jeden z najczęstszych związków życia powoduje zapalenie alergiczne

Wallace Ravven grzbiet chrząszcza i skorupa kraba zawdzięczają swoją wytrzymałość wspólnemu Związkowi o nazwie chityna, który wydaje się wywoływać zapalenie dróg oddechowych i prawdopodobnie astmę, odkryli naukowcy UCSF. Owady, pleśnie i pasożytnicze robaki – wszystkie powszechne źródła alergii lub stanów zapalnych – produkują miliardy ton chityny rocznie. Ludziom i innym ssakom brakuje chityny, ale mamy wyspecjalizowane enzymy, które ją rozkładają. Naukowcy zastanawiali się dlaczego. Odkryli, że chityna wyzwala alergiczną reakcję zapalną w płucach myszy, a także zwiększoną produkcję enzymu niszczącego chitynę wytwarzanego przez komórki wyściełające drogi oddechowe płuc. Te i inne wyniki potwierdzają ich wciąż badaną hipotezę, że chityna powoduje stany zapalne i alergię, a enzym niszczący chitynę w płucach może odgrywać ważną rolę w regulacji reakcji organizmu. Wyniki ich badań nad zapaleniem u myszy zostały zgłoszone 22 kwietnia we wczesnej publikacji online przez czasopismo Nature. Czasopismo opublikuje również znalezisko w nadchodzącym wydaniu drukowanym. “Teraz, gdy udowodniliśmy, że chityna może powodować tego rodzaju alergiczne zapalenie u myszy, chcemy ustalić, czy chityna naturalnie obecna w środowisku może przyczyniać się do reakcji alergicznych lub zapalnych”, powiedział Richard Locksley, MD, starszy autor artykułu. Locksley jest Marion i Herbert Sandler Distinguished Professor in Asthma Research oraz badaczem Howard Hughes Medical Institute w UCSF. Jest także profesorem medycyny oraz mikrobiologii i Immunologii.U ludzi wiadomo, że enzym anty-chitynowy ma kilka wariantów z powodu małych mutacji w genie. Locksley i współpracownicy z UCSF próbują ustalić, czy niektóre warianty są mniej skuteczne w rozkładaniu chityny, i czy ludzie z tymi wariantami są bardziej podatni na astmę, ponieważ są mniej w stanie kontrolować swoją ekspozycję na wziewną chitynę.

Richard Locksley

naukowcy wiedzieli, że usta i skorupki jaj pasożytniczych robaków są bogate w chitynę i że zakażenie przez robaki wywołuje reakcję zapalną bardzo podobną do tej, która występuje w astmie i chorobach alergicznych. Wykorzystując chip genowy zawierający większość genów myszy i wykorzystując przeciwciała podniesione w laboratorium, naukowcy potwierdzili wcześniejsze odkrycie, że gen i białko enzymu anty-chityny zostały dramatycznie aktywowane u myszy podczas infekcji przez pasożytnicze robaki. “Chitynaza – enzym, który rozkłada chitynę – naprawdę się zapaliła”, wspomina Locksley. “Pojawił się jako jeden z najbardziej aktywowanych genów w odpowiedzi na pasożyty.”Ponieważ wiadomo, że enzym rozkłada chitynę, która nie występuje u myszy, naukowcy następnie wystawili zwierzęta na samą chitynę, która wywołała zapalenie tkanek podobne do obserwowanego u myszy po zakażeniu robakami i u ludzi z astmą.Chityna wywołuje odpowiedź Immunologicznąsocksley uważa, że obecność chityny w pleśniach, robakach i owadach, które mogą atakować ludzi przez penetrację skóry lub błon śluzowych, może wywierać presję na kręgowce, aby utrzymać “cząsteczki rozpoznawania chityny”, podobne do tych, które ewoluowały w roślinach i prymitywnych zwierzętach, aby wywołać rozpoznanie inwazji bakterii i grzybów.Spekuluje, że ludzie zwykle montują atak odpornościowy na alergen lub pasożyta w odpowiedzi na chitynę, między innymi. Ten rodzaj zapalenia jest ważny w odpychaniu obcego alergenu lub pasożyta. Z kolei same komórki zapalne wyzwalają komórki w zaatakowanej tkance, aby przyspieszyć produkcję enzymu wyłączającego chitynę.Te dwa działania razem tworzą system sprzężenia zwrotnego, zarówno promujący rozpoznawanie organizmów bogatych w chitynę, jak i zapobiegający niekontrolowanej odpowiedzi immunologicznej na chitynę poprzez degradację “sygnału”, gdy zgromadzi się wystarczająco dużo komórek zapalnych, aby przyspieszyć zwiększoną produkcję enzymu rozkładającego chitynę.Locksley zauważa, że przemysł przetwórstwa skorupiaków został nękany przez “astmę krabową” wśród swoich pracowników, zagrożenie przemysłowe, które przyciągnęło uwagę Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom.

