A pesquisa, publicada em 4 de dezembro no Science Advances, representa uma colaboração entre dois laboratórios de Yale - o de Naftali Kaminski, MD , chefe de medicina pulmonar, cuidados intensivos e medicina do sono na Yale School of Medicine, e Laura Niklason, MD . D., o professor Nicholas Greene de anestesiologia e engenharia biomédica e especialista em estimular o crescimento de novo tecido pulmonar a partir das próprias células do corpo para uso em transplantes.

Ao analisar os dados obtidos por meio da tecnologia de canãlula única, que oferece uma visão de ultra-alta resolução de atémilhões de células individuais de uma são vez, os pesquisadores descobriram as principais interações celulares que foram conservadas em quatro espanãcies - camundongo, rato, porco e humano. Especificamente, eles revelaram várias redes universais de comunicação celular, impulsionando funções como regulação celular, monitoramento de doenças e sinalização celular, fornecendo novas idanãias sobre os mecanismos por trás do desenvolvimento e da doença pulmonar.

" Podemos pegar um órgão inteiro ou tecido e medir todos os tipos de células a partir de um aºnico instanta¢neo", disse Micha Sam Brickman Raredon , MD / Ph.D. candidato no laboratório de Niklason, que éo principal autor do estudo.

Ha¡ cinco anos, "não ta­nhamos a resolução de analisar células individuais e como elas se comportam", disse Kaminski, professor de medicina interna da Boehringer-Ingelheim e professor de farmacologia. "a‰ como se tivanãssemos mudado a resolução na análise celular de olhar o canãu noturno a olho nu, para o telesca³pio de uma criana§a, para um observata³rio e, agora, o telesca³pio Hubble".

Existem 40 tipos diferentes de células no pulma£o, explicou Kaminski, e centenas de milhares de células, cada uma contendo dezenas de milhares de genes. Como o conteaºdo das células pode mudar rapidamente, como na introdução de gla³bulos brancos em resposta a lesões, éfundamental, ele disse, ter um plano que mostre quais mecanismos celulares pertencem ao funcionamento normal.

" Conseguimos descobrir, aplicando uma abordagem de rede, como essas células interagem umas com as outras", disse Kaminski.

Para construir tecido pulmonar regenerativo - um projeto importante para Niklason, chefe da divisão e vice-presidente de pesquisa em anestesiologia - os pesquisadores precisam de informações detalhadas sobre como as células pulmonares interagem.

Crescer os pulmaµes do pra³prio tecido do corpo éo "Santo Graal", disse Raredon. “A doença pulmonar em esta¡gio terminal tem alta morbimortalidade, e o aºnico tratamento curativo éum transplante de pulma£o.” E os transplantes de pulma£o, observou ele, geralmente são rejeitados pelo organismo e requerem medicamentos extensos para suprimir o sistema imunológico que pode levar a outras doena§as. impactos negativos na saúde.  

Os pulmaµes da bioengenharia em vários esta¡gios de regeneração no laboratório de Niklason estãose desenvolvendo dentro de frascos de vidro personalizados.

" Em nosso laboratório, háesforços ativos de bioengenharia no crescimento de tecido pulmonar em frascos de vidro com esta­mulos meca¢nicos e químicos [destinados a] coaxa¡-los em órgãos", disse Raredon. "Podemos comparar nossas construções projetadas com esse modelo, que mostra certos sinais presentes em todas as espanãcies que queremos reconstituir".

O projeto também ajudara¡ a encontrar novos alvos moleculares para terapias para tratar doenças pulmonares, como fibrose pulmonar idiopa¡tica, disse Kaminski. E a descoberta de como as células pulmonares se comunicam e como essa rede éconservada entre as espanãcies ajudara¡ no estudo e na engenharia de outros órgãos.

" Estamos analisando os princa­pios ba¡sicos do desenvolvimento de um a³rga£o", disse Kaminski. "A aplicação dessa abordagem pode nos permitir projetar novos órgãos".