Kas „disainerlima” võib olla tuleviku ravim?

Kerge mikrogramm inimese süljenäärmest, limarakkudest ja kanalist

  • Lima katab keha sisepinnad, kus see toimib barjäärina patogeenide eest ja sõbralike bakterite toiduallikana.
  • Selle peamised koostisosad on mukiinid - valgud, mis on varustatud suhkrumolekulidega erineva mustriga, mis määravad lima koostoime kasulike ja patogeensete mikroorganismidega.
  • Nüüd on teadlased loonud rakupõhise platvormi nende spetsiifiliste omadustega mutsiinide tootmiseks tellimuse järgi.
  • Teadlased võiksid platvormi abil välja töötada mutsiinipõhised viiruslike ja bakteriaalsete infektsioonide ravimeetodid.

Lima on limane materjal, millel on keha ja välismaailma vahelises liideses lai valik elutähtsaid funktsioone.

See katab rakud, mis ühendavad kopse, soolestikku ja suguelundeid, kus see kaitseb kahjulike ainete eest ja toimib libestina.

Sooles, nagu ka teistel kehapindadel, toimib lima ka väravavahina, välistades patogeenid ja lubades kasulikke mikroorganisme.

Lima peamised koostisosad on mukiinid, mis on valgud, mis on kaunistatud suhkrumolekulide iseloomulike mustritega.

Need ei paku mitte ainult bakteritele toiduallikat, vaid võivad toimida ka ankrutena, et neid paigal hoida, kui nad seonduvad bakterirakkude seintes olevate molekulidega, mida nimetatakse adhesiinideks.

Haigustekitajate adhesiinidega seondudes võivad vedelikud, näiteks sülg ja pisarad, sekreteeritud mutsiinid takistada nende mikroobide kokkukleepumist. Mutsiinid võivad ka patogeenide "biofilme" lahustada.

Biofilmid on bakterite kogum, mis on koostöös moodustanud hammastele ja teistele koepindadele õhukesed katted. Mõnel juhul võivad biofilmid tervisele negatiivselt mõjuda.

Mutsiinidel esinevad suhkrumolekulide mustrid mängivad seetõttu olulist rolli keha mikroorganismidega suhtlemise määramisel.

Mutsiinide eraldamine ja uurimine on keeruline, seega on meie arusaam nende toimimisest olnud piiratud.

Nüüd on teadlaste meeskond välja töötanud viisi inimese limaskestade loomiseks, millel on erilised suhkrumolekulide mustrid.

Kopenhaageni glükoomikakeskuse teadlaste juhitud meeskond saab nüüd geneetiliselt programmeerida inimese embrüonaalsete neerurakkude laborikultuure, et toota spetsiifiliste bakteriaalsete adhesiinidega seonduvaid mukiine.

Nende tööd ilmuvad Nature Communications'is.

Mutsiinid retsepti alusel

Autorite arvates võiksid arstid ühel päeval välja kirjutada mukiine, mis kas soodustavad kasulike liikide kasvu või pärsivad haigusi põhjustavaid liike.

„Uskumatul arvul haigustel on seos sooleflooraga, kuid me teame siiski väga vähe sellest, kuidas suudame soolefloorat haiguste ravimisel kontrollida. Siin võivad sünteetilised mutsiinid avada uusi ravivõimalusi, ”ütleb Kopenhaageni ülikooli glükobioloogia dotsent ja uuringu üks juhtivautoreid Yoshiki Narimatsu.

"Lõppkokkuvõttes võib ette kujutada mukiinide kasutamist prebiootilise materjalina, see tähendab molekulidena, mis aitavad organismi häid baktereid," lisab ta.

Teadlased spekuleerivad ka seda, et bakteriaalsete infektsioonide raviks võiks antibiootikumide asemel kasutada kunstlikke limaid.

Näiteks võiksid arstid kasutada süljes ja pisarates sisalduvate limaskestade sünteetilisi versioone, et loputada baktereid, mis muidu moodustaksid kahjulikke biofilme.

"Kujutame ette, et antibiootikumide asemel võite toota näiteks silmatilkasid koos mutsiiniga, mis tavaliselt eemaldab bakterid silmainfektsioonide ravimisel," ütleb dr Narimatsu.

Konkurents gripiviiruse pärast

Mutsiini võiks isegi kasutada, et konkureerida tavalise gripiviirusega ja vältida selle nakatamist nina, hingetoru ja kopse ümbritsevatesse rakkudesse.

Hingamisteede rakkude nakatamiseks lukustub viirus rakkude membraanides suhkrumolekulidele, mida nimetatakse siaalhapeteks.

Kuid vastloodud viirusosakeste vabastamiseks ja nakkuse jätkamiseks peab viirus siaalhapete külge kinnitumise katkestamiseks kasutama ensüümi.

"Mutsiinid sisaldavad suures koguses siaalhappeid," ütles kaasautor prof Henrik Clausen "Detonic.shop"le.

Need happed ei seondu mitte ainult vabade viirusosakestega, mis takistab neil ninas, kopsudes või mõlemas peremeesrakkudele kinnitumist - nad konkureerivad ka ensüümi kasutamise eest, mis vabastab uusi viirusosakesi.

"Selles artiklis uurime ainult mõju viiruse vabanemisele ja leiame, et siaalhapetega spetsiifilised mukiinid blokeerivad gripiviiruse vabanemist ja seega ka selle võimet nakkust levitada ja levitada," prof. Clausen selgitas.