Οι ρυθμιστές διαμεμβρανικής αγωγιμότητας της κυστικής ίνωσης (CFTR) ήταν μια σημαντική ανακάλυψη για την κυστική ίνωση, βελτιώνοντας την κίνηση του χλωρίου και του νερού και ενυδατώνοντας τις εκκρίσεις βλέννας. Αλλά αυτά τα φάρμακα είναι ακριβά, δεν λειτουργούν σε όλους τους ασθενείς με κυστική ίνωση και έχουν παρενέργειες και αλληλεπιδράσεις με άλλα φάρμακα. Οι άνθρωποι που ανταποκρίνονται στους διαμορφωτές CFTR πρέπει να τους λαμβάνουν για μια ζωή.
Ο ερευνητής Ruby Wang, MD, και ο Benjamin Raby, MD, MPH, επικεφαλής του Τμήματος Πνευμονικής Ιατρικής στο Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης, οραματίζονται μια εναλλακτική προσέγγιση: κυτταρική θεραπεία ή γονιδιακή θεραπεία που στοχεύει έναν τύπο κυττάρου που ανακαλύφθηκε μόλις πρόσφατα.
Οφθαλμικά ιονοκύτταρα
Το 2018, δύο μελέτες που δημοσιεύθηκαν στο Nature συγκλόνισαν την επιστημονική κοινότητα της κυστικής ίνωσης. Διαπίστωσαν ότι η μετάλλαξη του γονιδίου CFTR επηρεάζει πρωτίστως τα ιονοκύτταρα – προηγουμένως άγνωστα κύτταρα που αποτελούν μόλις το 1% των κυττάρων του αεραγωγού. Παραδόξως, περισσότερο από το 90% της πρωτεΐνης CFTR παρασκευαζόταν από αυτά τα σπάνια κύτταρα.
Τώρα, στο American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, ο Wang και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης αναφέρουν τη δημιουργία ιονοκυττάρων από ασθενείς για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας τεχνολογία βλαστοκυττάρων. Στους συνεργάτες του Boston Children’s περιλαμβάνονται οι Thorsten Schlaeger, Ph.D., και Yang Tang από το Πρόγραμμα Έρευνας Βλαστοκυττάρων και ο Stuart Rollins, MD, και η Chantelle Simone-Roach στην Πνευμονική Ιατρική.
Το επίτευγμα σημαίνει ότι τα ιονοκύτταρα μπορούν τώρα να μελετηθούν σε ένα πιάτο για να κατανοηθεί η βιολογία τους – και η πιθανή χρήση τους ως φορέας θεραπείας. «Ίσως θα μπορούσαμε να διορθώσουμε τα ιονοκύτταρα των ασθενών και να τα ξαναβάλουμε στους πνεύμονες», λέει ο Wang. «Γι’ αυτό είναι συναρπαστικό».
Η ιδέα ότι τα ιονοκύτταρα θα μπορούσαν να παίξουν βασικό ρόλο στην κυστική ίνωση πυροδότησε αρχικά έντονο σκεπτικισμό. Πώς θα μπορούσε ένα τόσο ασυνήθιστο κύτταρο να βοηθήσει να διατηρηθούν καθαροί οι πνεύμονες; Τα βλεφαροειδή κύτταρα του αεραγωγού, τα οποία προωθούν τη βλέννα κατά μήκος των αεραγωγών, έμοιαζαν με το λογικό κύτταρο που πρέπει να στοχεύσετε.
«Όταν ήμουν στην ιατρική σχολή, το ευαγγέλιο ήταν ότι η μετάλλαξη CFTR ήταν στα βλεφαροειδή κύτταρα», λέει ο Wang. «Δεν πιστεύαμε στα ιονοκύτταρα εκείνη την εποχή και δεν περιμέναμε να τα φτιάξουμε». Αλλά προς έκπληξή τους, το έκαναν. Ξεκινώντας με τα κύτταρα του αίματος των ασθενών, η Wang και οι συνεργάτες της δημιούργησαν επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Κατόπιν οδήγησαν τα βλαστοκύτταρα να διαφοροποιηθούν σταδιακά, δημιουργώντας πρώτα βασικά κύτταρα του αεραγωγού (iBCs) μέσω ενός πρωτοκόλλου που είχε δημοσιευθεί προηγουμένως.
Απροσδόκητα, η τροποποίηση του πρωτοκόλλου και η διέγερση των iBC απέδωσαν ιονοκύτταρα με υψηλά επίπεδα της πρωτεΐνης CFTR. Σε ένα πιάτο, τα ιονοκύτταρα έχουν μεγάλες προεκτάσεις λίγο σαν νευρώνες. Αυτό οδήγησε τους ερευνητές να υποθέσουν ότι μπορεί να μιλούν και να επηρεάζουν άλλα κύτταρα. Ο Wang πιστεύει ότι θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος για να πειράξει τι ακριβώς κάνουν. «Τώρα πρέπει να μάθουμε την αναπτυξιακή προέλευση και τη λειτουργία των ιονοκυττάρων», λέει ο Wang. «Είναι δύσκολο να το μελετήσει κανείς γιατί είναι τόσο σπάνιο».
Το έργο του Wang είναι μέρος μιας ευρύτερης προσπάθειας που βρίσκεται σε εξέλιξη στο Boston Children’s. Με συνεργάτες Carla Kim, Ph.D., Schlaeger, και George Daley, MD, Ph.D., του Προγράμματος Έρευνας Βλαστοκυττάρων, αυτή και ο Raby έχουν σχηματίσει μια Πρωτοβουλία Pulmonary Cellular Therapeutics για την αναζήτηση εναλλακτικών θεραπειών για πνευμονικές παθήσεις. Έχοντας τα πιο σχετικά προσβεβλημένα κύτταρα στο χέρι, καθώς και μια πλατφόρμα που βασίζεται σε ανθρώπινα κύτταρα για τη μελέτη τους, η κυστική ίνωση θα μπορούσε να είναι η πρώτη περίπτωση δοκιμής.