En una nueva investigación  publicada  en  The Journal of Experimental Medicine,  los científicos de Northwestern Medicine han demostrado que una población única de células inmunitarias desempeña un papel clave en el desarrollo de la fibrosis pulmonar. También demostraron que dirigirse a esas células podría conducir a nuevos tratamientos para la enfermedad.

El estudio, una colaboración entre múltiples divisiones, departamentos y escuelas de Northwestern, fue dirigido por Scott Budinger, MD, jefe de Cuidados Pulmonares y Críticos en el Departamento de Medicina, y Harris Perlman, PhD, jefe de Reumatología en el Departamento de Medicina.

La fibrosis pulmonar, incluida la fibrosis pulmonar idiopática y la fibrosis pulmonar asociada a la esclerodermia, es una enfermedad mortal caracterizada por la cicatrización y el endurecimiento del tejido pulmonar. A menudo se desconoce la causa y actualmente no existe un tratamiento eficaz.

Anteriormente, en general se aceptaba en el campo que las células inmunitarias no eran importantes para el desarrollo de la fibrosis pulmonar. Pero los datos del extenso programa de investigación de Northwestern en esclerodermia, una enfermedad autoinmune estrechamente relacionada con la fibrosis pulmonar que provoca el endurecimiento de la piel, sugirieron que las células inmunitarias en realidad pueden desempeñar un papel importante.

Para probar esa hipótesis, el equipo de científicos utilizó tecnologías de secuenciación de próxima generación y nuevos modelos animales generados en Northwestern para rastrear las células inmunitarias a lo largo de la progresión de la fibrosis pulmonar.

También aplicaron esas herramientas al análisis de muestras de tejido recolectadas en los hospitales de Northwestern Medicine, correlacionando los datos del modelo animal con las muestras de los pacientes. “Uno de los puntos fuertes de nuestro estudio es que vamos del banco a la cama”, dijo Perlman.

Los científicos descubrieron que una nueva subpoblación de células inmunitarias denominadas macrófagos alveolares derivados de monocitos eran, de hecho, un impulsor clave del desarrollo de la enfermedad en la fibrosis pulmonar. Además, la eliminación genética de esta población de células evitó la fibrosis en modelos de ratón.

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“Esto será transformador para el campo”, dijo el primer autor Alexander Misharin, MD, PhD, profesor asistente de Medicina en la División de Cuidados Pulmonares y Críticos. “La fibrosis pulmonar es una enfermedad compleja, no está impulsada por un solo gen o tipo de célula, pero este estudio ahora demuestra que estas células inmunitarias juegan un papel clave. Esto cambiará el paradigma actual”.

Los nuevos métodos utilizados en la investigación también podrían generar futuras investigaciones en el campo. Los hallazgos tienen implicaciones importantes para el desarrollo de futuras terapias, especialmente dado que dirigirse a tales células puede conducir a menos efectos adversos. “Estas células son atractivas para la terapia porque no necesitan estar allí. No son necesarios para el funcionamiento normal o el desarrollo”, dijo Perlman, también profesor de medicina Mabel Greene Myers.

“Esta es una aplicación novedosa de tecnologías genómicas para comprender la fibrosis pulmonar”, dijo Budinger, también profesor Ernest S. Bazley de enfermedades de las vías respiratorias y profesor de biología celular y molecular. “Al demostrar que estas tecnologías se pueden aplicar directamente a muestras de pacientes, ofrecemos la promesa de incorporarlas en enfoques de medicina personalizada. Crea un recurso para que la comunidad de investigación desarrolle terapias novedosas”.

El equipo ahora está desplegando activamente estas tecnologías para examinar pulmones de pacientes con fibrosis pulmonar, pieles fibróticas de pacientes con esclerodermia y articulaciones de pacientes con artritis reumatoide para identificar otros mecanismos inmunológicos comunes en la fibrosis que podrían ser objetivos para nuevas terapias.

Budinger, Perlman y Misharin también son miembros del  Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern .

