Rugpjūčio 1 d. žurnalo „Nature“ interneto svetainėje publikuotas straipsnis „A Single-cell Atlas of the Airway Epithelium Reveals the CFTR-rich Pulmonary Ionocyte“ apie naujo ląstelių tipo – plaučių jonocitų – atradimą. Du pirmieji publikacijos autoriai yra dr. Lindsey Plasschaert ir Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) doktorantas Rapolas Žilionis. Abiejų tyrėjų indėlis į šį atradimą laikomas lygiaverčiu.

R. Žilionis, sugrįžęs po trejų metų stažuotės dr. Allono Kleino laboratorijoje Harvardo medicinos mokykloje, pasakoja, kad džiaugsmas ir susijaudinimas dėl minėto atradimo augo naršant po mokslinę literatūrą ir vis labiau įsitikinant, kad niekas iki tol nebuvo aprašęs ir eksperimentais įrodęs šio ląstelių tipo. Atradimas svarbus ne tik tam, kad geriau suvoktume kvėpavimo takų biologiją, bet ir gali turėti praktinės vertės mokslininkams, tiriantiems vis dar nepagydomą genetinę ligą – cistinę fibrozę.

„Kodėl plaučių jonocitus atradome tik dabar? Įtakos turėjo tai, kad nuo 2015 m. galime dideliu našumu atlikti pavienių ląstelių RNR sekoskaitą. Vadinasi, galime išmatuoti, kurie genai yra aktyvūs kiekvienoje audinį sudarančioje ląstelėje. Aktyvių genų rinkinys leidžia nuspėti ląstelės funkciją, taip pat sugrupuoti mėginio ląsteles į tipus. Kvėpavimo takų epitelį ėmėme tirti pirmiausia norėdami geriau suprasti šio audinio sudėtį ir sukurti išsamų ląstelių tipų katalogą. Teorinė galimybė atrasti naują ląstelių tipą buvo, tačiau nesitikėjome, kad tai ir įvyks“, – džiaugiasi VU GMC doktorantas.

Jis pabrėžia, kad atrasti plaučių jonocitus padėjo bendradarbiavimas tarp dr. A. Kleino laboratorijos Harvardo medicinos mokykloje ir dr. Arono Jaffe‘s laboratorijos NIBR (Novartis Institutes for BioMedical Research), kuri priklauso kompanijai „Novartis“.

„Dr. A. Jaffe‘s komanda – kvėpavimo takų epitelio biologijos ekspertai, o dr. A. Kleino laboratorijoje dirba vieni geriausių pavienių ląstelių RNR sekoskaitos žinovų. A. Kleino laboratorija išsiskiria tuo, kad jos mokslininkai moka ir generuoti, ir analizuoti bei interpretuoti pavienių ląstelių RNR sekoskaitos duomenis, o aš tai ir atlikau tirdamas kvėpavimo takų epitelį“, – savo indėlį į atradimą paaiškina R. Žilionis.

Duomenyse pastebėję naują ląstelių tipą mokslininkai pradėjo aiškintis jų funkciją. Tyrėjams iškart buvo prieinama informacija, kokie genai iki tol dar neatrastose ląstelėse aktyviausi, palyginti su jau žinomomis ląstelėmis.

„Tarp tų genų aptikome ir cistinės fibrozės geną, žinomą kaip CFTR. Cistinė fibrozė pasireiškia tada, kai šis genas yra mutavęs. CFTR koduoja baltymą ląstelės paviršiuje, kuris reguliuoja jonų judėjimą pro ląstelės membraną, o tai lemia gleivių skystumą ir pH. Jeigu šie dalykai išsiderinę, prasideda su cistine fibroze susijusios problemos: tirštos gleivės, bakterinės infekcijos. Buvo gerai žinoma, kad CFTR geno defektai susiję su cistine  fibroze, tačiau nebuvo aišku, kokiose ląstelėse šis genas aktyvus. Netgi manyta, kad už šito geno aktyvumą atsakingas visai kitas ląstelių tipas. Dr. Lindsey Plasschaert papildomais eksperimentais galutinai parodė, kad būtent plaučių jonocitai, sudarantys vos 1–2 procentus visų kvėpavimo takų ląstelių, atsakingi už CFTR aktyvumą. Naują ląstelių tipą pavadinome plaučių jonocitais dėl genų raiškos panašumo į anksčiau aprašytus jonocitus varlių ir žuvų embrionuose. Taigi su konkrečiu ląstelių tipu susiejome svarbią funkciją, reikšmingą cistinei fibrozei“, – paaiškina VU GMC doktorantas.

Šiandien pavienių ląstelių RNR sekoskaita plačiai prieinama, tačiau lietuvio stažuotės pradžioje aptariama technologija buvo taikoma vos keliose vietose pasaulyje, tarp jų – dr. A. Kleino laboratorijoje. Šį metodą dr. A. Kleinas sukūrė ir 2015 m. žurnale „Cell“ aprašė kartu su VU GMC  mokslininku dr. Linu Mažučiu.

Jonocitus kvėpavimo takų epitelyje tuo pat metu taikydama panašią pavienių ląstelių RNR sekoskaitos technologiją atrado ir kita tyrėjų grupė iš JAV. Abu straipsniai bus publikuoti vienas šalia kito tame pačiame žurnalo „Nature“ numeryje. Tai, pasak R. Žilionio, tik sutvirtina šio atradimo reikšmę.

Tai jau antroji jaunojo mokslininko publikacija leidinyje „Nature“. Pernai VU GMC doktorantas buvo tarp žurnale „Science“ paskelbto straipsnio bendraautorių. Tyrėjo mokslinę biografiją papildo ir publikacijos žurnaluose „Nature Protocols“, „Nature Immunology“ ir kituose.