Trong việc giải quyết một bí ẩn 20 năm về vai trò của một protein liên quan đến sản xuất chất nhầy, các nhà nghiên cứu cung cấp những hiểu biết mới có thể dẫn đến phương pháp điều trị mới cho bệnh hen suyễn, tắc nghẽn phổi mãn tính, xơ nang và các bệnh khác.
Các nhà nghiên cứu, từ Trường Y khoa Đại học Washington ở St. Louis (WUSTL), MO, đã báo cáo các kết quả của họ trên tạp chí.
Thomas J. Brett, tác giả nghiên cứu cao cấp và trợ lý giáo sư y khoa tại WUSTL, nói:
“Nghiên cứu mới đưa ra nền tảng cho việc phát triển các phương pháp điều trị các bệnh như hen suyễn, COPD, xơ nang và thậm chí một số bệnh ung thư.”
Trong các bệnh như hen suyễn và bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD), cơ thể sản sinh ra quá nhiều triệu chứng, khiến cho khó thở.
Trong xơ nang, chất nhờn được sản xuất quá dày và làm tắc nghẽn phổi và đường tiêu hóa.
Tầm quan trọng của nghiên cứu mới nằm trong sự mặc khải về các kênh ion – các protein đặc biệt tạo ra trong màng tế bào và giúp điều chỉnh dòng chảy của các hạt tích điện vào và ra khỏi tế bào.
Các kênh ion cho phép các tế bào gửi và nhận tín hiệu điện và thực hiện các vai trò thiết yếu cho sức khỏe, chẳng hạn như các chất tiết ra như chất nhầy, kiểm soát nhịp tim và hỗ trợ chức năng não.
Ví dụ, dòng chảy của các ion clorua trong và ngoài tế bào giúp kiểm soát việc sản xuất chất nhầy – lớp lót bảo vệ trong khí quản của chúng ta và các đường hô hấp khác. Chất nhầy – được tạo thành từ glycoprotein và nước – bẫy và các hạt ô nhiễm trước khi chúng có thể gây hại cho phổi.
Tuy nhiên, với các bệnh như xơ nang và hen suyễn, quá nhiều chất nhờn quá dày được tạo ra, khiến cho việc thở khó khăn và làm tăng nguy cơ nhiễm trùng.
Nghiên cứu điều tra các kênh ion và vai trò trong quá trình sản xuất chất nhầy quá mức
Khoảng 20 năm trước, các nhà khoa học đã xác định được một loại protein gọi là CLCA1, khi được tìm thấy ở mức độ cao có thể xếp vào đường hô hấp, từ lâu đã liên quan đến quá trình sản xuất chất nhờn quá mức. Trong một thời gian dài, người ta nghĩ rằng CLCA1 là một kênh ion clorua vì các thành viên của họ protein CLCA dường như đang di chuyển các ion clorua vào và ra khỏi các tế bào.
Cuối cùng, khi tìm thấy nhiều manh mối hơn, các nhà khoa học đã quyết định rằng các protein CLCA không phải là các kênh mà là các yếu tố kích thích; họ kích hoạt các kênh để cho phép các ion clorua đi qua màng tế bào. Tuy nhiên, không rõ ràng các kênh CLCA đã kích hoạt và làm thế nào. Giáo sư Brett lưu ý:
Khi các tế bào biểu hiện CLCA1, chúng tạo ra dòng clorua, nhưng khi chúng ta hiểu rõ hơn về cấu trúc của các protein, các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này bắt đầu nhận ra rằng các protein CLCA không phải là các kênh. các dòng nếu chúng là các kênh không? “
Giáo sư Brett và nhóm của ông phát hiện ra rằng khi CLCA1 được giải phóng từ tế bào người, nó gây ra sự giải phóng các ion clorua khi kênh phát hiện sự hiện diện của các ion canxi.
Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy rằng sự chuyển động của các ion clorua được kích hoạt bởi CLCA1 trông rất giống với các ion đi-xit đi qua một kênh được gọi là TMEM16A, vì vậy họ quyết định điều tra xem các tương tác này có tương tác hay không.
Khám phá ra rằng các protein kích hoạt các kênh ion là một ‘phát hiện duy nhất’
TMEM16A – được phát hiện chỉ 7 năm trước ở động vật có vú – được tìm thấy trong sự phong phú trong các tế bào lót đường hô hấp. Có bằng chứng cho thấy quá nhiều TMEM16A – giống như quá nhiều CLCA1 – có liên quan đến quá trình sản xuất chất nhờn trong các bệnh về đường hô hấp như hen suyễn và COPD.
Với các đồng nghiệp của mình, Giáo sư Brett đã chỉ ra rằng CLCA1 kích thích TMEM16A và sự gia tăng biểu hiện của CLCA1 làm tăng số lượng các kênh TMEM16A có trong các tế bào lân cận. Anh ấy giải thích:
“Chúng tôi không nghĩ rằng CLCA1 thực sự mở kênh. Trên thực tế, kênh có thể hoạt động mà không có CLCA1.Chúng tôi nghĩ rằng nó chỉ đơn giản là giữ kênh trên bề mặt của các tế bào trong một khoảng thời gian dài hơn”.
Ông cho biết lý do có nhiều hiện tại hơn là do có nhiều kênh mở hơn – nhiều lỗ hơn cho các hành động đi qua và thêm:
“Đây là một phát hiện duy nhất. Chúng tôi không biết bất kỳ ví dụ nào khác về loại tương tác này giữa protein và kênh.”
Các phát hiện có ý nghĩa rộng hơn. Nếu các thành viên khác trong gia đình, các protein này cũng tương tác với nhau, thì điều này có thể làm sáng tỏ một loạt các rối loạn bao gồm bệnh ung thư và tim mạch.
Ví dụ, các kênh TMEM16 và các protein CLCA có liên quan đến một số loại ung thư nhất định, bao gồm cả các vú phát tán đến phổi. Họ cũng đã được liên quan đến các bệnh tim mạch, chẳng hạn như rối loạn nhịp tim không đều và suy tim.
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục nghiên cứu sự tương tác giữa protein và kênh, và sự gia tăng sự giảm biểu hiện của chúng có thể ảnh hưởng đến dòng ion và tác động đến các bệnh đường hô hấp.
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Viện Y tế Quốc gia (NIH), Hiệp hội Phổi Hoa Kỳ, Trung tâm Điều tra các Bệnh về Màng khó chịu và Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ.
Trong khi đó, gần đây đã tìm hiểu về một nghiên cứu mới được công bố, những người tham gia theo dõi một chế độ ăn uống lành mạnh là một phần ba ít có khả năng phát triển hơn so với những người không có. Các nhà nghiên cứu đã xác định một chế độ ăn uống lành mạnh là một loại rau cải, ngũ cốc nguyên hạt, chất béo không bão hòa đa, các loại hạt và axit béo omega-3, và ít thịt đỏ và thịt chế biến, ngũ cốc tinh chế và đường có đường.
