Identifizierung der Ursache für die Überproduktion von Schleim bei Atemwegserkrankungen

Laut einer in der Fachzeitschrift eLife veröffentlichten Studie ist es möglich, der unangemessenen Schleimproduktion bei Patienten mit Asthma und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) entgegenzuwirken.Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis bauten auf der Entdeckung von CLCA1 auf — einem Protein, das vor etwa 20 Jahren identifiziert wurde –, das ein bekannter Assoziierter der Überproduktion von Schleim ist. Es wird angenommen, dass ein anderes Protein namens TMEM16A, das in den letzten zehn Jahren bei Säugetieren entdeckt wurde, die Zellen in den Atemwegen auskleidet. Aber zu viel TMEM16A, ähnlich wie hohe CLCA1-Spiegel, kann die Überproduktion von Schleim verursachen, die bei Atemwegserkrankungen beobachtet wird.“Ursprünglich wurde CLCA1 fälschlicherweise als Chloridkanal identifiziert“, erklärte der leitende Autor der Studie, Thomas J. Brett, PhD, in einer Pressemitteilung. „Wenn Zellen CLCA1 exprimieren, erzeugen sie Chloridströme. Aber als wir die 3-dimensionalen Strukturen von Proteinen besser verstanden, begannen Forscher auf diesem Gebiet zu erkennen, dass CLCA-Proteine keine Kanäle sein konnten. Also stellte sich die Frage, wie aktivieren sie diese Ströme, wenn sie keine Kanäle sind?“Die Forscher konnten die Verbindung zwischen TMEM16A und CLCA1 demonstrieren und zeigen, dass erhöhtes CLCA1 die Anzahl der TMEM16A-Kanäle in nahe gelegenen Zellen erhöht. Die Forscher glauben, dass ihre Studie wichtig ist, weil sie den Weg für weitere Untersuchungen der größeren Familien dieser 2 Proteine ebnen kann. Es kann mehr Wechselwirkungen zwischen den größeren Familien dieser 2 Proteine geben, was die Auswirkungen auf andere Erkrankungen wie Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen ausweiten könnte.“Wir glauben nicht, dass CLCA1 den Kanal tatsächlich öffnet“, sagte Brett. „Tatsächlich kann der Kanal ohne CLCA1 funktionieren. Wir denken, es hält einfach den Kanal auf der Oberfläche der Zellen für einen längeren Zeitraum. Der Grund, warum Sie aktueller werden, ist, dass Sie dort mehr Kanäle haben. Sie sammeln nur mehr Löcher an, durch die die Ionen reisen können. Dies ist ein einzigartiger Befund. Wir kennen keine anderen Beispiele für diese Art der Interaktion zwischen einem Protein und einem Kanal.“

TMEM16-Kanäle und CLCA-Proteine wurden in früheren Forschungen mit Brusttumoren in Verbindung gebracht, die sich in die Lunge ausbreiten können, und bei einigen Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie unregelmäßigem Herzrhythmus und Herzinsuffizienz. Die Autoren glauben, dass ihre Studie einen signifikanten Einfluss auf diesen Forschungsbereich haben kann.“Die neue Studie legt den Grundstein für die Entwicklung von Behandlungen für Krankheiten wie Asthma, COPD, Mukoviszidose und sogar bestimmte Krebsarten“, fuhr Brett fort. „Es löst auch ein 20-jähriges Rätsel um die Rolle eines Proteins, das seit langem mit diesen Krankheiten in Verbindung gebracht wird.“In Zukunft wollen die Autoren diese Wechselwirkungen weiter untersuchen und untersuchen, ob eine zunehmende oder abnehmende Expression des Proteins oder des Kanals einen Einfluss auf die Ströme hat. Darüber hinaus wollen sie untersuchen, welche Auswirkungen diese Veränderungen auf verschiedene Atemwegserkrankungen haben können.“Unter Bedingungen, die zu viel Schleim verursachen, könnten wir daran interessiert sein, Wege zu finden, diese Ströme zu blockieren oder zu reduzieren“, schloss Brett. „Auf der anderen Seite können diese Kanalströme möglicherweise den genetischen Defekt bei Mukoviszidose ausgleichen, der zu dicken und klebrigen Schleim verursacht. In diesem Fall sind wir möglicherweise daran interessiert, sie zu aktivieren oder einzuwählen.”

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