اكتشف علماء نوعا جديدا من الخلايا يختبئ داخل الممرات الدقيقة والمتفرعة لرئتي الإنسان.

وتلعب الخلايا المكتشفة حديثا دورا حيويا في الحفاظ على عمل الجهاز التنفسي بشكل صحيح، ويمكن أن تلهم علاجات جديدة لعكس آثار بعض الأمراض المرتبطة بالتدخين، وفقا لدراسة جديدة.

وتوجد الخلايا، المعروفة باسم خلايا إفراز مجرى الهواء التنفسي (RAS)، في ممرات صغيرة ومتفرعة تعرف باسم القصيبات، والتي تميل بالحويصلات الهوائية، وهي الأكياس الهوائية الصغيرة التي تتبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون مع مجرى الدم.

وتشبه خلايا RAS الجديدة الخلايا الجذعية - وهي خلايا "قماشية فارغة" يمكنها التمايز إلى أي نوع آخر من الخلايا في الجسم - وهي قادرة على إصلاح الخلايا الحويصلية التالفة وتحويلها إلى خلايا جديدة.

واكتشف الباحثون خلايا RAS بعد أن أصبحوا محبطين بشكل متزايد بسبب قيود الاعتماد على رئتي الفئران كنماذج للجهاز التنفسي البشري. ومع ذلك، بسبب بعض الاختلافات بين الاثنين، كافح العلماء لسد بعض الفجوات المعرفية حول رئتي الإنسان.

وللحصول على فهم أفضل لهذه الاختلافات على المستوى الخلوي، أخذ الفريق عينات من أنسجة الرئة من متبرعين بشريين أصحاء وقاموا بتحليل الجينات داخل الخلايا الفردية، والتي كشفت عن خلايا RAS غير المعروفة سابقا.

وقال المعد الكبير إدوارد موريسي، الأستاذ في كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا، والمتخصص في أنظمة التنفس، لـ "لايف ساينس": "كان معروفا منذ بعض الوقت أن المسالك الهوائية للرئة البشرية تختلف عن تلك الموجودة في الفئران. لكن التقنيات الناشئة لم تسمح لنا إلا مؤخرا بأخذ عينات وتحديد أنواع الخلايا الفريدة".

ويشتبه الباحثون في أن معظم الثدييات المتساوية أو الأكبر حجما من المحتمل أن تحتوي على خلايا RAS في رئتيها، على حد قول موريسي.

وتؤدي خلايا RAS وظيفتين رئيسيتين في الرئتين. أولا، تفرز الجزيئات التي تحافظ على بطانة السوائل على طول القصيبات، ما يساعد على منع الشعب الهوائية الصغيرة من الانهيار وزيادة كفاءة الرئتين.

ثانيا، يمكن أن تعمل كخلايا سلفية للخلايا السنخية من النوع 2 (AT2)، وهي نوع خاص من الحويصلات الهوائية التي تفرز مادة كيميائية تُستخدم جزئيا لإصلاح الحويصلات التالفة الأخرى.

وقال موريسي: "خلايا RAS هي ما أطلقنا عليه اسم السلف الاختيارية، ما يعني أنها تعمل كخلايا سلفية ولها أيضا أدوار وظيفية مهمة في الحفاظ على صحة مجرى الهواء". وأضاف أن هذا يعني أن خلايا RAS تلعب دورا حيويا في الحفاظ على صحة الرئتين.

ويعتقد الباحثون أن خلايا RAS قد تلعب دورا رئيسيا في الأمراض المرتبطة بالتدخين، مثل مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD)، وهو نتيجة التهاب الممرات الهوائية داخل الرئتين، والذي يمكن أن يحدث بسبب التدخين، وأحيانا تلوث الهواء، وفقا لمايو كلينك.

ويؤدي التهاب الممرات الهوائية إلى صعوبة حصول الرئتين على كمية كافية من الأكسجين؛ نتيجة لذلك، فإن مرض الانسداد الرئوي المزمن له أعراض مشابهة للربو. ويمكن أن يؤدي مرض الانسداد الرئوي المزمن أيضا إلى انتفاخ الرئة، حيث يتم تدمير الحويصلات الهوائية بشكل دائم، والتهاب الشعب الهوائية المزمن، وهو سعال حاد طويل الأمد مصحوب عادة ببلغم زائد. وكل عام يموت أكثر من 3 ملايين شخص حول العالم بسبب مرض الانسداد الرئوي المزمن، وفقا لمنظمة الصحة العالمية.

ومن الناحية النظرية، يجب أن تمنع خلايا RAS، أو على الأقل تخفف، من آثار مرض الانسداد الرئوي المزمن عن طريق إصلاح الحويصلات الهوائية التالفة. ومع ذلك، يشك الباحثون في أن التدخين يمكن أن يدمر الخلايا الجديدة، ما يؤدي إلى ظهور أمراض مثل مرض الانسداد الرئوي المزمن.

وغالبا ما يتم وصف الأدوية المضادة للالتهابات أو العلاج بالأكسجين للمرضى الذين يعانون من مرض الانسداد الرئوي المزمن لتخفيف أعراضهم. ومع ذلك، فهذه ليست سوى حلول مؤقتة ولا تفعل شيئا لعكس تلف الرئة.

ويمكن استخدام خلايا RAS لتحسين العلاجات أو حتى علاج مرض الانسداد الرئوي المزمن، إذا تمكن الباحثون من تسخير الخصائص التجديدية لهذه الخلايا بشكل صحيح.

وقال موريسي: "لا نعرف حقا ما إذا كان هذا الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى علاج محتمل لمرض الانسداد الرئوي المزمن حتى الآن. ومع ذلك، نظرا لأن مرض الانسداد الرئوي المزمن هو مرض لا نعرف عنه سوى القليل جدا، فإن أي رؤية جديدة يجب أن تساعد المجال على البدء في التفكير في أساليب علاجية جديدة يمكن أن تؤدي إلى علاجات أفضل".