En un hallazgo separado, los científicos descubrieron que la lesión de un ratón en una etapa temprana de la vida alteró permanentemente la población de células inmunitarias en los pulmones, hallazgos que podrían tener implicaciones para la investigación sobre el envejecimiento. “Una lesión grave en una etapa temprana de la vida lo cambia permanentemente, de una manera que podría afectar su susceptibilidad a las enfermedades cuando envejece”, dijo Budinger.

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Luisa Morales-Nebreda, MD, y Paul Reyfman, MD, ambos becarios posdoctorales, también fueron los primeros autores del artículo.

El estudio fue coautor de Ali Shilatifard, PhD, profesor de Robert Francis Furchgott y presidente del Departamento de Bioquímica y Genética Molecular; Sangeeta Bhorade, MD, profesora de Medicina en Cuidados Pulmonares y Críticos; Navdeep Chandel, PhD, Profesor David W. Cugell de Medicina en Cuidados Pulmonares y Críticos y de Biología Celular y Molecular; Manu Jain, MD, profesor de Medicina en Cuidados Críticos y Pulmonares y de Pediatría; Richard Morimoto, PhD, profesor de Biociencias Moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg; Karen Ridge, PhD, profesora de Medicina en Cuidados Críticos y Pulmonares y de Biología Celular y Molecular; Jacob Sznajder, MD, profesor de Medicina en Cuidados Críticos y Pulmonares y de Biología Celular y Molecular; Monique Hinchcliff, MD ’07 GME, profesora asociada de Medicina en Reumatología; Cara Gottardi, PhD, profesora asociada de Medicina en Cuidados Críticos y Pulmonares; Neda Bagheri, PhD, profesora asistente de Ingeniería Química y Biológica en la Escuela de Ingeniería McCormick; Elizabeth Bartom, PhD, profesora asistente de Bioquímica y Genética Molecular; Sergejs Berdnikovs, PhD, profesor asistente de Medicina en Alergia e Inmunología; Ankit Bharat, MD, profesor asistente de Cirugía en Cirugía Torácica y de Medicina en Cuidados Pulmonares y Críticos; Khalilah Gates, MD, ’10 GME, profesora asistente de Medicina en Cuidados Pulmonares y Críticos; Anna Lam, MD, ’03 ’04 ’07 GME, profesora asistente de Medicina Pulmonar y Cuidados Intensivos; Benjamin Singer, ’07 MD, ’11 GME, profesor asistente de Medicina en Pulmonar y Cuidados Críticos; Hiam Abdala-Valencia, PhD, profesor asistente de investigación de Medicina en Reumatología; Carla Cuda, PhD, profesora asistente de investigación de Medicina en Reumatología; Gökhan M. Mutlu, MD, profesor adjunto de Medicina en Cuidados Pulmonares y Críticos y de Neurología, entre otros investigadores de Northwestern.

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La investigación fue apoyada por la subvención AR061593 del Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), una subvención de investigación de la American Thoracic Society/Scleroderma Foundation, la subvención PR141319 del Departamento de Defensa, una subvención de investigación de inmunología de BD Bioscience, Northwestern University’s Lung Programa de Capacitación en Ciencias 5T32 HL076139-13 NIH subvención AR064313, Programa de Capacitación de Científicos de Cirugía de Trasplante de la Universidad de Northwestern (NIH subvención T32 DK077662), la Fundación de la Sociedad Estadounidense para la Cirugía de Trasplante, subvención NIH HL125940 y fondos equivalentes de la Fundación de Cirugía Torácica, una subvención de investigación de la Sociedad of University Surgeons, una beca de investigación John H. Gibbon Jr. de la Asociación Estadounidense de Cirugía Torácica, subvención NIH HL128867, premio Parker B. Francis Research Opportunity Award, subvenciones NIH AG049665,HL048129, HL071643, HL085534, ES015024, ES025644, HL079190, HL1246664, ES013995, HL0716443, AG049665, AR064546, AG049665 y HL134375, PROCIONES, PROCIENDO, BATOMACIONES, BATERANTES.