Τα επιθηλιακά κύτταρα των αεραγωγών (AECs) αποτελούν βασικό συστατικό του ανθρώπινου αναπνευστικού συστήματος: Η πρώτη γραμμή άμυνας έναντι παθογόνων που μεταδίδονται στον αέρα όπως ο Aspergillus fumigatus (Af), τα AEC διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην έναρξη της άμυνας του ξενιστή και στον έλεγχο των ανοσολογικών αποκρίσεων και είναι σημαντικές για τη διατήρηση αναπνευστική υγεία και πρόληψη λοιμώξεων που μπορεί να οδηγήσουν σε καταστάσεις όπως η ασπεργίλλωση. Έρευνα από τη Dr Margherita Bertuzzi του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ και την ομάδα της προσπάθησε να κατανοήσει πώς τα AEC καταπολεμούν την Af και τι οδηγεί σε ευπάθειες σε αυτές τις άμυνες, ιδιαίτερα σε άτομα με υποκείμενες παθήσεις υγείας.
Προηγούμενη εργασία της Δρ Bertuzzi και της ομάδας της απέδειξε ότι τα AEC είναι αποτελεσματικά στο να εμποδίζουν τον μύκητα να προκαλεί βλάβη όταν λειτουργούν καλά. Ωστόσο, σε άτομα που διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο, όπως αυτά με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα ή υπάρχουσες πνευμονικές παθήσεις, εάν αυτά τα κύτταρα δεν λειτουργούν σωστά, ο μύκητας μπορεί να εκμεταλλευτεί αυτή την κατάσταση.
Αυτή η νέα έρευνα της Δρ Bertuzzi και της ομάδας της είχε στόχο να διερευνήσει πώς τα AEC σταματούν τον μύκητα σε υγιείς ανθρώπους και τι πάει στραβά σε άτομα που αρρωσταίνουν. Η ομάδα εξέτασε προσεκτικά την αλληλεπίδραση μεταξύ του μύκητα και των πνευμονικών κυττάρων τόσο από υγιή άτομα όσο και από άτομα με ορισμένες ασθένειες. Χρησιμοποιώντας προηγμένες επιστημονικές μεθόδους, η ομάδα μπόρεσε να παρατηρήσει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων του πνεύμονα και του μύκητα σε πολύ λεπτομερές επίπεδο.
Τι βρήκαν
Τα πειράματα έδειξαν ότι το στάδιο ανάπτυξης των μυκήτων ήταν σημαντικό και ένας επιφανειακός υδατάνθρακας - μαννόζη (ένα σάκχαρο) είχε επίσης ρόλο στη διαδικασία.
Συγκεκριμένα, ανακάλυψαν ότι ο μύκητας είναι πιο πιθανό να προσληφθεί από τα κύτταρα του πνεύμονα όταν αναπτύσσεται για λίγες ώρες σε σύγκριση με όταν είναι απλώς ένα φρέσκο σπόριο. Τα διογκωμένα μυκητιακά σπόρια που κλειδώθηκαν στις 3 και 6 ώρες βλάστησης εσωτερικεύτηκαν 2 φορές πιο εύκολα από αυτά που κλειδώθηκαν στις 0 ώρες. Αναγνώρισαν επίσης ότι ένα μόριο σακχάρου που ονομάζεται μαννόζη στην επιφάνεια του μύκητα παίζει μεγάλο ρόλο σε αυτή τη διαδικασία.
Η μαννόζη είναι ένας τύπος μορίου σακχάρου που μπορεί να βρεθεί στην επιφάνεια διαφόρων κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων παθογόνων όπως ο Aspergillus fumigatus. Αυτό το σάκχαρο παίζει σημαντικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ του μύκητα και των κυττάρων του ξενιστή, ιδιαίτερα των AEC που επενδύουν τους πνεύμονες. Σε μια υγιή ανοσοαπόκριση, η μαννόζη στην επιφάνεια των παθογόνων μπορεί να αναγνωριστεί από τους υποδοχείς μαννόζης στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, πυροδοτώντας μια σειρά ανοσοαποκρίσεων που στοχεύουν στην εξάλειψη του παθογόνου. Ωστόσο, το Aspergillus fumigatus έχει εξελιχθεί για να εκμεταλλεύεται αυτή την αλληλεπίδραση, επιτρέποντάς του να προσκολλάται και να εισβάλλει στα πνευμονικά κύτταρα πιο αποτελεσματικά. Η παρουσία μαννόζης στην επιφάνεια του μύκητα διευκολύνει τη σύνδεσή του με τις λεκτίνες που δεσμεύουν τη μαννόζη (MBLs) (πρωτεΐνες που συνδέονται ειδικά με τη μαννόζη) στην επιφάνεια των πνευμονικών κυττάρων. Αυτή η δέσμευση μπορεί να προάγει την εσωτερίκευση του μύκητα στα κύτταρα του πνεύμονα, όπου μπορεί να παραμείνει και ενδεχομένως να προκαλέσει μόλυνση.
Η έρευνα τόνισε τη δυνατότητα χειραγώγησης αυτής της αλληλεπίδρασης ως μέσου για την καταπολέμηση των μυκητιασικών λοιμώξεων. Με την προσθήκη μαννόζης ή λεκτινών που δεσμεύουν τη μαννόζη όπως η Concanavalin A, οι ερευνητές θα μπορούσαν να μειώσουν σημαντικά την ικανότητα του μύκητα να εισβάλλει στα πνευμονικά κύτταρα. Αυτή η μείωση επιτεύχθηκε ουσιαστικά «ανταγωνιζόμενοι» με τον μύκητα για τις θέσεις δέσμευσης στα κύτταρα του πνεύμονα ή μπλοκάροντας άμεσα τη μυκητιακή μαννόζη, αναστέλλοντας έτσι την αλληλεπίδραση που διευκολύνει τη μυκητιασική μόλυνση.
Γιατί έχει σημασία?
Η κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων μας δίνει σημαντικές πληροφορίες για το πώς οι πνεύμονές μας μας προστατεύουν από μυκητιάσεις και τι πάει στραβά σε άτομα που είναι ευάλωτα σε τέτοιες λοιμώξεις. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να βοηθήσει στη δημιουργία νέων θεραπειών κατά των παθογόνων όπως ο Aspergillus fumigatus.
Μπορείτε να διαβάσετε την πλήρη περίληψη εδώ.