Unerwartet in der menschlichen Lunge gefundene Fischzellen können die Ursache einer schweren Krankheit sein

Ein Zelltyp, von dem früher angenommen wurde, dass er nur in den Kiemen von Süßwasserfischen und der Haut von Fröschen vorkommt, der jedoch kürzlich in der menschlichen Lunge gefunden wurde, hat Wissenschaftlern neue Einblicke in die zugrunde liegende Ursache von Mukoviszidose (Mukoviszidose, CF) verschafft. Mukoviszidose ist eine fortschreitende genetische Erkrankung, die die Lunge und andere Organe befällt und manchmal schwere Symptome verursacht, die tödlich sein können.

Die Krankheit ist durch das Fehlen oder die Mutation eines Proteins in der Lunge gekennzeichnet, das als Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) bezeichnet wird.

Es ist bekannt, dass dieses Protein den Salz- und Wasserhaushalt auf der Lungenoberfläche reguliert, seine Struktur und Funktion sind jedoch von Wissenschaftlern noch nicht vollständig verstanden.

Neue Forschungen unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of Iowa haben eine unerwartete neue Funktion des CFTR-Proteins enthüllt.

Bisher wurden die meisten Forschungsarbeiten zu CFTR-Proteinen im Bereich sekretorischer Zellen der Atemwege durchgeführt.

In diesen Zellen sezernieren CFTR-Kanäle, die in die Zelloberfläche eingebettet sind, Chloridionen in die dünne Flüssigkeitsschicht, die die Oberfläche der Bronchien bedeckt.

Wo Salz hinkommt, folgt Wasser und rehydriert so diese wichtige Flüssigkeitsschicht in der Lunge. Diese Schicht aus Schmierschleim fängt Reizstoffe und Krankheitserreger ein, die später abgehustet werden können.

Allerdings haben Menschen mit Mukoviszidose im Gegensatz zu dünnem und flüssigem Schleim einen dicken, klebrigen Schleim, der die Lungendurchgänge verstopfen kann.

Aber hier liegt das Problem: CFTR-Proteine ​​kommen nicht nur in sekretorischen Zellen vor. Im Jahr 2018 entdeckten Forscher einen völlig neuen Zelltyp, der in der menschlichen Lunge verborgen ist, die sogenannten Ionozyten, die bei Fischen und Fröschen häufig vorkommen.

Pulmonale Ionozyten machen nur 1 % aller Zellen in der menschlichen Lunge aus, dennoch enthalten sie die Mehrheit der CFTR-Kanäle im Körper.

Durch die Züchtung dieser Zellen im Labor haben Forscher nun herausgefunden, dass sich CFTR-Proteine ​​sehr seltsam verhalten.

Anstatt Chlorid abzusondern, scheinen sie beim Einbau in Ionenzellen Ionen zu absorbieren und so Feuchtigkeit aus der Flüssigkeitsschicht, die die Lunge auskleidet, zu absorbieren.

In Experimenten steigerte eine erhöhte Häufigkeit ionischer Zellen die Flüssigkeitsaufnahme, nicht jedoch die Flüssigkeitssekretion.

Darüber hinaus beeinträchtigt eine Störung der Chloridionenkanäle in Ionenzellen deren Aufnahme.

„Diese Ergebnisse legen nahe, dass ionische Zellen die Flüssigkeitsaufnahme vermitteln und dass sekretorische Zellen die Flüssigkeitssekretion vermitteln“, schrieb das Team der University of Iowa.

„Darüber hinaus legt die unterschiedliche Rolle von CFTR in Ionozyten und sekretorischen Zellen nahe, dass CF die Flüssigkeitssekretion und -absorption stört.“

Wenn die Forscher Recht haben, werden ihre Ergebnisse zu neuen Erkenntnissen über Mukoviszidose führen.

Frühere Studien, die CFTR-Kanäle stimulierten, lieferten widersprüchliche Beobachtungen darüber, wie sich erhöhte Aktivität auf den Flüssigkeitstransport in der Lunge auswirkt.

Die neuen Erkenntnisse bieten eine mögliche Erklärung für diese Verwirrung: Die Aktivität von CFTR-Proteinen könnte davon abhängen, wo sie sich befinden, und bisher haben wir ihren Hauptwohnsitz vergessen.

Zukünftige Gentherapien, die auf diesen Zelltyp abzielen, könnten für die Behandlung von Mukoviszidose vielversprechend sein.

„Es gibt noch viel zu lernen darüber, wie einzelne Transportprozesse in Ionenzellen reguliert werden“, schlussfolgern die Forscher.

„Beachten Sie, dass CFTR für die Absorption von entscheidender Bedeutung ist [do íon cloreto]Zusätzlich zur Ausscheidung [do íon cloreto]Dies deutet darauf hin, dass beide Prozesse bei Mukoviszidose gestört sind.

Übersetzt von Matthews Lineker aus Wissenschaftlicher Alarm