Luchtwegepitheelcellen (AEC's) zijn een sleutelcomponent van het menselijke ademhalingssysteem: AEC's vormen de eerste verdedigingslinie tegen ziekteverwekkers in de lucht zoals Aspergillus fumigatus (Af). Ze spelen een cruciale rol bij het initiëren van de verdediging van de gastheer en het controleren van immuunreacties en zijn belangrijk bij het in stand houden van gezondheid van de luchtwegen en het voorkomen van infecties die kunnen leiden tot aandoeningen zoals aspergillose. Onderzoek door dr. Margherita Bertuzzi van de Universiteit van Manchester en haar team probeerden te begrijpen hoe AEC's Af bestrijden en wat leidt tot kwetsbaarheden in deze verdedigingsmechanismen, vooral bij personen met onderliggende gezondheidsproblemen. 

Eerder werk van dr. Bertuzzi en haar team heeft aangetoond dat AEC's effectief zijn in het voorkomen dat de schimmel schade aanricht als ze goed functioneren. Bij mensen met een hoger risico, zoals mensen met een verzwakt immuunsysteem of bestaande longaandoeningen, kan de schimmel echter misbruik maken van deze situatie als deze cellen niet correct werken.

Dit nieuwe onderzoek door dr. Bertuzzi en haar team had tot doel te onderzoeken hoe AEC's de schimmel bij gezonde mensen stoppen en wat er misgaat bij mensen die ziek worden. Het team heeft nauwkeurig gekeken naar de interactie tussen de schimmel en longcellen van zowel gezonde individuen als mensen met bepaalde ziekten. Met behulp van geavanceerde wetenschappelijke methoden kon het team de interacties tussen de longcellen en de schimmel op een zeer gedetailleerd niveau observeren.

Wat ze hebben gevonden 

Experimenten toonden aan dat het stadium van schimmelgroei belangrijk was en dat een oppervlaktekoolhydraat – mannose (een suiker) ook een rol speelde in het proces.

Concreet ontdekten ze dat de kans groter is dat de schimmel door de longcellen wordt opgenomen als hij al een paar uur groeit, vergeleken met wanneer het nog maar een verse sporen zijn. Gezwollen schimmelsporen die na 3 en 6 uur ontkieming vastzaten, werden tweemaal zo gemakkelijk geïnternaliseerd dan die na 2 uur. Ze identificeerden ook dat een suikermolecuul genaamd mannose op het oppervlak van de schimmel een grote rol speelt in dit proces. 

Mannose is een soort suikermolecuul dat kan worden aangetroffen op het oppervlak van verschillende cellen, waaronder die van ziekteverwekkers zoals Aspergillus fumigatus. Deze suiker speelt een belangrijke rol in de interacties tussen de schimmel en de cellen van de gastheer, met name de AEC's langs de longen. Bij een gezonde immuunrespons kan mannose op het oppervlak van ziekteverwekkers worden herkend door mannosereceptoren op immuuncellen, waardoor een reeks immuunreacties ontstaat die gericht zijn op het elimineren van de ziekteverwekker. Aspergillus fumigatus is echter geëvolueerd om deze interactie te benutten, waardoor het zich effectiever aan de longcellen kan hechten en deze kan binnendringen. De aanwezigheid van mannose op het oppervlak van de schimmel vergemakkelijkt de binding ervan aan mannose-bindende lectines (MBL's) (eiwitten die specifiek aan mannose binden) op het oppervlak van longcellen. Deze binding kan de internalisering van de schimmel in de longcellen bevorderen, waar deze kan verblijven en mogelijk een infectie kan veroorzaken.

Het onderzoek benadrukte de mogelijkheid om deze interactie te manipuleren als middel om schimmelinfecties te bestrijden. Door mannose of mannose-bindende lectines zoals Concanavalin A toe te voegen, konden onderzoekers het vermogen van de schimmel om longcellen binnen te dringen aanzienlijk verminderen. Deze reductie werd bereikt door in essentie te “concurreren” met de schimmel om de bindingsplaatsen op de longcellen of door de mannose van de schimmel direct te blokkeren, waardoor de interactie die schimmelinfectie vergemakkelijkt, wordt geremd.

Waarom maakt het uit?

Het begrijpen van deze interacties geeft ons belangrijke inzichten in hoe onze longen ons beschermen tegen schimmelinfecties en wat er misgaat bij mensen die kwetsbaar zijn voor dergelijke infecties. Deze kennis zou kunnen helpen bij het creëren van nieuwe behandelingen tegen ziekteverwekkers zoals Aspergillus fumigatus.

U kunt de volledige samenvatting lezen hier.