Lehet, hogy a „tervezői nyák” a jövő orvossága?

Az emberi nyálmirigy, nyálkahártya-sejtek és egy csatorna könnyű mikrográfiája

  • A nyálka bevonja a test belső felületeit, ahol gátként hat a kórokozókkal szemben, és táplálja a barátságos baktériumokat.
  • Fő alkotóelemei a mucinok - a cukormolekulákkal kirajzolódó, különféle mintázatú fehérjék, amelyek meghatározzák, hogy a nyák hogyan hat kölcsönhatásban a jótékony és patogén mikroorganizmusokkal.
  • A tudósok most létrehoztak egy sejtalapú platformot ezeknek a specifikus tulajdonságokkal rendelkező mucinek előállítására megrendelésre.
  • A kutatók felhasználhatják a platformot mucin alapú kezelések kifejlesztésére vírusos és bakteriális fertőzések ellen.

A nyálka egy nyálkás anyag, a létfontosságú funkciók széles skálájával a test és a külvilág közötti határfelületen.

Bevonja a tüdőt, a bélet és a nemi szerveket bélelő sejteket, ahol gátat szab a káros anyagoknak és kenőanyagként működik.

A bélben, csakúgy, mint a többi testfelületben, a nyák is kapuőrként szolgál, kizárva a kórokozókat és beengedve a hasznos mikroorganizmusokat.

A nyálka fő alkotóelemei a mucinok, amelyek olyan fehérjék, amelyeket a cukormolekulák jellegzetes mintázata díszít.

Ezek nemcsak táplálékforrást jelentenek a baktériumok számára, hanem horgonyokként is működhetnek, hogy a helyükön tartsák őket, amikor a baktérium sejtfalak molekuláihoz kötődnek, úgynevezett adhezinek.

A kórokozók adhezinjeihez kötődve a folyadékokba - például a nyálba és a könnyekbe - szekretált mucinok megakadályozhatják ezeknek a mikrobáknak az összetapadását. A mucinok feloldhatják a kórokozók „biofilmjeit” is.

A biofilm olyan baktériumok összessége, amelyek együttműködve vékony bevonatokat képeznek a fogakon és más szövetfelületeken. Bizonyos esetekben a biofilm negatívan befolyásolhatja az egészséget.

A mukineken levő cukormolekulák mintázatai ezért létfontosságú szerepet játszanak annak meghatározásában, hogy a test miként lép kölcsönhatásba a mikroorganizmusokkal.

A nyálkahártyákat azonban nehéz elkülöníteni és tanulmányozni, ezért a működésükre vonatkozó ismereteink korlátozottak.

Most egy kutatócsoport kifejlesztett egy módszert emberi mukinák létrehozására, amelyek a cukormolekulák sajátos mintáit mutatják.

A koppenhágai Glycomics Központ kutatóinak vezetésével létrehozott csoport immár genetikailag programozhatja az emberi embrionális vesesejtek laboratóriumi tenyészeteit olyan mucinok előállítására, amelyek specifikus bakteriális adhezinekhez kötődnek.

Munkájuk a Nature Communications-ben jelenik meg.

Nyálkahártyák receptre

A szerzők úgy vélik, hogy az orvosok egy napon olyan mucinokat írhatnak fel, amelyek vagy elősegítik a hasznos fajok növekedését, vagy gátolják a betegségeket okozó fajokat.

„Hihetetlen sok betegség kapcsolódik a bélflóra, de még mindig nagyon keveset tudunk arról, hogy miként tudjuk a bélflórát a betegségek kezelésében szabályozni. Itt nyithatnak új kezelési lehetőségeket a szintetikus mucinok ”- mondja Yoshiki Narimatsu, a koppenhágai egyetem glikobiológiai docense és a tanulmány egyik vezető szerzője.

"Végső soron elképzelhető, hogy a mucinokat prebiotikus anyagként használják, vagyis olyan molekulákként, amelyek segítik a szervezet jó baktériumait" - teszi hozzá.

A kutatók azt is feltételezik, hogy a bakteriális fertőzések kezelésére mesterséges mukinokat lehetne használni antibiotikumok helyett.

Például az orvosok a nyál és a könnyek szintetikus változatait telepíthetik a baktériumok elmosására, amelyek egyébként káros biofilmet képeznének.

"Úgy képzeljük el, hogy az antibiotikumok használata helyett előállíthat például szemcseppeket a mucinnal, amely általában eltávolítja a baktériumokat a szemfertőzések kezelésében" - mondja Dr. Narimatsu.

Verseny az influenzavírusért

A nyálkahártyákat akár ki is lehetne telepíteni, hogy versenyezzenek a közönséges influenzavírussal, és megakadályozzák, hogy az megfertőzze az orrát, a szellőzőcsövet és a tüdőt szegélyező sejteket.

A légzőrendszer sejtjeinek megfertőzéséhez a vírus a sejtek membránjában lévő sziálsavaknak nevezett cukormolekulákra akad.

De az újonnan létrehozott vírusrészecskék felszabadításához és a fertőzés folytatásához a vírusnak egy enzimet kell használnia, hogy megszakítsa a sziálsavakhoz való kötődését.

"A nyálkahártyák hatalmas mennyiségű sziálsavat tartalmaznak" - mondta Henrik Clausen társszerző, a "Detonic.shop"-nak.

Ezek a savak nemcsak a szabad vírusrészecskékhez kötődnek, ami megakadályozza, hogy az orrban, a tüdőben vagy mindkettőben a gazdasejtekhez rögzüljenek - versenyeznek az új vírusrészecskéket felszabadító enzim használatáért is.

"Ebben a cikkben csak a vírus [] felszabadulására gyakorolt ​​hatást vizsgáljuk, és azt tapasztaljuk, hogy a sziálsavakkal rendelkező specifikus mucinok gátolják az influenza vírus felszabadulását, és ezáltal annak képességét a fertőzés terjedésére és terjesztésére." - magyarázta Clausen.