Luftvägsepitelceller (AEC) är en nyckelkomponent i det mänskliga andningssystemet: Den första försvarslinjen mot luftburna patogener som Aspergillus fumigatus (Af), AECs spelar en avgörande roll för att initiera värdförsvar och kontrollera immunsvar och är viktiga för att upprätthålla andningshälsa och förebygga infektioner som kan leda till tillstånd som aspergillos. Forskning av University of Manchesters Dr Margherita Bertuzzi och hennes team försökte förstå hur AECs bekämpar Af och vad som leder till sårbarheter i dessa försvar, särskilt hos individer med underliggande hälsotillstånd.
Tidigare arbete av Dr Bertuzzi och hennes team visade att AECs är effektiva för att stoppa svampen från att orsaka skada när de fungerar väl. Men hos personer som löper högre risk, som de med försvagat immunsystem eller befintliga lungtillstånd, om dessa celler inte fungerar korrekt, kan svampen dra fördel av denna situation.
Denna nya forskning av Dr Bertuzzi och hennes team syftade till att utforska hur AEC stoppar svampen hos friska människor och vad som går fel hos människor som blir sjuka. Teamet tittade noga på interaktionen mellan svamp och lungceller från både friska individer och de med vissa sjukdomar. Med hjälp av avancerade vetenskapliga metoder kunde teamet observera interaktionerna mellan lungcellerna och svampen på en mycket detaljerad nivå.
Vad de hittade
Experiment visade att svamptillväxtstadiet var viktigt och ett ytkolhydrat – mannos (ett socker) hade också en roll i processen.
Specifikt upptäckte de att svampen är mer benägen att tas upp av lungceller när den har växt i några timmar jämfört med när det bara är en färsk spore. Svullna svampsporer som låstes vid 3 och 6 timmars groning var 2 gånger lättare att internalisera än de som låstes vid 0 timmar. De identifierade också att en sockermolekyl som kallas mannos på ytan av svampen spelar en stor roll i denna process.
Mannos är en typ av sockermolekyl som kan hittas på ytan av olika celler, inklusive de av patogener som Aspergillus fumigatus. Detta socker spelar en viktig roll i växelverkan mellan svampen och värdens celler, särskilt AECs som kantar lungorna. I ett friskt immunsvar kan mannos på ytan av patogener kännas igen av mannosreceptorer på immunceller, vilket utlöser en serie immunsvar som syftar till att eliminera patogenen. Men Aspergillus fumigatus har utvecklats för att utnyttja denna interaktion, vilket gör att den kan fästa sig vid och invadera lungceller mer effektivt. Närvaron av mannos på svampens yta underlättar dess bindning till mannosbindande lektiner (MBL) (proteiner som binder specifikt till mannos) på ytan av lungceller. Denna bindning kan främja internaliseringen av svampen i lungcellerna, där den kan vistas och potentiellt orsaka infektion.
Forskningen visade på möjligheten att manipulera denna interaktion som ett sätt att bekämpa svampinfektioner. Genom att lägga till mannos eller mannosbindande lektiner som Concanavalin A kan forskare avsevärt minska svampens förmåga att invadera lungceller. Denna minskning åstadkoms genom att i huvudsak "konkurrera" med svampen om bindningsställena på lungcellerna eller genom att direkt blockera svampens mannos, och därigenom hämma interaktionen som underlättar svampinfektion.
Varför spelar det någon roll?
Att förstå dessa interaktioner ger oss viktiga insikter om hur våra lungor skyddar oss från svampinfektioner och vad som går fel hos människor som är sårbara för sådana infektioner. Denna kunskap kan hjälpa till att skapa nya behandlingar mot patogener som Aspergillus fumigatus.
Du kan läsa hela sammanfattningen här.