Стволовые клетки с «двойной идентичностью» связаны с потерей обоняния от воспаления пазухи

Стволовые клетки с
                Иллюстрация горизонтальных базальных клеток и соседних нейронов. Кредит: Эндрю Лейн

В экспериментах с мышами и образцами тканей человека исследователи из Johns Hopkins Medicine сообщают о том, что нейрональные стволовые клетки в области носа, отвечающие за обоняние, трансформируют себя, чтобы увековечить длительное воспаление при хроническом синусите. Результаты исследования, по их словам, позволяют предположить, что способность стволовых клеток переключать свою идентичность для участия в иммунном ответе может служить защитным механизмом, сохраняя при этом способность восстанавливать ткани обоняния после разрешения воспаления.
                                                                                       

В отчете, который появляется онлайн 12 сентября в журнале Cell Stem Cell, ученые говорят, что исследование также может продвинуться в поиске лучшего лечения потери запаха, которая часто сопровождает хронический синусит .

Хронический синусит — это не просто заложенный нос, а продолжительное воспаление тканей, выстилающих дренирующие жидкость полости черепа и носа, что приводит к застою, густой слизи и лицевой боли. Это заболевание поражает примерно 30-40 миллионов американцев, и большинство из них в какой-то степени теряют обоняние. В процентах, обоняние полностью потеряно, тревожное состояние, называемое аносмией. Но как воспаление пазухи влияет на обоняние, остается неясным.

Для многих только слизь и закупорка тканей не могут объяснить, почему они теряют свое обоняние. «Потеря этого чувства — настоящая инвалидность», — говорит Эндрю Лэйн, доктор медицинских наук, профессор отоларингологии — хирургии головы и шеи в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса. «Люди не могут обнаружить запахи, которые предупреждают их о надвигающейся опасности, такие как дым, утечки газа или гнилая еда. Поскольку большая часть воспринимаемого аромата пищи исходит от запаха, они теряют способность чувствовать вкус, что влияет на их общее удовольствие от жизни». «

Лейн, отоларинголог, чья практика направлена ​​на лечение людей с проблемами пазухи, говорит, что стандартное лечение стероидными таблетками для уменьшения воспаления не всегда работает и сопровождается побочными эффектами, такими как слабость костей, изменение зрения, увеличение веса и уязвимость к инфекциям. Актуальные стероиды в виде назальных спреев и полосканий могут улучшить заложенность пазухи и другие симптомы, говорит он, но часто не восстанавливают обоняние.

Нейроны в слизистой оболочке, отвечающие за обоняние, называют обонятельными нейронами, и они обычно обладают замечательной способностью к регенерации, говорит Лейн, даже когда они серьезно повреждены травмой. Однако в предыдущих исследованиях на мышиной модели, созданной молекулярным биологом Лейном и Джонсами Хопкинсом Рэндаллом Ридом, они обнаружили, что обонятельные нейроны, поврежденные хроническим синусом и носовым воспалением, не восстанавливаются из обонятельных стволовых клеток, известных как горизонтальные базальные клетки.

Чтобы узнать, почему такие базальные клетки, обладающие способностью к регенерации стволовых клеток, не способны регенерировать обонятельные нейроны в случаях хронического синусита, Лейн и доктор наук Менгфей Чен, доктор философии, изучали образцы тканей от людей с хроническим синуситом и мышей. выведен для развития обонятельного воспаления, модели хронического синусита у людей.

Они взяли пробы обонятельной ткани у мышей в начале эксперимента, до того, как началось обширное воспаление, и снова через шесть-восемь недель.

Ученые отсортировали клетки в обонятельной ткани, используя специальный маркер для выделения обонятельных горизонтальных базальных клеток. Они обнаружили, что в конце воспаления базальные клетки увеличивались и увеличивались в количестве, но закрывали свою регенерационную способность, то есть базальные клетки не образовывали новых нейронов. После секвенирования РНК клеток, генетического кузена с ДНК и измерения генетического выхода, ученые обнаружили, что базальные клетки на более поздних стадиях воспаления претерпели трансформацию. Они перешли от преобладания генов, делающих белки, участвующие в делении и превращении в обонятельные клетки, к удвоению экспрессии генов, которые заставляют белки участвовать в воспалении, включая цитокины, которые помогают иммунным клеткам связываться, и определенные типы сигнальных белков, называемых хемокинами, которые привлекают иммунные клетки известны как макрофаги и активируют их.

В образцах обонятельной ткани от людей с хроническим синуситом ученые обнаружили, что базальные клетки увеличились в количестве и размерах и продуцировали воспалительные цитокины, аналогично мышиной модели.

«Что мы узнали, так это то, что стволовые клетки — это не просто пассивные приемники сигналов, инструктирующих их регенерировать новые нейроны, но на самом деле переключать свою личность на участие в иммунном ответе», — говорит Лейн. «Наши исследования также показывают, что до тех пор, пока воспаление сохраняется, эти клетки остаются в состоянии стволовых клеток и не возвращаются к регенерации обонятельных нейронов».

По словам Лейна, одним из возможных эволюционных объяснений того, чтобы не переключаться назад, является его критическая защитная функция. «Недвижимость, которую эти клетки занимают так близко к мозгу, является важным местом для защиты», — говорит Лейн. «Тело не хочет, чтобы инфекция или что-то еще могло вызвать воспаление в соседних пазухах, чтобы проникнуть в сам мозг. Таким образом, вместо того, чтобы служить только для создания большего количества обонятельных клеток, скорее всего, эти базальные клетки эволюционировали, чтобы участвовать в иммунной системе». ответ как последняя линия защиты. «

Лейн говорит, что, возможно, хроническое воспаление в других органах и частях тела может побудить другие взрослые стволовые клетки сменить идентичность, замедляя восстановление функции тканей.

Более глубокое понимание того, как воспаление влияет на обонятельную ткань и потерю чувствительных к запаху нейронов, должно помочь в обнаружении нестероидных методов лечения, которые восстанавливают обоняние у людей с хроническим синуситом, говорит Лейн.

В дополнение к разработке новых лекарств, которые защищают нейроны от травм или позволяют им регенерировать, несмотря на воспаление, исследование также может помочь ученым понять, почему в настоящее время на рынке есть новые методы лечения воспаления, такие как дупилимаб, который блокирует белковые пути, участвующие в астме. и полипы пазухи, могут восстановить обоняние у людей с этими условиями.

Поделится с друзьями

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *