UCSF -Studie zeigt Lungen als Quelle hämatopoetischer Stammzellen

Rote Blutkörperchen tragen Sauerstoff von der Lunge zu jedem anderen Organ, und blutbildende Stammzellen müssen täglich etwa 200 Milliarden neue rote Blutkörperchen machen, um den Sauerstoff fließen zu halten.

Wissenschaftler nahmen viele Jahre an, dass im Knochenmark die Blutproduktion stattfand. Aber jetzt zeigen Forscher von UCSF, dass es auch in der Lunge passiert.

Sie fanden hämatopoetische Stammzellen (HSCs) in menschlichem Lungengewebe, die rote Blutkörperchen herstellen, sowie Megakaryozyten, die die Blutplättchen produzieren, die Blutgerinnsel bilden. Die Ergebnisse erscheinen am 27. Februar in Blut.

Die Arbeit, die vom National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) der National Institutes of Health (NIH) unterstützt wurde, deutet darauf hin, dass die Lungen eine starke Quelle für lebensrettende Stammzelltransplantationen sein könnten.

Seit Jahrzehnten sind Knochenmarktransplantationen bei der Behandlung von Krebsarten wie Leukämie ein Lynchpin. Die Lungen -HSCs könnten sich als ein zweiter und signifikanter Reservoir dieser kostbaren Stammzellen erweisen. „

Mark Looney, MD, Professor für Medizin und Labormedizin an der UCSF und leitender Autor des Papiers

Von der Maus zum Menschen

Im Jahr 2017 fand das UCSF -Team Zellen in der Mauslunge, die 50% der Blutplättchen der Maus herstellte.

Sie entdeckten auch Lungenstammzellen bei Mäusen, die alle Bestandteile des Blutes, einschließlich roter Blutkörperchen, Megakaryozyten und verschiedenen Arten von Immunzellen, machten.

Looneys Gruppe wollte beweisen, dass dies auch bei Menschen geschieht. So erhielten sie gespendete Proben von Lunge, Knochenmark und Blut und verglichen das, was sie in jedem Gewebe fanden.

Die Wissenschaftler fanden Stammzellen in der Lunge, die den bekannten HSCs des Knochenmarks stark ähnelten, ein Golfballvolumen von Lungengewebe. Überraschenderweise wurden die HSCs sowohl in Lungen- als auch in Knochenmark mit ähnlichen Raten gefunden.

„Die Lungen-HSCs waren nicht einmalig-sie waren eine zuverlässige Präsenz in den Lungen“, sagte Catharina Conrad, MD, PhD, Postdoktorandin in Looneys Labor und Erstautor des Papiers. „Aber wir mussten immer noch wissen, dass sie tatsächlich in der Lage waren, Blut zu machen.“

Daher konnten die Wissenschaftler Lungen- und Knochenmark -HSCs in Petrischalen gereift und stellten fest, dass die Lungen -HSCs genau wie die HSCs des Knochenmarks produktiv waren.

„Beide Arten von HSCs gediehen in unserem Goldstandard-Stammzell-Experiment, aber die Lungen-HSC-Kolonien machten mehr rote Blutkörperchen und Megakaryozyten, während die Knochenmarkkolonien dazu neigten, mehr Immunzellen zu machen“, sagte Looney.

Die menschlichen Lungen-HSCs konnten auch das Knochenmark bei HSC-Mangel-Mäusen wiederherstellen. Die Entdeckung bestätigte die frühere Entdeckung von Looney, dass sich die Mauslunge und das Knochenmark gegenseitig ergänzen, um Blut zu produzieren, und sogar Stammzellen zur Wiederherstellung voneinander schickte.

„Wir glauben, dass diese HSCs ein Reservoir der Hämatopoese in einem bestimmten Organ sein könnten, in diesem Fall die Lunge, die aktiviert wird, wenn der Körper mehr Teil des Blutes benötigt, sei es Blutplättchen, rote Blutkörperchen oder Immunzellen“, sagte Looney.

Den neuen HSC in der Stadt kennenlernen

Um zu zeigen, dass die Lungen -HSCs wirklich in der Lunge lebten und nicht nur aus dem Knochenmark entflirt waren, suchten Conrad und Looney nach den HSCs in menschlichen Lungengewebeproben.

Sie fanden sie zwischen Blutgefäßen in einer Anordnung, die an das erinnerte, was im Knochenmark zu sehen ist.

„Sie scheinen dort wirklich zu leben und gehen nicht nur durch“, sagte Conrad.

Zuletzt analysierte das Team die Ausgabe von Routine -Knochenmarktransplantationen, die heute mit einem Blutauszug aus einem Spender beginnen, gefolgt von einem Screening für Stammzellen.

Bemerkenswerterweise trug fast ein Fünftel der für Knochenmarktransplantationen isolierten Stammzellen die Signatur von Lungen -HSCs – was darauf hindeutet, dass Zellen in „Knochenmarktransplantationen“ nicht nur aus Knochenmark stammen.

Es gibt noch viel mehr über die Lungen -HSCs zu lernen. Könnten die verschiedenen HSC -Pools unterschiedliche therapeutische Rollen in der Medizin spielen? Warum müssen die Lungen selbst Blut machen?

„Die Lungen sind für die Durchblutung von entscheidender Bedeutung, daher ist es verlockend, die Lungen -HSCs als Notfallreservoir für rote Blutkörperchen- und Thrombozytenproduktion zu sehen“, sagte Looney. „Nachdem wir wissen, dass sie existieren, eröffnet es viele neue Möglichkeiten für eine Therapie, eine hämatopoetische Stammzelltransplantation, die sehr häufig für Patienten mit Bedarf verwendet wird.“

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