Delen:
Nieuw uitgangspunt voor de behandeling van chronische longziekten ontdekt
Onze luchtwegen bevatten de beste cilia, die heen en weer bewegen in een beschermende film van slijmvliezen, stof, vreemde lichamen en ziekteverwekkers transporteren in de richting van de nasopharynx. Als deze haartjes niet langer hun taak kunnen vervullen, ontwikkelen zich ernstige luchtweginfecties en ademhalingsproblemen zoals chronische obstructieve longziekte (COPD). Tot nu toe was het echter onduidelijk hoe het komt tot een defect aan cilia op genetisch niveau. Nu is het een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Göttingen-wetenschapper dr. Muriel Lizé is erin geslaagd om een specifiek eiwit te identificeren dat verantwoordelijk kan zijn voor het defect. De onderzoeksresultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift "Genes & Development".
Fijne trilhaartjes verwijderen verontreinigende stoffen
Elke dag ademen we ongeveer 20.000 keer in en uit. Met elke ademhaling nemen we de vitale zuurstof, maar tegelijkertijd kan op deze manier ook tal van kleine deeltjes ( "fine"), irriterende stoffen en kleine pathogenen in (bacteriën, schimmels of virussen) in de luchtwegen. Zodat de organen worden beschermd tegen de schadelijke stoffen, het hele ademhalingssysteem - afgezien van de keelholte, strottenhoofd en stembanden - bekleed met een slijmvlies, die bestaat uit een speciaal cellaag. De cellen van deze zogenaamde "epitheel" zijn voorzien op het oppervlak met fijne trilhaartjes (cilia) die continu ritmische beats voeren en daardoor vloeistof bewegen. Kleine stofdeeltjes of bacteriën blijven de vochtige slijmvlies hechten en dus de trilharen getransporteerd in de richting van de keel en tenslotte automatisch ingeslikt.
Wetenschappers hebben een potentieel sleutelgen ontdekt voor de behandeling van chronische longaandoeningen. (Afbeelding: magicmine / fotolia.com) Internationaal onderzoeksteam identificeert speciale eiwitten
Bij bepaalde ziekten, zoals de zogenaamde "primaire ciliaire dyskinesie (PCD)," de functie van de trilharen is echter beperkt, meldt de Universiteit van Göttingen (UMG) in een recent persbericht. In dit een relatief zeldzame ziekte waarbij de stoornis genetische en veroorzaakt vloeistof te accumuleren en vreemde pathogenen kan niet worden verplaatst. Als gevolg daarvan, chronische infecties van de luchtwegen en ernstige ademhalingsproblemen ontstaan, zoals de zogenaamde "chronic obstructive pulmonary disease" (Engl. "Chronische obstructieve longziekte," kort COPD), die in de volksmond vaak "roker long" of "rokershoest" wordt genoemd.
Maar deze ziekten roepen nog steeds vragen op in de wetenschap, omdat Het is onduidelijk hoe precies op het niveau van de genen een defect van de cilia optreedt, aldus het rapport. Nu echter een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Göttingen-wetenschapper dr. Muriel Lizé heeft blijkbaar een specifiek eiwit geïdentificeerd dat een netwerk van genen reguleert die verantwoordelijk zijn voor de vorming van cilia in cellen. De nieuwe bevindingen kunnen, volgens wetenschappers, bijdragen aan een beter begrip van de oorzaken van chronische longziekte bij mensen.
Muizen vertonen symptomen zoals zeldzame ademhalingsaandoeningen
De onderzoekers ontdekten dat de oorzaak van een mogelijk cilia-defect werd ontdekt door observatie in een dierproef. Het team besefte dat bij muizen met een genetisch defect dat nog niet was geassocieerd met PCD, de typische symptomen van de ziekte nog steeds voorkwamen. Het bleek dat bij deze dieren dat gen was gemuteerd, wat de blauwdruk is voor het eiwit p73, zo vervolgt het rapport. Dit is vooral bekend om het organisme te beschermen tegen kankerachtige degeneratie en om deel te nemen aan ontwikkelingsprocessen.
"Muizen ontbreekt functionele p73 bezitten uiteenlopende symptomen die niet kon worden verklaard met de reeds bekende functies van p73", zei het hoofd van de afdeling Moleculaire en Experimentele Pneumologie aan het Instituut voor Moleculaire Oncologie en de afdeling cardiologie en pneumologie van het Universitair Medisch Centrum Göttingen (UMG ), Dr. Lize. Verdere studies onthulden dat muizen die dit eiwit misten, leed aan loopneus, sinusseninfecties en emfyseem.
Compleet vertrapt ciliated epitheel
"Dit zijn allemaal symptomen die we kennen van muizen waarbij de cilia niet volledig functioneel zijn", zei de moleculair bioloog. Onder de microscoop herkenden de wetenschappers enorme veranderingen in het ademhalingsapparaat van de dieren. "Het ciliated epithelium was volledig belemmerd, we vonden bijna geen trilharen. En de paar beschikbare waren aanzienlijk verkort: "Dr. Dietmar Riedel van het Max Planck Instituut voor Biofysische Chemie in Göttingen, geciteerd in de mededeling.
Cellen zonder p73 stoten minder cilia uit
Om erachter te komen of het eiwit p73 inderdaad de oorzaak is van het defecte haar, kweekten ze epitheelcellen uit het ademhalingskanaal van muizen in de reageerbuis en maakten ze deze door een speciale stimulus om cilia te vormen. Opnieuw werd hetzelfde patroon waargenomen in de luchtwegen van de muizen: de cellen zonder het eiwit ontwikkelden significant minder en kortere cilia dan die met functionele p73.
Het ontbreken van het eiwit had daarom blijkbaar direct invloed op hun expressie en veroorzaakte daardoor de ernstige ademhalingsaandoeningen. Een echte verrassing voor de onderzoekers, "omdat het eiwit p73 tot nu toe nooit was gekoppeld aan een functie in de luchtwegen", zegt Dr. Lize.
Nieuw uitgangspunt voor verbeterde therapieën
Bovendien onderzocht het team uit Göttingen het belang van het eiwit in de ontwikkeling van cilia. Op basis van eerdere bevindingen veronderstelden de onderzoekers dat p73 de vorming hiervan reguleert door bepaalde genen te beïnvloeden. In samenwerking met de onderzoeksgroep van Dr. med. Stefan Bonn van het Duitse Centrum voor Neurodegeneratieve Ziekten (DZNE), de experts konden meer dan 50 genen identificeren die werden gecontroleerd door p73 en zijn direct belangrijk voor de groei van het haar. Dit omvatte de zogenaamde "Factor FoxJ1", die wordt beschouwd als de centrale regulator van cilia, volgens de informatie van de universiteit.
"Met p73 hebben we een factor geïdentificeerd die een heel netwerk van genen bestuurt die belangrijk zijn voor een functionerend trilielepitheel. Dit biedt een nieuw startpunt voor het ontwikkelen en verbeteren van therapieën voor ziekten zoals PCD en COPD. " Lize. (NR)