Муцины могут быть ключом к лечению заболеваний толстой кишки и дыхательных путей

Новое исследование показывает, как здоровые клетки нашего организма производят муцины - главный компонент слизистой, который защищает наш кишечник и дыхательные пути от патогенов, токсинов и аллергенов. Ученые уже связали дефекты секреции муцинов с заболеваниями дыхательных путей и толстой кишки, такими как астма или язвенный колит. Теперь исследователи в лаборатории Малхотры в Барселоне раскрывают, как клетки контролируют количество выделяемого муцина и могут стать новым средством для лечения ряда заболеваний, связанных с муцином.

Клетки продуцируют муцины с постоянной скоростью, а при воздействии аллергена или патогена они вырабатывают больше муцина при быстром взрыве. Как постоянная, так и быстрая секреция муцина контролируется кальцием. Исследователи хотели понять, как нормальные клетки секретируют муцины в нужном количестве и качестве, чтобы разработать процедуры для исправления дефектов секреции муцина при болезнях, при которых вырабатывается слишком много или слишком мало муцина при астме, хронической обструктивной болезни легких, болезни Крона и колоректального рака.

Их данные, опубликованные в журналах eLife и Journal of Biological Chemistry, показывают два белка, называемые TRPM4 и NCX, которые работают вместе для контроля секреции муцина как в здоровых клетках, так и в клетках, полученных от пациентов с муковисцидозом. Они также идентифицировали третий белок под названием KChIP3, который определяет уровень кальция в здоровых клетках для выделения муцинов, что имеет решающее значение для поддержания правильной толщины слизистого слоя в толстой кишке. Это означает, что клетки обладают средствами для контроля того, сколько муцина они производят в зависимости от клеточных потребностей. Они могут производить большие количества, если присутствует аллерген или патоген, или постоянно высвобождать его для сохранения слизистого слоя.

«Во-первых, мы провели широкий анализ генома, который выявил 25 белков, участвующих в секреции муцина в клетках рака толстой кишки», - объясняет постдокторский исследователь Cantero-Recasens. «Мы обнаружили, что группа этих белков находится на поверхности клеток, чтобы контролировать поступление кальция, который, в свою очередь, контролирует быстрое высвобождение муцинов. Команда также обнаружила датчик кальция, KChIP3, внутри клеток, который контролирует базовую секрецию муцина, которую крайне важно поддерживать правильную толщину слизистого слоя. Если этот внутриклеточный кальциевый датчик теряется, он вызывает массовое выделение муцина из раковых клеток толстой кишки».

"Мы были удивлены этим открытием - мы не ожидали, что клетки используют разные источники кальция - из внутренних и внешних источников - для контроля секреции муцина. Мы также не ожидали обнаружить, что датчик KChIP3 контролируя исходную (базальную) секрецию муцина действует как «тормоз» для предотвращения высвобождения муцина. У мышей без гена KChIP3 в толстой кишке гораздо более толстый слизистый слой. Это означает, что KChIP3 может стать новой мишенью для лекарств для контроля заболеваний с более высоким или более низким уровнем муцинов".

И изучая различные типы клеток, команда обнаружила, что процессы, используемые клетками для контроля стимулированной секреции муцина, одинаковы как в толстой кишке, так и в дыхательных путях. «Это захватывающее открытие, поскольку оно означает, что воздействие на молекулы, участвующие в процессе секреции муцина, может быть использовано для лечения заболеваний дыхательных путей, таких как астма или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), а также патологий, связанных с толстой кишкой», - объясняет д-р Кантеро-Рекантес. 

Профессор исследования ICREA в CRG Вивек Малхотра и его группа в настоящее время работают с исследователями в больнице Del Mar и IMIM для дальнейшего тестирования генетически измененных муцинов и белков, участвующих в секреции муцина, у пациентов с заболеваниями дыхательных путей и толстой кишки. Они также работают над поиском химических средств для нацеливания на функции, контролируемые белками в пути секреции муцина. Вместе генетические и химические процедуры для контроля секреции муцина могут открыть новые способы выявления и контроля прогрессирования астмы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), болезни раздраженного кишечника и колоректального рака.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190201114138.htm