Komórki nabłonka dróg oddechowych (AEC) są kluczowym elementem układu oddechowego człowieka. Komórki AEC stanowią pierwszą linię obrony przed patogenami unoszącymi się w powietrzu, takimi jak Aspergillus fumigatus (Af), odgrywają kluczową rolę w inicjowaniu obrony gospodarza i kontrolowaniu odpowiedzi immunologicznych oraz są ważne w utrzymaniu układu oddechowego i zapobieganie infekcjom, które mogą prowadzić do chorób takich jak aspergiloza. Badania przeprowadzone przez dr Margheritę Bertuzzi i jej zespół z Uniwersytetu w Manchesterze miały na celu zrozumienie, w jaki sposób AEC walczą z Af i co prowadzi do słabych punktów w tych mechanizmach obronnych, szczególnie u osób z chorobami podstawowymi.
Poprzednie prace dr Bertuzzi i jej zespołu wykazały, że AEC skutecznie powstrzymują grzyby przed wyrządzaniem szkód, jeśli dobrze funkcjonują. Jednakże u osób o podwyższonym ryzyku, np. z osłabionym układem odpornościowym lub istniejącymi chorobami płuc, jeśli komórki te nie działają prawidłowo, grzyb może wykorzystać tę sytuację.
Nowe badanie przeprowadzone przez dr Bertuzzi i jej zespół miało na celu zbadanie, w jaki sposób AEC powstrzymują rozwój grzyba u zdrowych ludzi i co dzieje się nie tak u osób chorych. Zespół uważnie przyjrzał się interakcjom między grzybem a komórkami płuc zarówno osób zdrowych, jak i osób cierpiących na określone choroby. Korzystając z zaawansowanych metod naukowych, zespół był w stanie bardzo szczegółowo obserwować interakcje między komórkami płuc a grzybem.
Co znaleźli
Doświadczenia wykazały, że ważny jest etap rozwoju grzybów, a rolę w tym procesie odgrywa również węglowodan powierzchniowy – mannoza (cukier).
W szczególności odkryli, że istnieje większe prawdopodobieństwo, że grzyb zostanie wchłonięty przez komórki płuc, gdy rośnie przez kilka godzin, w porównaniu do sytuacji, gdy jest to tylko świeży zarodnik. Spęczniałe zarodniki grzybów, które zostały zablokowane w 3 i 6 godzinie kiełkowania, ulegały 2-krotnie łatwiejszej internalizacji niż te zablokowane w godzinie 0. Ustalili również, że dużą rolę w tym procesie odgrywa cząsteczka cukru zwana mannozą znajdująca się na powierzchni grzyba.
Mannoza to rodzaj cząsteczki cukru, którą można znaleźć na powierzchni różnych komórek, w tym komórek patogenów takich jak Aspergillus fumigatus. Cukier ten odgrywa ważną rolę w interakcjach między grzybem a komórkami żywiciela, zwłaszcza AEC wyściełającymi płuca. W prawidłowej odpowiedzi immunologicznej mannoza na powierzchni patogenów może zostać rozpoznana przez receptory mannozy na komórkach odpornościowych, wywołując serię odpowiedzi immunologicznych mających na celu wyeliminowanie patogenu. Jednakże Aspergillus fumigatus ewoluował, aby wykorzystać tę interakcję, umożliwiając mu skuteczniejsze przyleganie i inwazję na komórki płuc. Obecność mannozy na powierzchni grzyba ułatwia jego wiązanie z lektynami wiążącymi mannozę (MBL) (białkami, które wiążą się specyficznie z mannozą) na powierzchni komórek płuc. Wiązanie to może sprzyjać internalizacji grzyba do komórek płuc, gdzie może on przebywać i potencjalnie powodować infekcję.
W badaniu podkreślono możliwość manipulowania tą interakcją w celu zwalczania infekcji grzybiczych. Dodając mannozę lub lektyny wiążące mannozę, takie jak konkanawalina A, badacze mogliby znacznie zmniejszyć zdolność grzyba do inwazji komórek płuc. Redukcję tę osiągnięto zasadniczo poprzez „konkurowanie” z grzybem o miejsca wiązania w komórkach płuc lub poprzez bezpośrednie blokowanie mannozy grzybowej, hamując w ten sposób interakcję ułatwiającą infekcję grzybiczą.
Dlaczego to ma znaczenie?
Zrozumienie tych interakcji daje nam ważny wgląd w to, w jaki sposób nasze płuca chronią nas przed infekcjami grzybiczymi i co dzieje się nie tak u osób podatnych na takie infekcje. Wiedza ta może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia patogenów takich jak Aspergillus fumigatus.
Możesz przeczytać całe streszczenie tutaj.