en los pulmones en crecimiento de bebés y niños".

El Dr. Rafii clasifica a MMP14 como una señal "angiocrina" vital: un factor de crecimiento endotelial pulmonar específico responsable de la regeneración de alveolar. Además, el Dr. Rafii y su equipo están buscando descubrir las señales de iniciación que resultan en la activación de los vasos sanguíneos en el pulmón.
El co-autor principal, Dr. Sina Rabbany, explicó:

"Los cambios en el flujo sanguíneo local y las fuerzas biomecánicas en el pulmón restante después de la extracción del pulmón izquierdo ciertamente podrían ser una de las señales de iniciación que inducen la activación endotelial".

El próximo paso para los investigadores es descubrir si MMP14 (así como otros factores angiocrinos aún no reconocidos) son responsables de la regeneración pulmonar en humanos además de en los ratones.
El Dr. Ding dijo:

"Creemos que el mismo proceso ocurre en los humanos, aunque
no tenemos evidencia directa todavía ".

Los investigadores creen que las personas que sufren de EPOC (un trastorno generalmente causado por el tabaquismo a largo plazo) tienen un daño extenso a las células endoteliales en sus pulmones que no pueden generar las señales inductivas adecuadas.
Coautor Dr.Koji Shido, explicó:

"Sabemos que fumar daña los pulmones, pero los pulmones pueden continuar regenerando los alvéolos, pero en cierto punto, una lesión importante de las células endoteliales podría afectar su capacidad para apoyar la regeneración pulmonar".

El coautor, Dr. Zev Rosenwaks, especuló:

"Tal vez la sustitución de factores angiocrinos o el trasplante de células endoteliales pulmonares normales derivadas de células madre pluripotentes, podría restaurar la regeneración pulmonar. Actualmente, estamos generando células de vapor pluripotentes derivadas de pacientes con trastornos pulmonares genéticos para identificar vías potenciales, que en última instancia pueden mejorar nuestra comprensión de cómo las células endoteliales pulmonares pueden mejorar la función pulmonar en estos pacientes ".

Escrito por: Grace Rattue