Yhden solun hengitysteiden atlas kroonisessa obstruktiivisessa keuhkosairaudessa, idiopaattisessa keuhkofibroosissa ja kontrollissa (DISCOVAIR)

Kroonisten hengitystiesairauksien lisääntyvä ilmaantuvuus on kansanterveysongelma, joka vaikuttaa satoihin tuhansiin ja kaikenikäisiin ihmisiin maailmanlaajuisesti. Suoraan ilmakehän epäpuhtauksille (saaste, allergeenit) alttiina hengitystiet edustavat monimutkaista ekosysteemiä, johon kuuluu erilaisia ​​soluja (multiilioituneita, tyvisoluja, limakalvoja erittäviä, neuroendokriinisia jne.), jotka kehittävät monimutkaisia ​​vuorovaikutuksia ympäröivän sidekudoksen, mutta myös rikkaan immuuniympäristönsä kanssa. ja paikallinen mikrobiota. Vaikka tietyissä sairauksissa, kuten allergisissa sairauksissa, oletetaan nenän ja keuhkoputkien välillä olevan patofysiologista jatkumoa, tutkijat ovat osoittaneet suuria geeniekspressiogradientteja nenän ja keuhkoputkien hengitysteistä otettujen näytteiden välillä eri tutkimuksissa. Solujen vaihteluvälin määrittäminen koko hengityspuussa normaalissa fysiologisessa tilanteessa on yksi tärkeimmistä tavoitteista, jotka määritellään kaikkien hengitystiesolujen kartaston laatimisessa kansainvälisen Human Cell Atlas -konsortion tavoitteissa.

Spesifisesti kussakin yksittäisessä solussa esiintyvien RNA:iden sekvensointi ("yksisoluinen RNAseq") ja sen vertailu naapurisoluihin mahdollistaa tarkan solun osuuden sekä asiaan liittyvien signalointireittien dokumentoinnin. Kudosnäytteiden otto-, stabilointi-, kuljetus- ja yksittäissoluanalyysimenetelmien kehittäminen voidaan suorittaa primaarisilla hengitystieepiteeliviljelmillä, ja se voidaan laajentaa myös terveiltä vapaaehtoisilta otettuihin hengitysnäytteisiin.

Tässä projektissa analysoidaan geenien ilmentymisprofiileja yksisolutasolla (yksisoluinen RNAseq) vapaaehtoisilla, joilla on krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus, interstitiaalinen keuhkofibroosi ja verrataan samanikäisiin terveisiin koehenkilöihin. Näytteiden tekniset menetelmät ovat harjaus ja vaiheittaiset hengitysteiden biopsiat näytteiden suoraa analysointia varten. Tätä lähestymistapaa täydennetään ilma-neste-rajapintaviljelmällä, joka mahdollistaa sekundaarisen analyysin yksisoluisessa RNAseq:ssä ja näiden solujen jakautumisen kolmiulotteisen kartoituksen yhden solun in situ -analyysillä.

Hengityspuun useilla tasoilla (nenä, keuhkoputket, keuhkoputket) tapahtuvan näytteenoton ansiosta solu- ja geeniekspression vaihtelut trakeobronkiaalisella akselilla dokumentoidaan kattavasti eri-ikäisillä, terveillä tai sairauksista, kuten kroonisesta obstruktiivisesta keuhkosairaudesta ja interstitiaalisesta sairaudesta kärsivillä. keuhkofibroosi. Nämä tiedot toimivat maailmanlaajuisina viitteinä vertailuille erilaisissa fysiologisissa ja patologisissa yhteyksissä.