Atlas dýchacích cest na úrovni jedné buňky u chronické obstrukční plicní nemoci, idiopatické plicní fibrózy a kontroly (DISCOVAIR)

Rostoucí výskyt chronických respiračních onemocnění je problémem veřejného zdraví, který postihuje stovky tisíc lidí na celém světě v každém věku. Dýchací trakt, který je přímo vystaven atmosférickým nečistotám ze vzduchu (znečištění, alergeny), představuje komplexní ekosystém zahrnující různé buňky (multiciliované, bazální, mukosekreční, neuroendokrinní atd.), které vyvíjejí složité interakce s okolní pojivovou tkání, ale také s jejich bohatým imunitním prostředím. a místní mikrobiota. Ačkoli se předpokládá patofyziologické kontinuum mezi nosními a bronchiálními dýchacími cestami u určitých onemocnění, jako jsou alergická onemocnění, výzkumníci prokázali velké gradienty genové exprese mezi vzorky odebranými z nosních a bronchiálních dýchacích cest v různých studiích. Specifikace buněčné variability v celém respiračním stromě za normální fyziologické situace je jedním z hlavních cílů definovaných při vytváření atlasu všech buněk dýchacích cest, jak je definováno v cílech mezinárodního konsorcia Human Cell Atlas.

Sekvenování RNA přítomných specificky v každé jednotlivé buňce ("jednobuněčná RNAseq") a její srovnání se sousedními buňkami umožňuje dokumentovat přesné buněčné příspěvky, stejně jako zahrnuté signální dráhy. Vývoj postupů pro odběr vzorků tkáně, stabilizaci, transport a analýzu jednotlivých buněk lze provádět na primárních kulturách respiračního epitelu a lze jej také rozšířit na vzorky dýchacích cest od zdravých dobrovolníků.

Tento projekt bude analyzovat profily genové exprese na úrovni jedné buňky (single cell RNAseq) u dobrovolníků s chronickou obstrukční plicní nemocí, intersticiální plicní fibrózou a ve srovnání se zdravými subjekty stejného věku. Technickými modalitami vzorků budou čištění a biopsie dýchacích cest pro přímou analýzu vzorků. Tento přístup bude doplněn kulturou na rozhraní vzduch-kapalina, která umožní sekundární analýzu v jednobuněčném RNAseq a trojrozměrné mapování distribuce těchto buněk s in situ analýzou jednotlivých buněk.

Díky odběru vzorků na několika úrovních respiračního stromu (nos, bronchioly, bronchioly) budou vyčerpávajícím způsobem zdokumentovány variace buněčné a genové exprese podél tracheobronchiální osy u subjektů různého věku, zdravých nebo trpících patologiemi, jako je chronická obstrukční plicní nemoc a intersticiální plicní fibróza. Tato data budou sloužit jako celosvětové reference pro srovnání v různých fyziologických a patologických kontextech.