Эпителиальные клетки дыхательных путей (AEC) являются ключевым компонентом дыхательной системы человека: первая линия защиты от патогенов, передающихся по воздуху, таких как Aspergillus fumigatus (Af), AECs играют решающую роль в инициировании защиты хозяина и контроле иммунных реакций, а также важны для поддержания здоровье органов дыхания и предотвращение инфекций, которые могут привести к таким заболеваниям, как аспергиллез. Исследование доктора Маргериты Бертуцци из Манчестерского университета и ее команды было направлено на то, чтобы понять, как AEC борются с Af и что приводит к уязвимостям в этой защите, особенно у людей с сопутствующими заболеваниями.
Предыдущая работа доктора Бертуцци и ее команды продемонстрировала, что AEC эффективно предотвращают причинение вреда грибку, когда они функционируют хорошо. Однако у людей с более высоким риском, например, с ослабленной иммунной системой или существующими заболеваниями легких, если эти клетки не работают правильно, грибок может воспользоваться этой ситуацией.
Новое исследование доктора Бертуцци и ее команды было направлено на то, чтобы выяснить, как AEC останавливают грибок у здоровых людей и что происходит у тех, кто заболел. Команда внимательно изучила взаимодействие между грибком и клетками легких как у здоровых людей, так и у людей с определенными заболеваниями. Используя передовые научные методы, команда смогла наблюдать взаимодействие между клетками легких и грибком на очень детальном уровне.
Что они нашли
Эксперименты показали, что важна стадия роста грибов, и в этом процессе также играет роль поверхностный углевод – манноза (сахар).
В частности, они обнаружили, что гриб с большей вероятностью будет поглощен клетками легких, если он растет в течение нескольких часов, по сравнению с тем, когда это просто свежая спора. Набухшие грибные споры, которые были заблокированы через 3 и 6 часов после прорастания, усваивались в 2 раза легче, чем те, которые были заблокированы через 0 часов. Они также установили, что большую роль в этом процессе играет молекула сахара, называемая манноза, находящаяся на поверхности гриба.
Манноза — это тип молекулы сахара, который можно найти на поверхности различных клеток, в том числе клеток таких патогенов, как Aspergillus fumigatus. Этот сахар играет важную роль во взаимодействии между грибом и клетками хозяина, особенно AEC, выстилающими легкие. При здоровом иммунном ответе манноза на поверхности патогенов может распознаваться рецепторами маннозы на иммунных клетках, запуская серию иммунных реакций, направленных на устранение патогена. Однако Aspergillus fumigatus эволюционировал, чтобы использовать это взаимодействие, позволяя ему более эффективно прикрепляться к клеткам легких и проникать в них. Присутствие маннозы на поверхности гриба облегчает ее связывание с маннозосвязывающими лектинами (MBL) (белками, которые специфически связываются с маннозой) на поверхности клеток легких. Это связывание может способствовать проникновению грибка в клетки легких, где он может обитать и потенциально вызывать инфекцию.
Исследование подчеркнуло возможность манипулирования этим взаимодействием как средства борьбы с грибковыми инфекциями. Добавляя маннозу или маннозосвязывающие лектины, такие как конканавалин А, исследователи могли значительно снизить способность гриба проникать в клетки легких. Это снижение было достигнуто, по сути, за счет «конкуренции» с грибом за места связывания на клетках легких или за счет прямой блокировки грибковой маннозы, тем самым ингибируя взаимодействие, которое способствует грибковой инфекции.
Почему это имеет значение?
Понимание этих взаимодействий дает нам важное представление о том, как наши легкие защищают нас от грибковых инфекций и что происходит с людьми, уязвимыми к таким инфекциям. Эти знания могут помочь в создании новых методов лечения таких патогенов, как Aspergillus fumigatus.
Вы можете прочитать полную аннотацию здесь.