Investigadores de Mayo Clinic descubren interruptores moleculares en las células pulmonares que pueden mejorar la reparación de tejidos y combatir infecciones

Investigadores de la Clínica Mayo han hecho un descubrimiento importante sobre la función de las células pulmonares, identificando un «interruptor» molecular dentro de las células alveolares tipo 2 (AT2) que determina si estas células priorizan la reparación de tejidos o la defensa inmune. Esta idea podría presagiar nuevos tratamientos regenerativos para las enfermedades pulmonares crónicas, que a menudo se caracterizan por una función celular comprometida.

El estudio, publicado en comunicación de la naturaleza y dirigido por el Dr. Douglas Brownfield, revela que las células AT2, conocidas por su doble función única de proteger los pulmones y actuar como células madre de reserva, no pueden realizar ambas funciones al mismo tiempo. Brownfield comentó sobre el hallazgo inesperado y dijo: «Algunos están comprometidos con la reconstrucción, mientras que otros se centran en la defensa. Esa división del trabajo es esencial. Y al descubrir el interruptor que lo controla, podemos empezar a pensar en cómo restaurar el equilibrio cuando lo rompe la enfermedad».

Las células AT2 son cruciales para mantener la salud pulmonar. Producen proteínas que mantienen abiertos los alvéolos para una respiración adecuada, al mismo tiempo que regeneran las células alveolares tipo 1 (AT1), que facilitan el intercambio de oxígeno. A pesar de su importancia, estas células a menudo no logran regenerarse eficazmente en diversas afecciones, como la fibrosis pulmonar, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y las infecciones virales graves, incluida la COVID-19. Hasta ahora, los mecanismos subyacentes a su limitada capacidad regenerativa no estaban claros.

Utilizando técnicas avanzadas como secuenciación unicelular, imágenes y modelos preclínicos de lesión pulmonar, los investigadores de Mayo Clinic han detallado la «historia de vida» de las células AT2. Descubrieron que las nuevas células AT2 conservan su flexibilidad hasta dos semanas después del nacimiento antes de diferenciarse en sus funciones especializadas. Esta transición crucial está controlada por un circuito molecular que incluye tres reguladores clave: PRC2, C/EBPα y DLK1. En particular, C/EBPα actúa como una abrazadera que evita que las células vuelvan a un estado similar a las células madre, impidiendo así la regeneración.

Los investigadores también destacaron el vínculo entre el mismo interruptor molecular y la doble función de las células AT2. Las infecciones pueden desviar a estas células de la reparación del tejido, lo cual es especialmente importante en las enfermedades pulmonares crónicas, donde la reparación a menudo se ve obstaculizada por infecciones concurrentes. «Cuando pensamos en la reparación pulmonar, no se trata sólo de activar las cosas, sino de eliminar las abrazaderas que normalmente impiden que estas células se comporten como células madre», dijo el Dr. Brownfield, destacando la complejidad de la función de las células pulmonares.

Las implicaciones de esta investigación se extienden a la medicina regenerativa, sugiriendo que los fármacos que se dirigen a C/EBPα pueden reducir la capacidad de las células AT2 para reconstruir el tejido pulmonar y reducir las cicatrices en afecciones como la fibrosis pulmonar. «Esta investigación nos acerca a la capacidad de mejorar los mecanismos naturales de reparación de los pulmones, ofreciendo esperanza para prevenir o revertir condiciones en las que actualmente sólo podemos ralentizar la progresión», añadió el Dr. Brownfield.

Además, los hallazgos podrían ayudar a los profesionales médicos a identificar los primeros signos de enfermedad pulmonar al revelar cuándo las células AT2 quedan atrapadas en un estado específico y no pueden regenerarse. Estos conocimientos podrían allanar el camino para el desarrollo de nuevos biomarcadores que puedan detectar enfermedades pulmonares en sus etapas más tratables.

Esta investigación se alinea con la iniciativa Precure de Mayo Clinic, que enfatiza la detección temprana de enfermedades para maximizar el impacto terapéutico y prevenir la progresión antes de que ocurra falla orgánica. Además, apoya la Iniciativa Génesis, que se centra en prevenir la insuficiencia orgánica y restaurar la función mediante la medicina regenerativa. A partir de sus hallazgos, el equipo de investigación pretende explorar métodos para liberar la pinza inhibidora en las células AT2 humanas y estudiar su potencial para futuras terapias basadas en células, lo que representa un paso adelante prometedor para la salud pulmonar.