Naukowcy z King's College London odkryli nową przyczynę astmy, która daje nadzieję na leczenie mogące zapobiec tej zagrażającej życiu chorobie.
Większość obecnych metod leczenia astmy opiera się na założeniu, że jest to choroba zapalna. Jednak zagrażającą życiu cechą astmy jest atak lub zwężenie dróg oddechowych, utrudniające oddychanie. Nowe badanie, opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Science, po raz pierwszy pokazuje, że wiele cech ataku astmy – stan zapalny, wydzielanie śluzu i uszkodzenie bariery dróg oddechowych zapobiegające infekcjom – wynika z mechanicznego zwężenia w modelu mysim.
Odkrycia sugerują, że zablokowanie procesu, który normalnie powoduje śmierć komórek nabłonkowych, może zapobiec uszkodzeniom, stanom zapalnym i śluzowi będącemu następstwem ataku astmy.
Profesor Jody Rosenblatt z King's College w Londynie powiedziała: „Nasze odkrycie jest zwieńczeniem ponad dziesięcioletniej pracy. Jako biolodzy komórkowi obserwujący procesy, mogliśmy zobaczyć, że fizyczne zwężenie podczas ataku astmy powoduje rozległe zniszczenie bariery dróg oddechowych. Bez tego barierę ochronną, osoby cierpiące na astmę są znacznie bardziej narażone na długotrwałe stany zapalne, gojenie się ran i infekcje powodujące więcej ataków. Dzięki zrozumieniu tego podstawowego mechanizmu jesteśmy teraz w lepszej sytuacji, aby zapobiec wszystkim tym zdarzeniom.
W Wielkiej Brytanii 5,4 miliona osób cierpi na astmę i może cierpieć na takie objawy, jak świszczący oddech, kaszel, duszność i ucisk w klatce piersiowej. Czynniki wyzwalające, takie jak pyłki lub kurz, mogą pogorszyć objawy astmy i mogą prowadzić do zagrażającego życiu ataku astmy.
Pomimo powszechności choroby, przyczyny astmy nadal nie są poznane. Obecne leki leczą konsekwencje ataku astmy, otwierając drogi oddechowe, łagodząc stany zapalne i rozbijając lepki śluz zatykający drogi oddechowe, co pomaga kontrolować astmę, ale jej nie zapobiega.
Odpowiedzią na powstrzymanie objawów astmy może być wytłaczanie komórek – proces, który odkryli naukowcy, który powoduje śmierć większości komórek nabłonkowych. Naukowcy wykorzystali modele płuc myszy i tkankę ludzkich dróg oddechowych, aby odkryć, że podczas kurczenia się dróg oddechowych, zwanego zwężeniem oskrzeli, komórki nabłonkowe wyściełające drogi oddechowe zostają wyciskane, aby później obumrzeć.
Ponieważ zwężenie oskrzeli powoduje wysunięcie się tak wielu komórek, uszkadza barierę dróg oddechowych, co powoduje stan zapalny i nadmiar śluzu.
W poprzednich badaniach naukowcy odkryli, że związek chemiczny gadolin może blokować wytłaczanie. W tym badaniu odkryli, że może on działać na myszach, zapobiegając nadmiernemu wyciskaniu, które powoduje uszkodzenia i stany zapalne po ataku astmy. Autorzy zauważają, że gadolin nie był badany na ludziach i nie został uznany za bezpieczny ani skuteczny.
Profesor Rosenblatt powiedział: „To zwężenie i zniszczenie dróg oddechowych powoduje stan zapalny po ataku i nadmierne wydzielanie śluzu, które utrudnia oddychanie osobom chorym na astmę.
„Obecne terapie nie zapobiegają tym zniszczeniom – inhalator taki jak Albuterol otwiera drogi oddechowe, co jest niezbędne do oddychania, ale – co przygnębiające – okazało się, że nie zapobiega uszkodzeniom i objawom następującym po ataku. Na szczęście odkryliśmy, że możemy może zastosować niedrogi związek, gadolin, który jest często używany w obrazowaniu MRI, aby zatrzymać uszkodzenie dróg oddechowych w modelach mysich, a także wynikający z niego stan zapalny i wydzielanie śluzu.Zapobiegnięcie tym uszkodzeniom mogłoby następnie zapobiec gromadzeniu się mięśni, które będą powodować przyszłe ataki. “
Profesor Chris Brightling z Uniwersytetu w Leicester i jeden ze współautorów badania powiedział: „W ostatniej dekadzie nastąpił ogromny postęp w leczeniu astmy, szczególnie ukierunkowanej na zapalenie dróg oddechowych. Jednakże w wielu przypadkach objawy i ataki nadal utrzymują się. u osób chorych na astmę. Badanie to identyfikuje nowy proces zwany wytłaczaniem nabłonka, w wyniku którego uszkodzenie błony śluzowej dróg oddechowych następuje w wyniku mechanicznego zwężenia i może powodować wiele kluczowych objawów astmy. Lepsze zrozumienie tego procesu prawdopodobnie doprowadzi do nowe terapie astmy.”
Dr Samantha Walker, dyrektor ds. badań i innowacji w Asthma + Lung UK, powiedziała: „Tylko dwa procent funduszy na zdrowie publiczne przeznacza się na opracowanie nowych metod leczenia dla 12 milionów osób cierpiących na choroby płuc w Wielkiej Brytanii, zatem nowe badania mogą pomóc w leczeniu lub zapobieganiu astmie to dobra wiadomość.
„Badanie przeprowadzone na eksperymentalnym modelu mysim pokazuje, że zwężenie dróg oddechowych prowadzi do uszkodzenia błony śluzowej płuc i stanu zapalnego, podobnie jak w przypadku astmy. To właśnie to zwężenie i wynikające z niego uszkodzenia utrudniają oddychanie osobom chorym na astmę.
„Obecne leki na astmę działają poprzez leczenie stanu zapalnego, ale nie jest to skuteczne u wszystkich. Leczenie ma na celu zapobieganie przyszłym atakom astmy i poprawę kontroli astmy poprzez codzienne przyjmowanie inhalatorów, ale wiemy, że ~31 procent osób chorych na astmę nie nie mają odpowiednich dla siebie opcji leczenia, co naraża je na ryzyko potencjalnie zagrażających życiu ataków astmy.
„To odkrycie otwiera nowe, ważne drzwi do zbadania możliwych nowych opcji leczenia, które są rozpaczliwie potrzebne osobom chorym na astmę, zamiast skupiać się wyłącznie na stanach zapalnych”.
Odkrycie mechaniki wytłaczania komórek może leżeć u podstaw innych chorób zapalnych, które również charakteryzują się zwężeniem, takich jak skurcze jelit i nieswoiste zapalenie jelit.
Artykuł powstał we współpracy z Uniwersytetem w Leicester i jest finansowany przez Wellcome, Instytut Medyczny Howarda Hughesa i Amerykańską Fundację Astmy.