Penumpukan partikel seperti jelaga yang tidak biasa dalam sel paru-paru pasien COPD

Sel yang diambil dari paru-paru orang dengan penyakit paru obstruktif kronis (COPD) memiliki akumulasi yang lebih besar dari deposit karbon seperti jelaga dibandingkan dengan sel yang diambil dari orang yang merokok tetapi tidak memiliki COPD, menurut sebuah penelitian yang dipimpin oleh peneliti University of Manchester.

Studi ini diterbitkan hari ini (Rabu) di ERJ Open Research [1]. Karbon dapat memasuki paru -paru melalui asap rokok, knalpot diesel dan udara yang tercemar.

Sel -sel, yang disebut makrofag alveolar, biasanya melindungi tubuh dengan menelan partikel atau bakteri yang mencapai paru -paru. Tetapi, dalam studi baru mereka, para peneliti menemukan bahwa ketika sel -sel ini terpapar karbon, mereka tumbuh lebih besar dan mendorong peradangan.

Penelitian ini dipimpin oleh Dr James Baker dan Dr Simon Lea dari University of Manchester, Inggris, dan didanai oleh North West Lung Center Charity dan National Institute for Health and Care Research (NIHR) Manchester Biomedical Research Center (BRC).

Dr Baker, rekan penelitian dalam tema pernapasan NIHR Manchester BRC mengatakan: “COPD adalah penyakit kompleks yang memiliki sejumlah faktor risiko lingkungan dan genetik. Salah satu faktor adalah paparan karbon dari merokok atau pernapasan udara yang tercemar.

“Kami ingin mempelajari apa yang terjadi di paru -paru pasien COPD ketika karbon ini menumpuk dalam sel makrofag alveolar, karena ini dapat mempengaruhi kemampuan sel untuk melindungi paru -paru.”

Para peneliti menggunakan sampel jaringan paru -paru dari operasi untuk dugaan kanker paru -paru. Mereka mempelajari sampel (yang tidak mengandung sel kanker) dari 28 orang yang memiliki COPD dan 15 orang yang perokok tetapi tidak memiliki COPD.

Melihat secara khusus pada sel makrofag alveolar di bawah mikroskop, para peneliti mengukur ukuran sel dan jumlah karbon yang terakumulasi dalam sel.

Mereka menemukan bahwa jumlah rata -rata karbon lebih dari tiga kali lebih besar pada sel makrofag alveolar dari pasien COPD dibandingkan dengan perokok. Sel yang mengandung karbon secara konsisten lebih besar dari sel tanpa karbon yang terlihat.

Pasien dengan endapan karbon yang lebih besar dalam makrofag alveolar mereka memiliki fungsi paru -paru yang lebih buruk, menurut ukuran yang disebut FEV1%, yang menghitung berapa banyak dan seberapa kuat pasien dapat bernafas.

Ketika para peneliti mengekspos makrofag pada partikel karbon di laboratorium, mereka melihat sel menjadi jauh lebih besar dan menemukan bahwa mereka menghasilkan tingkat protein yang lebih tinggi yang menyebabkan peradangan.

Karena kami membandingkan sel-sel dari pasien COPD dengan sel dari perokok, kita dapat melihat bahwa penumpukan karbon ini bukan akibat langsung dari merokok. Sebaliknya, kami menunjukkan makrofag alveolar pada pasien COPD mengandung lebih banyak karbon dan secara inheren berbeda dalam hal bentuk dan fungsinya dibandingkan dengan yang ada di perokok

Dr Lea, peneliti dalam tema pernapasan NIHR Manchester BRC mengatakan: “Ketika kami membandingkan sel-sel dari pasien COPD dengan sel-sel dari perokok, kami dapat melihat bahwa penumpukan karbon ini bukan merupakan akibat langsung dari merokok. Sebaliknya, kami menunjukkan makrofag alveolar pada pasien COPD mengandung lebih banyak karbon dan secara inheren berbeda dalam hal bentuk dan fungsi mereka dibandingkan dengan yang ada di perokok.

“Penelitian kami menimbulkan pertanyaan yang menarik mengenai penyebab peningkatan kadar karbon dalam makrofag pasien COPD. Bisa jadi orang dengan COPD kurang mampu membersihkan karbon yang mereka hirup. Bisa juga bahwa orang yang terpapar lebih banyak partikel menumpuk karbon ini dan sebagai akibatnya COPD yang sedang berkembang.

“Di masa depan, akan menarik untuk mempelajari bagaimana karbon ini menumpuk dan bagaimana sel paru -paru merespons dalam periode waktu yang lebih lama.”

Profesor Fabio Ricciardolo adalah Ketua Kelompok Masyarakat Pernafasan Eropa tentang Pemantauan Penyakit Jalan nafas, yang berbasis di University of Torino, Italia, dan tidak terlibat dalam penelitian ini. Dia mengatakan: “Rangkaian percobaan ini menunjukkan bahwa orang dengan COPD mengumpulkan karbon dalam jumlah besar dalam sel paru-paru mereka. Penumpukan ini tampaknya mengubah sel-sel tersebut, berpotensi menyebabkan peradangan di paru-paru dan mengarah ke fungsi paru-paru yang lebih buruk.

“Selain itu, penelitian ini menawarkan beberapa petunjuk tentang mengapa udara yang tercemar dapat menyebabkan atau memperburuk COPD. Namun, kita tahu bahwa merokok dan polusi udara adalah faktor risiko untuk COPD dan kondisi paru -paru lainnya, jadi kita perlu mengurangi tingkat polusi di udara yang kita hirup dan kita perlu membantu orang berhenti merokok.”

[1] Baker J, Booth S, Dungwa J, dkk. Karbon makrofag alveolar dikaitkan dengan keparahan COPD. ERJ Open Res 2025; Dalam pers (https://doi.org/10.1183/23120541.00933-2024).

Makalah ini tersedia di sini: https://doi.org/10.1183/23120541.00933-2024

Pendanaan: Amal Pusat Lung North West dan National Institute for Health and Care Research (NIHR) Manchester Biomedical Research Center (BRC).