Al secuenciar el material genético a nivel de célula por célula, los investigadores han descrito cómo el asma alta de tipo 2 afecta las vías respiratorias y da como resultado la producción de moco con más detalle que nunca. Estos hallazgos, que ayudan a avanzar en la comprensión científica de labiología detrás del asma y podría informar el desarrollo de tratamientos específicos para el asma y otras enfermedades de las vías respiratorias, se presentaron en la Reunión Anual 2018 de la Sociedad Estadounidense de Genética Humana ASHG en San Diego, California.
El asma alta de tipo 2, un subtipo de asma causado por niveles elevados de proteínas conocidas como citocinas de tipo 2, afecta aproximadamente a la mitad de los pacientes con asma y, a menudo, produce una enfermedad más grave que otros subtipos. Las citocinas de tipo 2 afectan la función de las vías respiratorias epitelialescélulas células en la superficie de las vías respiratorias que hacen que produzcan un moco viscoso que conduce a síntomas de asma.
En un estudio de dos partes, dirigido por Nathan Jackson, PhD en el laboratorio de Max A. Seibold en National Jewish Health y con instituciones colaboradoras, primero estudiaron estas células epiteliales en un modelo de cultivo de laboratorio diseñado para imitar la superficie de humanosvías respiratorias, y luego confirmaron sus hallazgos en pacientes con asma.
Utilizaron un enfoque relativamente nuevo llamado transcriptómica unicelular, en el que secuenciaron el ARN en cada célula individualmente después de estimular cultivos de epitelio de las vías respiratorias con la citocina tipo 2 IL-13 y permitir que la IL-13 afectara qué genes se transcribían enARN y en qué medida.
"En el pasado, este tipo de investigación se basaba en la secuenciación masiva de miles de células, lo que proporcionaba algunos datos de expresión génica pero no representaba ninguna célula del epitelio", explicó el Dr. Jackson, quien presentó el trabajo.Para comprender la biología detrás del asma tipo 2 alta, necesitamos comprender los mecanismos que operan en las células individuales y aprender cómo funcionan los diferentes tipos de células. Luego, una vez que comprendamos la biología, podemos intervenir ".
Los investigadores descubrieron qué genes y proteínas impulsaban la producción de moco, identificaron los tipos de células afectadas y compararon estos patrones en períodos de tiempo que imitan la enfermedad aguda 48 horas y crónica 11 días. Combinaron estos resultados para definir 11estados de las células epiteliales de las vías respiratorias y para describir los patrones de función de las proteínas que desencadenaron la transición de las células de un estado a otro, causando síntomas de asma. Para medir la aplicabilidad en el mundo real de sus hallazgos, siguieron examinando los cambios en el transcriptoma en hisopos nasales de698 niños con asma alta tipo 2.
"Los resultados se alinearon entre el laboratorio y los pacientes, asombrosamente", dijo el Dr. Seibold. "En los pacientes, pudimos obtener una instantánea de los cambios que ocurren en la enfermedad, y el cultivo celular nos permitióentender los detalles. "
Al describir cómo cambian las células de las vías respiratorias en el estado de la enfermedad, los investigadores pueden desarrollar fármacos para inhibir ese proceso y revertir la obstrucción del moco, lo que podría devolver las vías respiratorias a un estado sin obstrucciones, agregó el Dr. Seibold. Más allá del asma, este enfoque puede tener relevancia para otrosenfermedades de las vías respiratorias como la fibrosis quística y el resfriado común.
Sobre la base de sus hallazgos, los investigadores continúan analizando muestras de pacientes, así como lanzando estudios más detallados de los genes identificados y sus contribuciones a la actividad de las proteínas. También están explorando el uso de la edición de genes basada en CRISPR / Cas9 para eliminareliminar o modificar los genes implicados en la producción de moco.
Referencia: Jackson ND et al. 18 de octubre de 2018. Resumen: La transcriptómica unicelular del epitelio de las vías respiratorias humanas revela cambios celulares y funcionales subyacentes al asma alta tipo 2. Presentado en la reunión anual de 2018 de la Sociedad Americana de Genética Humana. SanDiego, California.
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Genética Humana . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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