Białko KChIP3 kluczowe w kontroli ilości wydzieliny w drogach oddechowych?

Molekuły zaangażowane w sekrecję wydzieliny w układzie oddechowym mogą zostać wykorzystane w leczeniu chorób takich jak astma, POCHP oraz mukowiscydoza.

Śluz wydzielany przez komórki chroni jelita oraz drogi oddechowe przed patogenami, toksynami oraz alergenami. Naukowcy już powiązali defekty w wydzielaniu śluzu ze schorzeniami układu pokarmowego oraz oddechowego takimi jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego oraz astma. Obecnie badacze z laboratorium w Barcelonie, Gerard Cantero-Recasens oraz Vivek Malhotra ujawniają w jaki sposób komórki kontrolują ilości śluzu i jak mogą wytyczyć nowe ścieżki terapeutyczne schorzeń związanych właśnie z zaburzeniami w jego wydzielaniu.

Komórki wydzielają śluz w stałej ilości, a kiedy zostają narażone na alergeny bądź patogeny wytwarzają go o wiele więcej. Zarówno wydzielanie na stałym poziomie jak i jego nagły wyrzut jest kontrolowane przez wapń. Hiszpańscy badacze chcieli zrozumieć mechanizm wydzielania śluzu w odpowiedniej ilości i jakości, aby zaprojektować procedurę korekcji defektów w jego wytwarzaniu. Zbyt mała lub zbyt duża ilość wydzieliny powoduje bowiem choroby takie jak astma, POCHP, choroba Crohna, czy rak jelita grubego.

Dane zostały opublikowane w czasopismach eLife oraz Journal of Biological Chemistry. Ujawniają, że dwa białka zwane TRPM4 oraz NCX współdziałają ze sobą w celu kontroli sekrecji wydzieliny zarówno przez komórki zdrowe i komórki pochodzące od chorych na mukowiscydozę. Badacze zidentyfikowali również trzecie białko zwane KChIP3, które kontroluje stężenie wapnia w komórkach zdrowych, aby umożliwić wytwarzanie wydzieliny, kluczowej do utrzymania odpowiedniej grubości błony śluzowej w jelicie grubym. Oznacza to, że komórki wydzielające śluz są elastyczne w odniesieniu do jego ilości. Mogą wydzielać duże ilości wydzieliny, jeśli alergeny lub patogeny są obecne w organizmie.

Jak informują naukowcy, dokonali oni przeglądu genomu identyfikując 25 białek odpowiedzialnych za sekrecję wydzieliny w komórkach jelita grubego. Odkryli, że grupa białek obecnych na powierzchni komórek w celu kontroli absorpcji wapnia odpowiada za wyrzut śluzu. Zespół badaczy zidentyfikował również KChIP3 wewnątrz komórek, który to kontroluje poziomy bazowe sekrecji śluzu, kluczowe do utrzymania odpowiedniej jego grubości w błonie śluzowej. W razie braku KChIP3, następuje wydzielanie śluzu w dużych ilościach. Badacze nie spodziewali się, że komórki wykorzystując różne źródła wapnia od zewnętrznych do wewnętrznych kontrolują wydzielanie śluzu. Oznacza to, że KChIP3 może stać się nowym celem leków w chorobach ze zbyt dużą lub zbyt małą ilością śluzu. Badając różne typy komórek, zespół badaczy odkrył proces w jaki komórki kontrolują stymulowanie sekrecji wydzieliny zarówno w jelitach jak i drogach oddechowych. Ich zdaniem oznacza to, że molekuły zaangażowane w sekrecję wydzieliny mogą zostać wykorzystane w leczeniu chorób dróg oddechowych takich jak astma, POCHP jak również schorzeń układu pokarmowego.