Tế bào biểu mô đường thở (AEC) là thành phần chính của hệ hô hấp con người: Tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các mầm bệnh trong không khí như Aspergillus fumigatus (Af), AEC đóng vai trò quan trọng trong việc khởi đầu cơ chế phòng vệ của vật chủ và kiểm soát các phản ứng miễn dịch và rất quan trọng trong việc duy trì sức khỏe hô hấp và ngăn ngừa nhiễm trùng có thể dẫn đến các tình trạng như aspergillosis. Nghiên cứu của Tiến sĩ Margherita Bertuzzi tại Đại học Manchester và nhóm của cô đã tìm cách hiểu cách AEC chống lại Af và điều gì dẫn đến những lỗ hổng trong hệ thống phòng thủ này, đặc biệt là ở những cá nhân có tình trạng sức khỏe tiềm ẩn. 

Công việc trước đây của Tiến sĩ Bertuzzi và nhóm của bà đã chứng minh rằng AEC có hiệu quả trong việc ngăn chặn nấm gây hại khi chúng hoạt động tốt. Tuy nhiên, ở những người có nguy cơ cao hơn, chẳng hạn như những người có hệ miễn dịch yếu hoặc có bệnh về phổi, nếu những tế bào này không hoạt động bình thường, nấm có thể lợi dụng tình trạng này.

Nghiên cứu mới này của Tiến sĩ Bertuzzi và nhóm của bà nhằm mục đích khám phá cách AEC ngăn chặn nấm ở người khỏe mạnh và điều gì xảy ra ở những người bị bệnh. Nhóm nghiên cứu đã xem xét kỹ lưỡng sự tương tác giữa nấm và tế bào phổi ở cả người khỏe mạnh và người mắc một số bệnh. Sử dụng các phương pháp khoa học tiên tiến, nhóm nghiên cứu có thể quan sát sự tương tác giữa tế bào phổi và nấm ở mức độ rất chi tiết.

Những gì họ tìm thấy 

Các thí nghiệm cho thấy giai đoạn phát triển của nấm rất quan trọng và carbohydrate bề mặt – mannose (một loại đường) cũng có vai trò trong quá trình này.

Cụ thể, họ phát hiện ra rằng loại nấm này có nhiều khả năng bị các tế bào phổi hấp thụ hơn khi nó phát triển được vài giờ so với khi nó chỉ là một bào tử tươi. Các bào tử nấm sưng tấy được khóa ở thời điểm 3 và 6 giờ nảy mầm có khả năng xâm nhập dễ dàng gấp 2 lần so với các bào tử bị khóa ở thời điểm 0 giờ. Họ cũng xác định rằng một phân tử đường gọi là mannose trên bề mặt nấm đóng vai trò lớn trong quá trình này. 

Mannose là một loại phân tử đường có thể được tìm thấy trên bề mặt của nhiều tế bào khác nhau, bao gồm cả những tế bào gây bệnh như Aspergillus fumigatus. Loại đường này đóng vai trò quan trọng trong sự tương tác giữa nấm và tế bào của vật chủ, đặc biệt là AEC lót trong phổi. Trong một phản ứng miễn dịch khỏe mạnh, mannose trên bề mặt mầm bệnh có thể được các thụ thể mannose trên tế bào miễn dịch nhận biết, kích hoạt một loạt phản ứng miễn dịch nhằm loại bỏ mầm bệnh. Tuy nhiên, Aspergillus fumigatus đã tiến hóa để khai thác sự tương tác này, cho phép nó bám vào và xâm chiếm các tế bào phổi hiệu quả hơn. Sự hiện diện của mannose trên bề mặt của nấm tạo điều kiện cho nấm liên kết với các lectin liên kết với mannose (MBL) (các protein liên kết đặc biệt với mannose) trên bề mặt tế bào phổi. Sự ràng buộc này có thể thúc đẩy sự xâm nhập của nấm vào tế bào phổi, nơi nó có thể cư trú và có khả năng gây nhiễm trùng.

Nghiên cứu nhấn mạnh khả năng vận dụng sự tương tác này như một phương tiện để chống lại nhiễm nấm. Bằng cách bổ sung lectin mannose hoặc liên kết mannose như Concanavalin A, các nhà nghiên cứu có thể làm giảm đáng kể khả năng xâm chiếm tế bào phổi của nấm. Sự giảm thiểu này được thực hiện bằng cách “cạnh tranh” với nấm về các vị trí liên kết trên tế bào phổi hoặc bằng cách ngăn chặn trực tiếp mannose của nấm, do đó ức chế sự tương tác tạo điều kiện cho nhiễm nấm.

Tại sao nó lại quan trọng?

Hiểu được những tương tác này mang lại cho chúng ta những hiểu biết quan trọng về cách phổi bảo vệ chúng ta khỏi nhiễm trùng nấm và điều gì xảy ra ở những người dễ bị nhiễm trùng như vậy. Kiến thức này có thể giúp tạo ra các phương pháp điều trị mới chống lại mầm bệnh như Aspergillus fumigatus.

Bạn có thể đọc bản tóm tắt đầy đủ tại đây.