Étudier révèle de nouveaux indices concernant la surproduction de mucus dans l'asthme et la mpoc


Étudier révèle de nouveaux indices concernant la surproduction de mucus dans l'asthme et la mpoc

En résolvant un mystère de 20 ans sur le rôle d'une protéine associée à la production de mucus, les chercheurs fournissent de nouvelles idées qui peuvent conduire à de nouveaux traitements pour l'asthme, la maladie pulmonaire obstructive chronique, la fibrose kystique et d'autres maladies.

Lorsqu'ils sont exposés à la protéine de déclenchement CLCA1 (rouge), les cellules humaines commencent à exprimer le canal d'ion chlorure TMEM16A (vert) sur leur surface - une interaction que les chercheurs croient peut être responsable de la surproduction de mucus dans l'asthme et la MPOC.

Crédit d'image: Z. Yurtsever / WUSTL

Les chercheurs de l'École de médecine de l'Université de Washington à St. Louis (WUSTL), MO, rapportent leurs résultats dans le journal ELife .

Thomas J. Brett, auteur principal de l'étude et professeur adjoint de médecine chez WUSTL, déclare:

"La nouvelle étude pose les bases du développement de traitements contre des maladies telles que l'asthme, la MPOC, la fibrose kystique et même certains cancers".

Dans les maladies telles que l'asthme et la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), le corps produit trop de mucus, rendant la respiration difficile.

Dans la fibrose kystique, le mucus qui est produit est trop épais et obstrue les poumons et les voies digestives.

La signification de la nouvelle étude réside dans les révélations sur les canaux ioniques - protéines spéciales qui font des pores dans la membrane cellulaire et contribuent à réguler le flux de particules chargées dans et hors de la cellule.

Les canaux ioniques permettent aux cellules d'envoyer et de recevoir des signaux électriques et d'exécuter des rôles essentiels à la santé, comme la sécrétion de substances comme le mucus, le contrôle du rythme cardiaque et le soutien de la fonction cérébrale.

Par exemple, le flux d'ions chlorure à l'intérieur et à l'extérieur des cellules aide à contrôler la production de mucus - une doublure protectrice dans notre trachée et d'autres voies aériennes. Mucus - qui est composé de glycoprotéines et d'eau-piège la pollution et les particules étrangères avant de pouvoir nuire aux poumons.

Cependant, avec des maladies comme la fibrose kystique et l'asthme, il y a trop de mucus trop épais, ce qui rend la respiration difficile et augmente le risque d'infection.

Une étude étudie les canaux ioniques et le rôle de la surproduction de mucus

Il y a environ 20 ans, les scientifiques ont identifié une protéine appelée CLCA1, qui, lorsqu'elle est trouvée à des niveaux élevés dans les cellules qui bordent les voies respiratoires, a longtemps été liée à la surproduction de mucus. Pendant longtemps, on pensait que CLCA1 était un canal ionique de chlorure parce que les membres de la famille de protéines CLCA semblaient déplacer des ions chlorure à l'intérieur et à l'extérieur des cellules.

Finalement, comme d'autres indices ont été trouvés, les scientifiques ont décidé que les protéines CLCA n'étaient pas des canaux mais déclenchaient; Ils ont activé des canaux pour permettre aux ions chlorure de passer à travers les membranes cellulaires. Cependant, il n'était pas clair quels canaux les protéines CLCA déclenchent et comment. Le Prof. Brett note:

"Lorsque les cellules expriment CLCA1, elles produisent des courants de chlorure. Mais à mesure que nous avons amélioré la compréhension des structures tridimensionnelles des protéines, les chercheurs du domaine ont commencé à se rendre compte que les protéines CLCA ne pouvaient pas être des canaux. Donc, la question est de savoir comment Activez ces courants s'ils ne sont pas des canaux?"

Le professeur Brett et son équipe ont constaté que lorsque CLCA1 est libéré de cellules humaines, il provoque la libération d'ions chlorure lorsque le canal détecte la présence d'ions calcium.

L'équipe a également remarqué que le mouvement des ions chlorure déclenchés par CLCA1 ressemble très bien à la façon dont les ions chlorure traversent un canal connu sous le nom TMEM16A, alors ils ont décidé d'étudier si ces deux protéines interagissent.

La découverte que les protéines déclenchent les canaux ioniques est une «découverte unique»

TMEM16A - qui a été découvert il y a seulement 7 ans chez les mammifères - se trouve en abondance dans les cellules qui bordent les voies aériennes. Il est prouvé que trop TMEM16A - comme trop de CLCA1 - est associé à la surproduction de mucus dans les maladies respiratoires comme l'asthme et la MPOC.

Avec ses collègues, le Prof. Brett a montré que CLCA1 déclenche TMEM16A, et l'expression accrue de CLCA1 augmente le nombre de canaux TMEM16A présents dans les cellules proches. Il explique:

"Nous ne pensons pas que CLCA1 ouvre réellement le canal. En fait, le canal peut fonctionner sans CLCA1. Nous pensons qu'il conserve simplement le canal sur la surface des cellules pendant une période plus longue."

Il dit que la raison pour laquelle il y a plus de courant est qu'il y a plus de canaux ouverts - plus de trous pour les ions à traverser et ajoute:

C'est une découverte unique. Nous ne connaissons aucun autre exemple de ce type d'interaction entre une protéine et une chaîne ".

Les résultats ont des implications plus larges. Si d'autres membres des familles auxquelles ces protéines appartiennent interagissent les uns avec les autres, cela pourrait éclairer une vaste gamme de troubles, y compris le cancer et les maladies cardiovasculaires.

Par exemple, les canaux TMEM16 et les protéines CLCA sont liés à certains types de cancer, y compris les tumeurs mammaires qui se propagent au poumon. Ils ont également été impliqués dans des maladies cardiovasculaires, comme des troubles du rythme cardiaque irrégulier et une insuffisance cardiaque.

L'équipe continue d'étudier l'interaction entre la protéine et le canal, et comment l'augmentation ou la diminution de leur expression peuvent affecter les flux ioniques et influer sur les maladies des voies aériennes.

L'étude a été financée par les National Institutes of Health (NIH), l'American Lung Association, le Centre pour l'étude des maladies d'excitabilité membranaire et l'American Heart Association.

Pendant ce temps, Medical-Diag.com A récemment appris une nouvelle étude publiée dans Le BMJ Que les participants qui ont suivi une alimentation saine étaient un tiers moins susceptible de développer une MPOC, par rapport à ceux qui ne l'ont pas fait. Les chercheurs ont défini une alimentation saine en une seule fois dans les légumes, les grains entiers, les graisses polyinsaturées, les noix et les acides gras oméga-3, et les viandes rouges et transformées, les grains raffinés et les boissons sucrées.

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