I nostri polmoni lavorano sodo. In una vita media, i polmoni umani prendono 20-40 milioni di respiri e sperimentano un flusso d’aria giornaliero compreso tra 7000 e 10.000 litri. I polmoni dei mammiferi sono costituiti da due regioni distinte:
1. I tubi di conduzione delle vie aeree, tra cui la trachea, bronchi e bronchioli.
2. Le regioni di scambio di gas, o spazi alveolari.
Gli scienziati hanno scoperto che queste regioni contengono ciascuna tipi unici di cellule staminali., Nei polmoni normali, molte cellule staminali sono presenti in ogni regione. Queste cellule si dividono per sostituire le cellule polmonari vecchie o danneggiate, che mantiene il polmone sano. Le cellule staminali includono cellule basali tracheali, cellule secretorie bronchiolari (note come cellule club) e cellule alveolari di tipo 2. Si ritiene che la divisione di queste cellule staminali sia sufficiente a rinnovare la struttura del polmone per tutta la normale vita adulta.
Nelle malattie polmonari questi processi sono alterati e quindi vengono prodotte meno cellule funzionali dopo il danno., Ciò significa che la capacità del polmone di fornire il corpo del paziente con ossigeno diminuisce nel tempo causando la malattia e, infine, la morte.
Ad esempio, i polmoni di pazienti con malattie polmonari croniche come la BPCO mostrano alterazioni nelle vie aeree e negli alveoli, specialmente dopo l’esposizione al fumo di sigaretta. Le grandi vie aeree dei malati di BPCO mostrano iperplasia delle cellule basali (un aumento del numero di cellule basali), perdita di cellule ciliate e un aumento del numero di cellule caliciformi secernenti mucose. Negli alveoli dei polmoni della BPCO ci sono meno cellule alveolari di tipo I., Nei polmoni sani le cellule alveolari di tipo II possono produrre cellule di tipo I e sebbene questo processo avvenga ancora nei polmoni della BPCO non è più efficiente. L’ambiente che circonda la cellula staminale cambia anche nella malattia. Ci sono più macrofagi e fibroblasti attivati trovati negli alveoli dei polmoni della BPCO e queste cellule circostanti possono fornire segnali che alterano il comportamento delle cellule staminali.
Alcune cellule staminali contribuiscono allo sviluppo polmonare iniziale e altre aiutano a riparare e rigenerare il polmone per tutta la vita. I problemi con le cellule staminali possono contribuire alle malattie polmonari. Nei polmoni del topo sono state scoperte cellule staminali rare che si trovano nei tubi delle vie aeree conduttrici., In risposta a lesioni gravi (ad es. infezione da influenza) queste rare cellule staminali possono dividersi e produrre nuove cellule che contribuiscono sia alle vie aeree che alle regioni di scambio di gas. Queste cellule sono state anche coltivate in laboratorio e utilizzate come trattamento nei polmoni di topo feriti. Tuttavia, non è ancora chiaro se queste rare cellule staminali siano importanti nei polmoni umani.