Atlas dróg oddechowych na poziomie pojedynczej komórki w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc, idiopatycznym włóknieniu płuc i kontroli (DISCOVAIR)

Rosnąca częstość występowania przewlekłych chorób układu oddechowego jest problemem zdrowia publicznego, który dotyka setki tysięcy ludzi na całym świecie w każdym wieku. Drogi oddechowe, bezpośrednio narażone na zanieczyszczenia atmosferyczne (zanieczyszczenia, alergeny), stanowią złożony ekosystem obejmujący różne komórki (multicylisowe, podstawne, śluzowo-wydzielnicze, neuroendokrynne itp.), które rozwijają złożone interakcje z otaczającą tkanką łączną, ale także z ich bogatym środowiskiem odpornościowym i lokalnej mikroflory. Chociaż postuluje się patofizjologiczne kontinuum między nosowymi i oskrzelowymi drogami oddechowymi w niektórych chorobach, takich jak choroby alergiczne, badacze wykazali duże gradienty ekspresji genów między próbkami pobranymi z dróg oddechowych nosowych i oskrzelowych w różnych badaniach. Określenie zmienności komórkowej w całym drzewie oddechowym w normalnej sytuacji fizjologicznej jest jednym z głównych celów określonych przy tworzeniu atlasu wszystkich komórek dróg oddechowych, zgodnie z celami międzynarodowego konsorcjum Human Cell Atlas.

Sekwencjonowanie RNA obecnych specyficznie w każdej pojedynczej komórce („single-cell RNAseq”) i jego porównanie z sąsiednimi komórkami pozwala udokumentować dokładny wkład komórkowy, jak również zaangażowane szlaki sygnałowe. Opracowanie procedur pobierania próbek tkanek, stabilizacji, transportu i analizy pojedynczych komórek można przeprowadzić na pierwotnych hodowlach nabłonka oddechowego, a także rozszerzyć na próbki oddechowe od zdrowych ochotników.

W ramach tego projektu zostaną przeanalizowane profile ekspresji genów na poziomie pojedynczej komórki (single cell RNAseq) u ochotników z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc, śródmiąższowym włóknieniem płuc oraz w porównaniu ze zdrowymi osobami w tym samym wieku. Technicznymi metodami pobierania próbek będą szczotkowanie i etapowe biopsje dróg oddechowych w celu bezpośredniej analizy próbek. Podejście to zostanie uzupełnione kulturą na granicy faz powietrze-ciecz, aby umożliwić wtórną analizę w pojedynczej komórce RNAseq i trójwymiarowe mapowanie rozmieszczenia tych komórek za pomocą analizy pojedynczej komórki in situ.

Dzięki pobraniu próbek na kilku poziomach drzewa oddechowego (nos, oskrzeliki, oskrzeliki) zmienność ekspresji komórkowej i genowej wzdłuż osi tchawiczo-oskrzelowej zostanie wyczerpująco udokumentowana u osób w różnym wieku, zdrowych lub cierpiących na patologie, takie jak przewlekła obturacyjna choroba płuc i śródmiąższowe zapalenie płuc. zwłóknienie płuc. Dane te posłużą jako ogólnoświatowe odniesienie do porównań w różnych kontekstach fizjologicznych i patologicznych.