Peneliti Mayo Clinic telah memetakan sirkuit molekuler pada sel paru tipe alveolus 2 yang membantu menentukan apakah mereka membangun kembali jaringan atau melawan infeksi. Studi tersebut, yang diterbitkan pada 14 Oktober 2025 di Nature Communications, menyarankan jalur baru untuk pendekatan regeneratif pada kondisi paru kronis seperti fibrosis paru dan PPOK.
Sel alveolus tipe 2 (AT2) baik mengeluarkan protein surfaktan yang menjaga kantung udara tetap terbuka maupun berfungsi sebagai sel batang cadangan yang dapat meregenerasi sel alveolus tipe 1 (AT1), yang menangani pertukaran gas. Pada gangguan termasuk fibrosis paru, PPOK, dan infeksi virus parah seperti COVID-19, regenerasi yang dimediasi AT2 dapat gagal, mempersulit pemulihan.
Menggunakan sekuensing sel tunggal, pencitraan canggih, dan model cedera praklinis, tim melacak bagaimana sel AT2 memperoleh identitasnya. Peneliti melaporkan bahwa sel AT2 yang baru lahir mempertahankan plastisitas nasib hingga sekitar minggu perinatal pertama sebelum berkomitmen pada keadaan matang, mempersempit jendela kritis untuk perbaikan. Pekerjaan ini mengidentifikasi sirkuit molekuler tiga bagian—PRC2, C/EBPα, dan DLK1—yang mengatur waktu transisi ini; C/EBPα berfungsi sebagai penjepit yang menekan perilaku seperti sel batang, dan melepaskan penjepit itu diperlukan untuk regenerasi setelah cedera, menemukan para penulis.
Program regulasi yang sama juga tampaknya mengatur apakah sel AT2 lebih menyukai perbaikan jaringan atau mengadopsi keadaan pertahanan terhadap patogen, menawarkan penjelasan mekanistik mengapa infeksi dapat memperlambat atau menghalangi pemulihan. “Kami terkejut menemukan bahwa sel khusus ini tidak bisa melakukan kedua pekerjaan sekaligus,” kata penulis senior Douglas Brownfield, Ph.D. “Beberapa berkomitmen untuk membangun kembali, sementara yang lain fokus pada pertahanan. Pembagian tugas itu esensial.” Ia menambahkan: “Ketika kami memikirkan perbaikan paru, itu bukan hanya tentang menyalakan sesuatu — itu tentang menghapus penjepit yang biasanya mencegah sel-sel ini bertindak seperti sel batang. Kami menemukan salah satu penjepit itu dan bagaimana ia mengatur waktu kemampuan sel-sel ini untuk memperbaiki.”
Mayo Clinic mencatat bahwa temuan ini dapat menginformasikan terapi yang bertujuan untuk meningkatkan program perbaikan alami paru. Obat-obatan yang menyesuaikan aktivitas C/EBPα dengan halus mungkin pada akhirnya membantu membangun kembali jaringan atau membatasi jaringan parut pada penyakit seperti fibrosis paru, dan pekerjaan ini mungkin membantu mendeteksi penyakit dini dengan mengungkapkan kapan sel AT2 terjebak dalam satu keadaan. “Penelitian ini membawa kami lebih dekat untuk dapat meningkatkan mekanisme perbaikan alami paru, menawarkan harapan untuk mencegah atau membalikkan kondisi di mana saat ini kami hanya bisa memperlambat kemajuan,” kata Brownfield.
Mayo Clinic mengatakan penelitian ini sejalan dengan inisiatif Precure-nya, yang berfokus pada deteksi dan pencegahan penyakit dini, dan memajukan inisiatif Genesis-nya, yang menargetkan pencegahan kegagalan organ dan pemulihan fungsi melalui kedokteran regeneratif.
Studi tersebut, yang dipimpin oleh penulis pertama Amitoj S. Sawhney dengan Brownfield sebagai penulis senior, diterbitkan di Nature Communications pada 14 Oktober 2025 (DOI: 10.1038/s41467-025-64224-1).