Investigadores de la Clínica Mayo han hecho un descubrimiento importante sobre la función de las células pulmonares, identificando un “interruptor” molecular en las células alveolares tipo 2 (AT2) que dirige si estas células priorizan la reparación de tejidos o la defensa inmune. Esta idea podría conducir a nuevas terapias regenerativas para las enfermedades pulmonares crónicas, que a menudo se caracterizan por una función celular comprometida.
Un estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza Y el Dr. Dirigido por Douglas Brownfield, las células AT2, conocidas por su doble función única de proteger los pulmones y actuar como células madre de reserva, revelan que no pueden realizar ambas funciones simultáneamente. Al comentar sobre el hallazgo inesperado, Brownfield señala: “Algunos están comprometidos con la reconstrucción, mientras que otros se centran en la protección. Esa división del trabajo es esencial. Y al descubrir el interruptor que lo controla, podemos comenzar a pensar en cómo restablecer el equilibrio cuando se ve alterado por una enfermedad”.
Las células AT2 son fundamentales para mantener la salud pulmonar, ya que regeneran las células alveolares tipo 1 (AT1) que facilitan el intercambio de oxígeno y producen proteínas que mantienen los alvéolos abiertos para una respiración adecuada. A pesar de su importancia, estas células a menudo no logran regenerarse de manera eficiente en una variedad de afecciones, como la fibrosis pulmonar, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y las infecciones virales graves, incluida la COVID-19. Hasta ahora, los mecanismos que subyacen a su limitada capacidad reproductiva siguen sin estar claros.
Utilizando técnicas avanzadas como secuenciación unicelular, imágenes y modelos preclínicos de lesión pulmonar, los investigadores de Mayo Clinic han descrito la “historia de vida” de las células AT2. Descubrieron que las nuevas células AT2 permanecen flexibles hasta dos semanas después del nacimiento antes de diferenciarse en sus funciones especializadas. Esta transformación clave está controlada por un circuito molecular que involucra tres reguladores clave: PRC2, C/EBPα y DLK1. Esencialmente, C/EBPα actúa como una abrazadera que evita que las células pasen a un estado similar a las células madre, impidiendo así la regeneración.
Los investigadores también iluminaron una conexión entre el mismo interruptor molecular y las funciones duales de las células AT2. Las infecciones pueden desviar estas células de la reparación de tejidos, lo cual es particularmente importante en las enfermedades pulmonares crónicas, donde la recuperación a menudo se ve afectada por infecciones concurrentes. “Cuando pensamos en la reparación pulmonar, no se trata sólo de activar las cosas, sino de eliminar las abrazaderas que impiden que estas células funcionen normalmente como células madre”, dijo el Dr. Brownfield, enfatizando la complejidad de la función de las células pulmonares.
Las implicaciones de esta investigación se extienden a la medicina regenerativa, sugiriendo que los fármacos dirigidos a C/EBPα podrían mejorar la capacidad de las células AT2 para regenerar el tejido pulmonar y reducir las cicatrices en afecciones como la fibrosis pulmonar. “Esta investigación nos acerca a mejorar los mecanismos naturales de reparación del pulmón, ofreciendo esperanza para prevenir o revertir condiciones que actualmente frenan nuestro progreso”, añadió el Dr. Brownfield.
Además, los hallazgos pueden ayudar a los médicos a detectar signos tempranos de enfermedad pulmonar al revelar cuándo las células AT2 están atrapadas en un estado determinado y no pueden regenerarse. Estos conocimientos allanan el camino para el desarrollo de nuevos biomarcadores que detecten enfermedades pulmonares en sus etapas más tratables.
Esta investigación se alinea con la iniciativa de detección temprana de la Clínica Mayo, que enfatiza la detección temprana de enfermedades para maximizar la efectividad terapéutica y prevenir la progresión antes de que ocurra falla orgánica. Además, apoya la iniciativa Génesis, que se centra en prevenir la insuficiencia orgánica y restaurar la función mediante la medicina regenerativa. Basándose en sus hallazgos, el equipo de investigación pretende explorar métodos para liberar la pinza inhibidora en las células AT2 humanas y estudiar su potencial para futuras terapias basadas en células, un prometedor paso adelante para la salud pulmonar.
