Výskumníci na Univerzite Severnej Karolíny (ďalej UNC) na lekárskej fakulte v Chapel Hill zistili, že gén, zmutovaný pri cystickej fibróze, nielen reguluje transport iónov v chloridovom kanáli, ale tiež bráni nadmernému toku iónov sodíka.
Nerovnováha soli a vody u pacientov s cystickou fibrózou spôsobuje, že sa im pľúca upchávajú lepkavým hlienom, a preto sú náchylné na infekciu. Táto nerovnováha vyvoláva problémy, ktorej príčinou je známa genetická chyba, ktorá blokuje kanál v bunkovej membráne maličkým chloridovým iónom pri ich pohybe cez bunkové membrány v pľúcach.
Ako však rovnaká génová mutácia narušuje paralelný tok druhého komponentu soli, iónov sodíka? V súčasnosti výskumníci na Univerzite Severnej Karolíny na lekárskej fakulte v Chapel Hill našli odpoveď, keď demonštrovali, že gén, zmutovaný pri cystickej fibróze, nielen riadi tok chloridového kanálu, ale tiež bráni nadmernému transportu sodíkových iónov.
Toto zistenie naznačuje, že smutne preslávená mutácia v géne s názvom CFTR je dvojnásobné nešťastie, keďže má vplyv na tok dvoch odlišných iónov, ktoré sú dôležité, aby hlien na povrchu dýchacích ciest bol hydratovaný. Objasnenie súvislosti medzi genetickým defektom a hustým lepkavým hlienom v pľúcach pri cystickej fibróze by mohlo výskumníkom pomôcť vyvinúť lepšiu terapiu.
„Je veľmi dôležité spomaliť tento sodíkový kanál, keď je priveľmi aktívny, skôr ako to povedie k dehydratácii hlienu v dýchacích cestách pacienta“, povedala Martina Gentzschová, PhD., odborná asistentka katedry bunkovej a vývojovej biológie na UNC a vedúca autorka štúdie, publikovanej 15. októbra v časopise Journal of Biological Chemistry. „Ak pochopíme mechanizmus, ako to CFTR robí, mohlo by nám to umožniť nový prístup k liečbe tejto choroby.“
Cystická fibróza je jedným z najbežnejších genetických ochorení bielej populácie, v Spojených štátoch sa ochorenie vyskytuje v pomere 1: 3500 živonarodených detí. Choroba je spôsobená defektom v géne, ktorý kóduje proteín s názvom CF transmembránový regulátor vodivosti (CFTR). Pacienti s cystickou fibrózou majú pri najťažších formách choroby veľmi málo proteínu CFTR, a to má vplyv na spôsob presunu chloridových iónov v mnohých telesných tkanivách. Mnohí vedci vyslovili hypotézu, že CFTR tiež reguluje pohyb iných iónov, napr. cez epitelový sodíkový kanál (EnaC).
Ukázalo sa, že tento kanál bol príliš aktívny pri transporte sodíkových iónov v dýchacích cestách pacientov s cystickou fibrózou, takže M. Gentzschová a jej kolegovia za rozhodli zistiť prečo. Najprv sa pozreli na účinky génu CFTR na sodíkový kanál v oocytoch žaby rodu Xenopus, čiže v žabích vajíčkach. Zistili, že keď bol gén CFTR neporušený, sodíkový kanál bol pod kontrolou“.
Výskumníci pokračovali vo výskume a viacerými biochemickými a elektrofyziologickými experimentmi ukázali, že chloridový kanál a sodíkové kanály sa vzájomne ovplyvňujú. M. Gentzschová a jej kolegovia tiež potvrdili svoje výsledky v ľudských primárnych bunkách epitelu dýchacích ciest pri zdravých dobrovoľníkoch a pacientoch a s cystickou fibrózou, pričom sa ukázalo, že sodíkový kanál bol v skutočnosti aktívnejší, keď nebol prítomný žiadny funkčný CFTR.
Teraz, keď sa vie, že chloridový kanál môže skutočne ovplyvniť funkciu sodíkového kanála, M. Gentzschová sa pokúša zistiť ako.
„Nevieme, či to robí v podstate tak, že pôsobí ako cestný zátaras a fyzicky bráni proteázam v aktivovaní EnaC, alebo či to robí nejakým nepriamym spôsobom“ povedala Gentzschová. „To je momentálne predmetom nášho výskumu, takže treba ešte hľadať odpovede na mnohé otázky.“
Tento výskum financoval National Institutes of Health a realizovalo ho centrum Cystic Fibrosis/Pulmonarty Research and Treatment Center v University of North Carolina, ktoré finacuje tiež nadácia Cystic Fibrosis Foundation. Spoluautormi štúdie sú Richard C. Boucher, MD, riaditeľ Cystic Fibrosis/Pulmonary Research and Treatment Center; a M. Jackson Stutts, PhD, profesor medicíny.
Zdroj: Les Lang, University of North Carolina School of Medicine, http://www.medicalnewstoday.com/articles/207857.php