Цинк может обратить вспять повреждение легких и улучшить выживаемость пациентов с идиопатическим легочным фиброзом

Исследователи из Института легких женской гильдии в Сидарс-Синай обнаружили, что цинк, распространенный минерал, может обратить вспять повреждение легких и улучшить выживаемость пациентов со смертельным возрастным заболеванием, известным как идиопатический легочный фиброз (ИЛФ).

Их выводы, опубликованные в Журнал клинических исследованиймогут изменить ландшафт лечения пациентов с этим заболеванием, которое чаще всего поражает людей старше 50 лет.

Это исследование может изменить правила игры. Мы определили основную причину повреждения легких, связанного с ИЛФ, и потенциальную терапевтическую цель, которая может восстановить способность легких к самовосстановлению».

Пол Ноубл, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой медицины, директор Института легких Женской гильдии и соавтор исследования.

Идиопатический легочный фиброз, или ИЛФ, поражает 100 000 человек в США и не имеет известной причины. Состояние, которое приводит к рубцеванию легких, называемому фиброзом, и прогрессирующему затруднению дыхания, неизлечимо, и большинство пациентов умирают или нуждаются в пересадке легких в течение трех-пяти лет после постановки диагноза. Заболеваемость ИЛФ резко возрастает с возрастом и чаще поражает мужчин, чем женщин.

В ходе этого исследования исследователи Cedars-Sinai обнаружили, что стволовые клетки, выстилающие воздушные мешочки в легких пациентов с ИЛФ, теряют способность перерабатывать цинк, который, как известно, играет роль в росте клеток и заживлении поврежденных тканей.

Недостаток цинка ухудшает способность клеток, называемых альвеолярными эпителиальными клетками 2-го типа (AEC2), к регенерации. Восстановление этой способности через молекулярный путь, который исследователи проследили в своих экспериментах, может привести к терапии, которая обращает вспять повреждение легких, связанное с ИЛФ. Исследовательская группа также создала модель ИЛФ у лабораторных мышей, которую можно использовать для разработки новых методов лечения.

Исследователи сначала проанализировали AEC2 здоровых легких, а также легких пациентов с ИЛФ. Они обнаружили, что в клетках легких с ИЛФ отсутствует белок, называемый переносчиком цинка 8 (ZIP8), который втягивает цинк в клетку.

В экспериментах с органоидами — миниатюрными, упрощенными версиями органов, выращенными в чашке из тканей пациентов — они также обнаружили, что клетки, лишенные белка ZIP8, не могут регенерировать и образовывать колонии, как это должны делать здоровые клетки.

«Органоиды с клетками AEC2, у которых был транспортер ZIP8, смогли привлечь цинк в клетки, а затем смогли регенерировать и сформировать больше колоний», — сказала Кэрол Лян, доктор медицинских наук, магистр делового администрирования, доцент медицины и первый автор исследования. . «Клетки без ZIP8 не могли втягивать цинк, поэтому они образовывали меньше колоний. Так мы определили, что именно ZIP8 позволяет клеткам использовать цинк».

Исследователи также использовали лекарства и делецию гена ZIP8 в AEC2 мышей, чтобы имитировать IPF у лабораторных мышей. Когда они кормили этих мышей диетой, включающей добавки цинка, их фиброз улучшился.

«Было мало подробных исследований того, как цинк действует в легких», — сказал Дяньхуа Цзян, доктор медицинских наук, профессор медицины в Cedars-Sinai и соавтор исследования. «Наша компания первой подробно определила роль цинка в биологии легких, в частности, при ИЛФ. Было особенно интересно обнаружить, что цинк регулирует производство двух других ключевых молекул, способствующих регенерации тканей, никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) и сиртуина1. Эти молекулы участвуют в регенерации и старении тканей».

Необходимы дополнительные исследования, чтобы помочь определить, почему потеря ZIP8 происходит в клетках легких, и будут ли добавки цинка, отдельно или в сочетании с активаторами NAD+ и Sirtuin1, чтобы помочь активировать реакцию восстановления легких, обратить повреждение легких у пациентов с этим заболеванием. Лян сказал, добавив, что ответы на эти вопросы могут помочь тысячам пациентов. Цель состоит в том, чтобы разработать клиническое исследование, чтобы определить, может ли воздействие на пути ZIP8/NAD+/Sirtuin1 улучшить функцию легких при ИЛФ.

«Причина ИЛФ неизвестна, но важным фактором является старение», — сказал Лян. «Население в целом стареет, а заболеваемость увеличивается. Нам нужно найти лекарство, потому что у нас с каждым годом все больше пациентов».

Источник:

Ссылка на журнал:

Лян, Дж., и другие. (2022)Ось ZIP8/SIRT1 регулирует обновление альвеолярных клеток-предшественников при старении и идиопатическом легочном фиброзе. Журнал клинических исследований. doi.org/10.1172/JCI157338.

Leave a comment

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.