Неожиданная «рыбья» клетка, обнаруженная в легких человека, может быть ключом к муковисцидозу




Фото из открытых источников
Тип клеток, который раньше считался существующим только в жабрах пресноводных рыб и коже лягушек, но недавно обнаруженный в легких человека, позволил ученым по-новому взглянуть на основную причину муковисцидоза. Исследование было опубликовано в журнале The Journal of Clinical Investigation.
 
Муковисцидоз — это прогрессирующее генетическое заболевание, поражающее легкие и другие органы, иногда вызывающее серьезные симптомы, которые могут быть опасными для жизни. Заболевание характеризуется отсутствием или мутацией белка в легких, называемого регулятором трансмембранной проводимости муковисцидоза (CFTR).
 
Известно, что этот белок регулирует баланс соли и воды на поверхности легких, но его структура и функции еще не до конца изучены учеными.
 
Новое исследование, проведенное учеными из Университета Айовы, выявило неожиданную новую функцию белка CFTR.
 
На сегодняшний день большинство исследований белков CFTR было проведено вокруг секреторных клеток дыхательных путей. В этих клетках каналы CFTR, встроенные в поверхность клетки, секретируют ионы хлора в тонкий слой жидкости, покрывающий поверхность дыхательных путей. За солью следует вода, тем самым повторно увлажняя этот важный жидкий слой легких. Этот слой смазывающей слизи задерживает раздражители и болезнетворные микроорганизмы, которые позже могут быть удалены при кашле.
 
Однако у больных муковисцидозом слизь густая и липкая, а не жидкая, и это может закупорить проходы в легких.
 
Но вот в чем загвоздка: белки CFTR появляются не только в секреторных клетках. В 2018 году исследователи обнаружили совершенно новый тип клеток, скрывающийся в легких человека, под названием ионоктии, которые распространены у рыб и лягушек.
 
Легочные ионоциты составляют лишь 1 процент всех клеток легких человека, и тем не менее они содержат большую часть каналов CFTR в нашем организме. Культивируя эти клетки в лаборатории, исследователи обнаружили, что белки CFTR ведут себя очень странно.
 
Вместо того, чтобы выделять хлориды, будучи внедренными в ионоциты, они, по-видимому, поглощают ионы, тем самым высасывая влагу из жидкого слоя, выстилающего легкие.
 
В экспериментах увеличение количества ионоцитов увеличивало абсорбцию жидкости, а не секрецию жидкости. Более того, разрушение каналов хлорид-ионов в ионоктиях ухудшает их всасывание.
 
«Эти результаты показывают, что ионоциты опосредуют абсорбцию жидкости, а секреторные клетки опосредуют секрецию жидкости», — пишут исследователи из Университета Айовы. «Более того, разная роль CFTR в ионоцитах и секреторных клетках позволяет предположить, что муковисцидоз нарушает как секрецию, так и всасывание жидкости».
 
Если исследователи правы, то их результаты приносят новое понимание патологии муковисцидоза.
 
Предыдущие исследования, которые стимулировали каналы CFTR, дали противоречивые наблюдения о том, как повышенная активность влияет на транспорт жидкости в легких. Новые данные дают возможное объяснение путаницы: активность белков CFTR может зависеть от того, где они расположены, и до сих пор мы не заметили их основного местонахождения.
 
Генетическая терапия, нацеленная на этот тип клеток, в будущем может иметь большие перспективы для лечения муковисцидоза.
 
«Многое еще предстоит узнать о том, как регулируются отдельные транспортные процессы в ионоцитах», — заключают исследователи. «Наблюдение того, что CFTR имеет решающее значение для поглощения [хлорид-ионов] в дополнение к секреции [хлорид-ионов], указывает на то, что оба процесса нарушаются при CF».