(Zobacz większy obraz tutaj)

“narażenie na chitynę może być szczególnie wysokie wśród pracowników przemysłu, którzy muszą usunąć i zniszczyć twarde skorupy chityny krabów i innych skorupiaków”, mówi. “Jest również możliwe, że dotknięci pracownicy mają formy białka degradującego chitynę, które działają gorzej niż inne typowe warianty genetyczne. Są to obszary, którymi chcemy się zająć.”Sugeruje, że warto potwierdzić poziom chityny w zakładach przetwórstwa skorupiaków, a jeśli jest wysoki, rozważyć sposoby zmniejszenia narażenia na chitynę wśród pracowników. Jego laboratorium prowadzi obecnie badania we współpracy z Estebanem Burchardem, adiunktem Nauk biofarmaceutycznych i medycyny UCSF, aby ustalić, czy pacjenci z astmą będą bardziej narażeni na mniej aktywną wersję genu enzymu anty-chitynowego. Astma i ” hipoteza higieniczna “w ciągu ostatnich 10 lat zaproponowano i zbadano” hipotezę higieniczną”, aby wyjaśnić, dlaczego astma i inne alergie znacznie wzrosły w wielu krajach przemysłowych, wyjaśnia Locksley. Hipoteza głosi, że współczesne społeczeństwa w dużej mierze posprzątały warunki życia, dzięki czemu ludzie są narażeni na znacznie mniej brudu i wszystkich jego składników organicznych. Jednocześnie antybiotyki i środki bakteriobójcze zmniejszyły liczbę drobnoustrojów w środowisku. Wiadomo, że bakterie degradują chitynę, a Locksley sugeruje, że redukcja bakterii może prowadzić do wzrostu chityny w środowisku – głównie z pleśni i owadów – być może wyjaśniając wyniki kilku badań, że najwyższe ryzyko astmy u dzieci zwykle wiąże się z najniższą ekspozycją na bakterie. Locksley jest dyrektorem Sandler Asthma Basic Research Center lub SABRE Center w UCSF, siedmioletniej organizacji badawczej zajmującej się badaniem podstawowej patogenezy astmy z zamiarem odkrycia nowych kierunków terapii w kontrolowaniu choroby. Centrum SABRE składa się z podstawowego wydziału nauk podstawowych, z których niektórzy są nadal rekrutowani do UCSF, większej grupy interaktywnych naukowców z podstawowych dyscyplin naukowych i klinicznych oraz podstawowych obiektów w genetyce, genomice, obrazowaniu, fizjologii małych zwierząt, cytometrii przepływowej i technik inaktywacji genów, które umożliwiają naukowcom szybkie przesuwanie nowych odkryć do przodu.”Astma wzrasta we wszystkich społeczeństwach uprzemysłowionych”, mówi, ” nie tylko w niektórych mniej obsługiwanych obszarach dużych miast, ale nawet na przedmieściach. Jest to ogromny problem zdrowotny, który dotyczy ogromnej liczby dzieci na całym świecie.”Podobnie jak wiele współczesnych dolegliwości, takich jak cukrzyca, choroby autoimmunologiczne i otyłość, przyczyny są liczne i odzwierciedlają interakcje wielu różnych genów. Zrozumienie ekspozycji środowiska, takich jak chityna, które mogą wpływać na rozwój astmy, może prowadzić do leczenia lub nowych praktyk w zakresie zdrowia publicznego w celu zmniejszenia choroby lub nasilenia jej objawów u wielu osób.Głównym autorem artykułu jest Tiffany A. Reese, absolwentka programu Nauk Biomedycznych na UCSF. Współautorami są obecni i byli badacze postdoctoral w Locksley lab, Hong-Erh Liang, PhD, i David Voehringer, PhD, zarówno w mikrobiologii i immunologii na UCSF.Również Andrew M. Tager, MD, i Andrew Luster, MD, PhD, zarówno w reumatologii, alergii i Immunologii w Massachusetts General Hospital i Harvard Medical School; i Nico Van Rooijen, naukowiec w biologii komórek molekularnych na Vrije Universiteit w Holandii.Badania zostały sfinansowane przez Howard Hughes Medical Institute, granty z National Institute of Allergy and Infectious Diseases w NIH i SABRE Center w UCSF. “Curiosity” photo licensed from Steve Jurvetson

powiązane linki:Muszle krabów i grzyby mogą być kluczem do astmy Howard Hughes Medical Institute, 22 kwietnia 2007