Красные кровяные тельца (эритроциты) переносят кислород из легких в другие органы, и для поддержания этого процесса костный мозг ежедневно производит около 200 миллиардов новых клеток. Однако теперь исследователи из UCSF обнаружили, что легкие также участвуют в производстве крови.
В журнале Blood были опубликованы результаты исследования, проведенного учеными UCSF, которые показали, что в легочной ткани человека присутствуют гемопоэтические стволовые клетки (ГСК), способные производить красные кровяные тельца, а также мегакариоциты, участвующие в образовании тромбоцитов.
Эти открытия могут стать основой для новых методов лечения, таких как трансплантация стволовых клеток. Марк Луни, профессор медицины и лабораторной медицины в UCSF и старший автор исследования, отметил: «На протяжении десятилетий трансплантация костного мозга была ключевым методом лечения рака, таких как лейкемия. Легкие ГСК могут стать вторым значимым источником этих ценных клеток».
Как это было обнаружено?
В 2017 году команда UCSF обнаружила, что клетки в легких мышей производят 50% тромбоцитов. Кроме того, они нашли легочные стволовые клетки, которые производили все компоненты крови, включая красные кровяные тельца и мегакариоциты, а также несколько типов иммунных клеток.
Для подтверждения этих результатов в организме человека, ученые из UCSF взяли образцы легочной ткани, костного мозга и крови и сравнили их. В результате они обнаружили, что легочные ГСК сильно напоминают известные костномозговые ГСК и присутствуют в легких в том же количестве.
Чтобы убедиться в способности легочных ГСК производить кровь, ученые стимулировали их развитие в лабораторных условиях и обнаружили, что они производят красные кровяные тельца и мегакариоциты так же эффективно, как и костномозговые ГСК.
«Оба типа ГСК хорошо развивались в нашем стандартном эксперименте со стволовыми клетками, но легочные ГСК производили больше красных кровяных телец и мегакариоцитов, тогда как костномозговые ГСК производили больше иммунных клеток», — сказал Луни.
Роль легочных ГСК в организме
Легочные ГСК могут быть резервом для производства крови в случае необходимости. Это открытие подтверждает, что легкие и костный мозг могут взаимодействовать, производя кровь, и даже посылать стволовые клетки для восстановления друг друга.
«Мы считаем, что эти ГСК могут быть резервуаром для производства клеток крови в конкретном органе, в данном случае в легких, который активируется, когда организму требуется больше любой части крови, будь то тромбоциты, красные кровяные тельца или иммунные клетки», — сказал Луни.
Подтверждение присутствия легочных ГСК
Для подтверждения того, что легочные ГСК действительно присутствуют в легких, а не просто попадают туда из костного мозга, ученые провели дополнительные исследования. Они обнаружили, что легочные ГСК находятся между кровеносными сосудами в расположении, напоминающем костный мозг.
Кроме того, команда проанализировала результаты стандартных трансплантаций костного мозга, которые сегодня начинаются с забора крови у донора и последующего скрининга стволовых клеток. Удивительно, но почти пятая часть стволовых клеток, изолированных для трансплантации, содержала признаки легочных ГСК, что указывает на то, что клетки, используемые в трансплантациях, могут происходить не только из костного мозга.
Перспективы исследований
Открытие легочных ГСК открывает новые возможности для терапии, основанной на трансплантации стволовых клеток, которая широко используется для лечения пациентов с различными заболеваниями. Однако еще многое предстоит узнать о легочных ГСК и их роли в организме.
«Легкие играют ключевую роль в кровообращении, поэтому открытие легочных ГСК как экстренного резервуара для производства красных кровяных телец и тромбоцитов вызывает большой интерес», — сказал Луни. «Теперь, когда мы знаем об их существовании, это открывает новые возможности для терапии, которая может быть очень полезной для пациентов».
Литература:
Catharina Conrad et al, Decoding functional hematopoietic progenitor cells in the adult human lung, Blood Journal (2025). DOI: 10.1182/blood.2024027884