Тип клітин, який раніше вважався існуючим лише в зябрах прісноводних риб та шкірі жаб, але нещодавно був знайдений в легенях людини, дав вченим нове розуміння основної причини муковісцидозу (МВ).
МВ – це прогресуюче генетичне захворювання, яке вражає легені та інші органи, іноді викликаючи важкі симптоми, що можуть бути небезпечними для життя.
Захворювання характеризується відсутністю або мутацією білка в легенях, який називається регулятор трансмембранної провідності муковісцидозу (CFTR).
Відомо, що цей білок регулює баланс солі та води на поверхні легень, але його структура та функції ще не до кінця зрозумілі вченим.
Нове дослідження, проведене під керівництвом вчених з Університету штату Айова, виявило несподівану нову функцію білка CFTR.
На сьогоднішній день більшість досліджень білків CFTR проводилися навколо секреторних клітин дихальних шляхів.
У цих клітинах канали CFTR, вбудовані в поверхню клітини, виділяють іони хлору в тонкий шар рідини, що покриває поверхню дихальних шляхів.
Куди йде сіль, туди йде вода, таким чином зволожуючи цей важливий шар рідини в легенях. Цей шар змащувального слизу затримує подразники та хвороботворні мікроорганізми, які згодом можуть бути виведені з організму за допомогою кашлю.
Однак у людей з МВ слиз густий і липкий, на відміну від рідкого і рідкого, і він може закупорювати проходи в легенях.
Але ось у чому заковика: Білки CFTR містяться не лише в секреторних клітинах. У 2018 році дослідники виявили абсолютно новий тип клітин, що ховаються в легенях людини, під назвою іонокти, які поширені у риб і жаб.
Легеневі іоноцити складають лише 1 відсоток від усіх клітин у легенях людини, але вони містять більшість каналів CFTR в нашому організмі.
Культивуючи ці клітини в лабораторії, дослідники виявили, що білки CFTR поводяться дуже дивно.
Замість того, щоб виділяти хлорид, коли вони вбудовуються в іоноцити, вони, здається, поглинають іони, тим самим висмоктуючи вологу з шару рідини, що вистилає легені.
В експериментах збільшення кількості іоноцитів збільшувало поглинання рідини, а не її секрецію.
Більше того, руйнування хлоридних іонних каналів в іоноцитах погіршувало їхнє поглинання.
“Ці результати вказують на те, що іоноцити опосередковують всмоктування рідини, а секреторні клітини – секрецію рідини”, – пишуть вчені з Університету Айови.
“Більше того, різна роль CFTR в іоноцитах і секреторних клітинах дозволяє припустити, що муковісцидоз порушує як секрецію, так і всмоктування рідини”.
Якщо дослідники мають рацію, то їхні результати вносять нове розуміння в патологію муковісцидозу.
Попередні дослідження, які стимулювали канали CFTR, дали суперечливі спостереження щодо того, як ця підвищена активність впливає на транспорт рідини в легенях.
Нові результати дають можливе пояснення цій плутанині: активність білків CFTR може залежати від того, де вони розташовані, і поки що ми не знаємо, де саме вони знаходяться.
Генетична терапія, спрямована на цей тип клітин, у майбутньому може мати великі перспективи у лікуванні МВ.
“Багато чого ще належить дізнатися про те, як регулюються окремі транспортні процеси в іоноцитах”, – підсумовують дослідники.
“Спостереження, що CFTR є критично важливим для поглинання [хлорид-іонів] на додаток до секреції [хлорид-іонів], вказує на те, що обидва процеси порушуються при МВ”.
Дослідження було опубліковане в Journal of Clinical Investigation..
