به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، حجم و ترکیب لایه نازکی از مایع که سطح راه هوایی را می‌پوشاند از ریه در برابر پاتوژن‌ها و باقی مانده‌های استنشاقی محافظت می‌کند. اپیتلیوم راه هوایی از طریق کانال‌های تنظیم کننده هدایت غشایی غشایی سیستیک فیبروزیس (CFTR) کلر را به مایع سطح راه هوایی ترشح می‌کند و در نتیجه از این طریق حجم مایع سطح راه هوایی را افزایش می‌دهد. در سال 2018، محققان یک نوع کاملاً جدید از سلول‌های پنهان در ریه انسان را پیدا کردند که در ماهی‌ها و قورباغه‌ها رایج است. این نوعی سلول که زمانی تصور می‌شد فقط در آبشش ماهی‌های آب شیرین و پوست قورباغه وجود داشته باشد، اما اخیراً در ریه‌های انسان یافت شده است. کشف اینکه یونوسیت‌های ریوی حاوی سطوح بالایی از CFTR هستند، ما را به پیش بینی اینکه یونوسیت‌ها ترشح را تحریک می‌کنند، سوق داد. با این حال، ما برعکس آن را دریافتیم. زیرا مشاهده کردیم افزایش فراوانی یونوسیت باعث افزایش جذب مایع شد، در حالی که کاهش فراوانی یونوسیت باعث افزایش ترشح شد. زیرا برخلاف سایر سلول‌های اپیتلیال راه هوایی، یونوسیت‌ها دارای کانال‌های بارتین/کلر در غشای قاعده‌ای جانبی خود بودند. این یافته ارزشمند به دانشمندان بینش جدیدی در مورد علت اصلی فیبروز کیستیک (CF) داده است. نتایج این مطالعه در مجله The Journal of Clinical Investigation منتشر شد.

بیماری فیبروز کیستیک (CF)

فیبروز کیستیک (CF) یک بیماری ژنتیکی است که بر پروتئین موجود در بدن تأثیر می‌گذارد. افرادی که فیبروز کیستیک دارند پروتئین معیوبی دارند که بر سلول‌ها، بافت‌ها و غدد بدن که مخاط و عرق می‌سازند تأثیر می‌گذارد. این مخاط معمولاً لغزنده است و از پوشش مجاری تنفسی، دستگاه گوارش و سایر اندام‌ها و بافت‌ها محافظت می‌کند. افرادی که مبتلا به فیبروز کیستیک هستند، مخاط غلیظ و چسبناکی تولید می‌کنند که می‌تواند منجر به انسداد، آسیب یا عفونت در اندام‌های آسیب دیده شود. به عنوان مثال این التهاب همچنین باعث آسیب به اندام‌هایی مانند ریه‌ها و پانکراس می‌شود. فیبروز کیستیک یک بیماری پیشرونده و ژنتیکی است که گاهی اوقات علائم شدیدی را ایجاد می‌کند که می‌تواند تهدید کننده زندگی باشد. این بیماری با فقدان یا جهش پروتئینی در ریه‌ها به نام تنظیم‌کننده هدایت عبوری غشایی سیستیک فیبروزیس (CFTR) مشخص می‌شود. این پروتئین به عنوان تنظیم کننده تعادل نمک و آب در سطح ریه شناخته شده است، اما ساختار و عملکرد آن هنوز به طور کامل توسط دانشمندان درک نشده است. بنابراین فیبروز کیستیک زمانی اتفاق می‌افتد که پروتئین تنظیم‌کننده هدایت گذر غشایی فیبروز کیستیک (CFTR) یا به درستی ساخته نشده باشد یا اصلا ساخته نشده باشد.  با درک چگونگی ساخت پروتئین، تاکنون دانشمندان توانسته اند درمان‌هایی را ایجاد کنند که پروتئین را هدف قرار داده و عملکرد آن را بازیابی کند.

عملکرد پروتئین CFTR

تحقیقات جدید به رهبری دانشمندان دانشگاه آیووا، اکنون عملکرد غیرمنتظره جدیدی از پروتئین CFTR را نشان داده است. تا به امروز، بیشتر تحقیقات روی پروتئین‌های CFTR در اطراف سلول‌های ترشحی راه هوایی انجام شده است. در این سلول‌ها، کانال‌های CFTR که در سطح سلول تعبیه شده‌اند، یون‌های کلرید را به لایه نازکی از مایع که سطح راه هوایی را می‌پوشاند ترشح می‌کنند. زیرا جایی که نمک می‌رود، آب نیز به دنبال آن می‌آید و در نتیجه این لایه مایع مهم ریه‌ها را دوباره هیدراته می‌کند. در نتیجه این لایه از مخاط روان کننده، محرک‌ها و عوامل بیماری زا را به دام می‌اندازد، که بعداً می‌توانند با سرفه دفع شوند. با این حال، افراد مبتلا به CF، بر خلاف موکوس رقیق و آبریزش، دارای مخاط غلیظ و چسبنده هستند، و این می‌تواند راه‌های عبور در ریه‌ها را مسدود کند. اما نکته اینجاست: پروتئین‌های CFTR فقط در سلول‌های ترشحی ظاهر نمی‌شوند.

