Ziele und Hypothese Jüngste Fortschritte bei der SingleCell-RNA-Sequenzierung führten zur Identifikation
einer IPF typischen Zellpopulation, den sog. Aberranten Basaloiden Zellen, die deutlich
im Parenchym der remodelten IPF-Lunge angereichert sind. Diese Zellen vereinen viele
pathogenetische Merkmale der IPF (bspw. Seneszenz und EMT). Um die trajektorielle
Entstehung dieser Zellen besser zu verstehen, analysierten wir in dieser Studie die
verschiedenen Differenzierungszustände von IPF Basalzellen einem ex vivo IPF Co- und Monokultur Modell.
Methoden Single-Cell-RNA-Sequenzierung wurde zunächst in nativen Basalzellen durchgeführt,
die aus IPF-Lungen Homogenat isoliert wurden. In zweiten Schritt wurden diese Basalzellen
in einem Matrigel-basierten 3D Kultursystem entweder als Mono- oder Ko-Kultur mit
IPF-Fibroblasten gehalten. Begleitend forcierten wir eine vergleichende ultrastrukturelle
Charakterisierung der verschiedenen basaloiden Differenzierungsformen der analysierten
Modelle mit der IPF-Lunge.
Ergebnisse Während im nativen Datensatz nur in schwaches Expressionssignal in einem Subcluster
der IPF Basalzellen zur Geltung kam, konnte eine Zunahme der aberrant-basaloiden Markergenexpression
in IPF Organoiden unter Monokultur bereits nach einer Kulturdauer von bereits 7 Tagen
beobachtet werden. Analog hierzu entwickelte ein Subcluster von ko-kultivierten IPF
Basalzellen ein der Monokultur gegenüber deutlich verstärktes aberrant-basaloides
Differenzierungssignal. Dieser Befund fiel mit einem metaplastischen Differenzierungsphänotyp
in wie ex vivo auf elektronenmikroskopischer Ebene zusammen.
Interpretation Unsere aktuelle Studie unterstreicht sie die Bedeutung des lokalen reziproken epithelialen-zu-mesenchymalen
Crosstalks in der parenchymalen Nische der IPF-Lunge für die transkriptionelle Regulation
und pathologischen Differenzierung der dorthin emigrierenden Basalzellen.
