Las personas con fibrosis quística FQ sufren infecciones pulmonares repetidas porque el moco de las vías respiratorias es demasiado espeso y pegajoso para evitar que las bacterias, los virus y otros patógenos causen una infección crónica. Nunca se ha entendido completamente cómo el moco se vuelve anormal en las vías respiratorias de la FQ, peroinvestigadores de la Facultad de Medicina de la UNC han encontrado una pista importante, publicada en Perspectiva de la JCI . Determinaron que las proteínas de la mucina, que le dan al moco sus propiedades gelatinosas, no se despliegan normalmente en las vías respiratorias de la FQ, lo que hace que el moco de las vías respiratorias sea mucho más espeso y pegajoso de lo que sería de otra manera.
"En personas sanas, después de que las células de la superficie de las vías respiratorias secretan mucinas, las proteínas se despliegan de una forma compacta a una forma lineal más abierta", dijo el autor principal Mehmet Kesimer, PhD, profesor asociado de patología y medicina de laboratorio y miembro deel UNC Marsico Lung Institute. "Y encontramos que este proceso de despliegue es defectuoso en el epitelio de las vías respiratorias de la FQ".
Los hallazgos revelan un factor subyacente importante en la FQ y sugieren que las terapias dirigidas a esta forma compacta anormal de proteínas de mucina podrían beneficiar a los pacientes.
La fibrosis quística es una enfermedad genética rara que afecta a unas 70.000 personas en todo el mundo. Ocurre cuando una persona tiene dos copias defectuosas del gen CFTR, que desencadena la creación de la proteína CFTR. Cuando esa proteína muta, el resultado es fibrosis quísticaEn personas sanas, el CFTR permite que el cloruro y otros iones fluyan fuera de las células, incluidas las células epiteliales que recubren nuestras vías respiratorias entre la garganta y los pulmones.
"Esos iones de cloruro esencialmente retienen agua fuera de las células", dijo Kesimer. "Necesitamos esa agua allí. Cuando se reduce el flujo de cloruro, las superficies de las vías respiratorias se deshidratan".
Por razones que no han sido del todo claras, la falta de agua en las personas con FQ se acompaña de un engrosamiento y un aumento de la pegajosidad de la capa de moco. El moco pegajoso, que se compone de muchos tipos de proteínas, no lo hace.No se mueva como debería. Los patógenos, como las bacterias, quedan atrapados en los pulmones. Este proceso defectuoso conduce a un daño pulmonar progresivo y una vida útil más corta.
En un trabajo anterior, Kesimer y sus colegas demostraron que una concentración anormalmente alta de mucinas contribuye al grosor y la pegajosidad del moco. Kesimer y su equipo también habían demostrado que las proteínas de mucina, en circunstancias normales, se secretan de las células en una forma compacta.porque son tan grandes, y luego se despliegan rápidamente en moléculas lineales alargadas, lo que le da al moco la consistencia que necesita para limpiar las superficies de las vías respiratorias y proteger los pulmones.
En el nuevo estudio, Kesimer y su equipo encontraron evidencia de que este proceso de despliegue de la mucina no ocurre normalmente en las vías respiratorias de la FQ. En las células epiteliales humanas sanas o en la saliva humana, las proteínas de la mucina, particularmente la dominante llamada MUC5B, típicamente se transformanen formas lineales más abiertas entre unos minutos y unas pocas horas después de su secreción. Por el contrario, MUCB5 de las células con FQ generalmente permanecía en una forma compacta. La microscopía electrónica reveló una estructura anormalmente densa para la MUCB5 secretada por las células con FQ.
Luego, el laboratorio de Kesimer llevó su trabajo un paso más allá. Usando células humanas normales, los investigadores simplemente bloquearon el flujo de iones cloruro de las células. Esto significó que la capa acuosa que recubre la superficie de las vías respiratorias se redujo. Esto resultó en que las proteínas de mucina persistieran en suforma compacta. Este bloqueo de la hidratación de la superficie de las vías respiratorias también provocó una mayor concentración de MUCB5.
Este trabajo sugiere que el agotamiento de la capa de agua normal en las superficies de las vías respiratorias es la razón principal por la que MUCB5 no se despliega normalmente.
Kesimer dijo: "Hicimos experimentos con saliva, células humanas primarias e incluso tráqueas de cerdos, y todos indicaron que la deshidratación es el factor crítico".
Este trabajo sugiere que las terapias para rehidratar el revestimiento de las vías respiratorias podrían restaurar la función normal de MUCB5 y diluir la mucosidad lo suficiente como para proporcionar un beneficio a los pacientes. Los ensayos clínicos ya han encontrado evidencia de que la solución salina hipertónica inhalada: agua salada estéril, que ayuda a restaurar la normalidadequilibrio iónico a las vías respiratorias y rehidratarlo: diluye el moco y ralentiza el deterioro de la función pulmonar.
Además, los investigadores están apuntando a los enlaces químicos dentro de las proteínas de mucina. Este enfoque puede romper las formas anormalmente grandes y densas de MUCB5 en fragmentos más pequeños para beneficiar a los pacientes con FQ.
Kesimer y sus colegas ahora tienen más evidencia de que son las mucinas las que más importan, y la clave de las mucinas es la capa acuosa sobre la que se desliza el moco.
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Materiales proporcionado por Atención médica de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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