سلول‌هایی به نام ionoctyes

 در سال 2018، محققان یک نوع کاملاً جدید از سلول‌های پنهان در ریه انسان به نام ionoctyes را پیدا کردند که در ماهی‌ها و قورباغه‌ها رایج است. یونوسیت‌های ریوی تنها 1 درصد از تمام سلول‌های ریه انسان را تشکیل می‌دهند، و در عین حال بیشتر کانال‌های CFTR را در بدن ما دارند. با کشت این سلول‌ها در آزمایشگاه، محققان اکنون پروتئین‌های CFTR را که رفتار بسیار عجیبی دارند، کشف کرده اند. این سلول‌ها به‌جای ترشح کلرید، وقتی در یونوسیت‌ها قرار می‌گیرند، به نظر می‌رسد که یون‌ها را جذب می‌کنند و در نتیجه رطوبت را از لایه مایعی که ریه‌ها را می‌پوشاند، می‌مکند. بنابراین در در آزمایش‌ها مشاهده شد، افزایش فراوانی یونوسیت‌ها باعث افزایش جذب مایع شد، نه ترشح مایع. علاوه بر این، اختلال در کانال‌های یونی کلرید در یونوکتی‌ها باعث اختلال در جذب آنها می‌شود. تیم دانشگاه آیووا می‌نویسد: "این یافته‌ها نشان می‌دهد که یونوسیت‌ها واسطه جذب مایع هستند و سلول‌های ترشحی واسطه ترشح مایع هستند." علاوه بر این، نقش واگرای CFTR در یونوسیت‌ها و سلول‌های ترشحی نشان می‌دهد که فیبروز کیستیک هم ترشح و هم جذب مایع را مختل می‌کند. اگر حق با محققین باشد، نتایج آنها درک جدیدی از آسیب شناسی فیبروز کیستیک به ارمغان می‌آورد.

مکانیسم عملکرد سلول‌های یونوسیت

این سلول‌ها در اپیتلیوم راه هوایی، حدود نیمی از رونوشت‌های mRNA مربوط به کانال آنیونی تنظیم‌کننده رسانایی غشایی سیستیک فیبروزیس (CFTR) را دارند  و این سلول‌ها همچنین دومین فراوانی رونوشت‌های CFTR هستند - حدود یک دهم تعداد رونوشت‌های CFTR به عنوان یک یونوسیت - اما بیش از 10٪ از سلول‌های اپیتلیال را تشکیل می‌دهد. مطالعات قبلی اپیتلیوم راه هوایی نشان می‌دهد که فسفوریلاسیون وابسته به cAMP کانال‌های آنیون CFTR غشای آپیکال را باز می‌کند وترشح کلر از طریق اپیتلیال را تحریک می‌کند و درنهایت آب از طریق کانال‌های آکواپورین فراوان دنبال می‌شود. بنابراین از دست دادن عملکرد CFTR در CF ترشح آنیون و در نتیجه دفاع تنفسی میزبان را مختل می‌کند و بدن از این طریق مستعد عفونت و التهاب باکتریایی می‌شود. این پس زمینه‌ما را به آزمایش این فرضیه سوق داد که یونوسیت‌ها واسطه ترشح کلر و مایع در سراسر اپیتلیال راه هوایی هستند.

درمان‌های ژنتیکی آینده نویدبخش درمان CF است

مطالعات قبلی که کانال‌های CFTR را تحریک کرده‌اند، مشاهدات متناقضی در مورد اینکه چگونه افزایش فعالیت بر انتقال مایع در ریه‌ها تأثیر می‌گذارد، ایجاد کرده‌اند. یافته‌های جدید توضیحی ممکن برای این سردرگمی ارائه می‌دهند: فعالیت پروتئین‌های CFTR ممکن است به محل قرارگیری آن‌ها بستگی داشته باشد. بنابراین درمان‌های ژنتیکی که در آینده این نوع سلول را هدف قرار می‌دهند، می‌توانند نویدبخش درمان CF باشند. محققان نتیجه می‌گیرند: «درباره نحوه تنظیم فرآیندهای انتقال فردی در یونوسیت‌ها هنوز چیزهای زیادی هست که باید یاد گرفت. "مشاهده ای که CFTR برای جذب [یون کلرید]، علاوه بر ترشح [یون کلرید] حیاتی است، این نتایج نشان می‌دهد که هر دو فرآیند در CF مختل می‌شوند."

پایان مطلب/.