מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) היא מחלת ריאות הטרוגנית עם מאפיינים מורכבים, בעוד חולים עם COPD נוטים בהדרגה להיות צעיריםיותר 1. לעישון, גורם סיכון עיקרי ל- COPD2, יש השפעה עמוקה על תאי אפיתל בדרכי הנשימה, המשמשים כמחסום הראשוני מפני עשן טבק. למרות הקשר הידוע הזה, המנגנונים המפורטים שבאמצעותם עשן טבק גורם לשינויים בתאי אפיתל בדרכי הנשימה עדיין לא נחקרו כראוי. הבנה מעמיקה של שינויים מולקולריים אלה חיונית לזיהוי סמנים אבחוניים מוקדמים ומטרות טיפוליות ל- COPD.
כדי להתמודד עם הפער הזה, פיתחנו מודל חדשני במבחנה באמצעות תאי אפיתל של דרכי הנשימה. תאים אלה היו נתונים לגירוי ארוך טווח באמצעות תמצית עשן סיגריות (CSE), מה שאיפשר לנו לעקוב אחר שינויים תאיים דינמיים ולחקור את השינויים בתאי אפיתל בדרכי הנשימה תחת גירוי טבק ארוך טווח והמנגנון הבסיסי. במודל זה, Transwell שימש כדי לספק את ממשק אוויר-נוזל של תאי אפיתל דרכי הנשימה, ותמצית עשן סיגריות היה מגורה בשלב המוקדם של התמיינות תאי אפיתל עד סוף התמיינות לאחר 28 ימים. מחקרים קודמים בדקו רק התמיינות וגירוי לטווח קצר של תאי אפיתל בדרכי הנשימה (דומיננטיות קו התא). הם הוגבלו למסלול רגולטורי יחיד 3,4,5,6. עם זאת, הפרוטוקול המוצג כאן משתמש בתאי אפיתל ראשוניים של דרכי הנשימה של עכברים ומייעל את תהליך מיצוי התאים לפעילות תאים טובה יותר מאשר שיטות קודמות של תרבית תאי אפיתל בדרכי הנשימה. מודל זה מתמקד בשינויים בהתמיינות התא לצד אנליזות שעתוק מקיפות, פרוטאומיות, מטבוליות ואפיגנומיות. תוך שימוש באימונופלואורסנציה ובטכניקות מולטי-אומיקה מתקדמות, מטרתנו הייתה להבהיר את התגובות התאיות של תאי אפיתל בדרכי הנשימה לחשיפה כרונית לעשן טבק, ובכך לתרום להבנה עמוקה יותר של פתוגנזה של COPD. מודל זה יכול לשמש לחקר השינויים בדפוס התמיינות תאי אפיתל בדרכי הנשימה והמנגנון שלו הנגרם על ידי גירוי ארוך טווח של מזהמים שונים.