Въпреки изобилието от налични лечения за контролиране на симптомите на хронична астма, белодробното заболяване няма лечение. Откриването на неочаквана причина за астма може да промени това.

Проблемът в механичния процес , който задвижва нормалния обмен на епителните клетки, покриващи белите дробове, може да бъде виновен, съобщават изследователи в Science от 5 април. По-доброто разбиране на тази физическа сила, която е в основата на хроничните астматични пристъпи, може да доведе до нови начини за борба с болестта.

Механичният процес, който задвижва оборота на епителните белодробни клетки, се нарича клетъчна екструзия.

Случва се нещо подобно: Епителните клетки в белодробната обвивка се репликират и докато нови клетки населяват тъканта, нещата се претъпкват и налягането между клетките се увеличава. Клетките усещат това струпване и инициират процес, който изхвърля по-слабите клетки от слоя, принуждавайки ги да умрат. Процесът поддържа здрава епителна обвивка на дихателните пътища.

Има намеци, че този процес може да бъде замесен в астма. Но изследователите, изучаващи болестта, която засяга 300 милиона души по света и допринася за смъртта на 1000 души на ден, са се съсредоточили върху други отключващи фактори. В началото на 1900 г. откритието, че епинефринът може да промени задуха, кара учените да вярват, че болестта се дължи на свиване на гладката мускулатура около белите дробове. Десетилетия по-късно учените преразгледаха своето разбиране, за да включат проблем с постоянно възпаление в дихателните пътища.

След като разгледа под микроскоп изображения на бели дробове, чиито обвивки бяха надупчени с увреждания от хронична астма, клетъчният биолог Джоди Розенблат има прозрение. През 2015 г. тя публикува изследване, показващо, че натискът от пренаселеността в епитела може да предизвика клетъчна смърт и екструзия. Тя се чудеше дали натискът от един астматичен пристъп може да постави началото на порочен кръг от клетъчна смърт, увреждане на белите дробове и бъдещи астматични пристъпи?

За да тестват хипотезата, тя и колегите й първо използваха метахолин, лекарство, което стеснява бронхиолите, най-малките дихателни пътища, пронизващи белите дробове, за да симулират астматични пристъпи в белодробни клетки на живи мишки, подготвени да бъдат свръхчувствителни. Петнадесет минути свиване на дихателните пътища причини силно струпване на епителни клетки и доведе до изхвърляне на излишък от клетки, със силна корелация между степента на свиване, причинено от струпването и отлепването на клетките.

За да видят дали подобни ефекти се наблюдават при хора, Розенблат и колегите му взеха проби от дихателните пътища от хора с умерена до тежка астма, които бяха подложени на операция за рак на белия дроб. Пробите на пациентите показват тежка екструзия, натрупване на слуз и имунни клетки и увреждане на дихателните пътища, установи екипът.

„Имаше твърде много екструзия и целият епител просто се разпадна“, казва Розенблат от Кралския колеж в Лондон. „Самото увреждане може да започне да дава обратна връзка, защото нямате достатъчно епител, покриващ дихателните ви пътища [така че] белите ви дробове остават свити през цялото време, опитвайки се да намалят [тяхната] повърхностна площ.“ Белите дробове ще се свият, за да поддържат бариера и да не допускат алергени и дразнители.

Тези изображения показват как астматичният пристъп може да засегне дихателните пътища. В лявото изображение епителна тъкан на мишка (зеленикаво-жълта), покриваща белия дроб, е напълно отворена, но колабира (вдясно), след като бъде лекувана с лекарство, за което е известно, че стеснява дихателните пътища. Свиването може да доведе до изхвърляне на епителните клетки на тъканта, показват нови изследвания.

............

Третирането на тъканта на мишката с албутерол, лекарство, което отпуска дихателните пътища, наистина облекчи стеснението, но не направи нищо, за да обърне увреждането. Тъй като срезовете на белите дробове на мишката се отпуснаха и дихателните пътища се отвориха, имаше повече празнини в епителната облицовка, осигурявайки отвори за навлизане на алергени и дразнители. Това може да обясни защо хората с астма отбелязват, че докато албутеролът помага при дишането, усещането е като астма може да се влоши с времето, казва Розенблат.

Изследването е „прекрасен пример за това как механиката на тъканта допринася за болестта“, казва Лиза Манинг, физик от университета в Сиракюз в Ню Йорк, която не е участвала в статията. Тя смята, че физическите сили играят централна роля в човешкото здраве и болести, въпреки че в момента те са недооценени.

В друга поредица от експерименти екипът на Розенблат тества дали блокирането на клетъчните рецептори, които усещат механична сила в миши клетки, може да предотврати или обърне част от щетите от прекомерното екструдиране на клетките ( SN: 10/4/21 ). Екипът се насочи към piezo1, протеин, който усеща механичния натиск на струпването на епителните клетки, първата стъпка в клетъчната екструзия. След прилагане на лекарства, които инхибират рецептора, изследователите наблюдават значително намаляване на изхвърлените клетки, възпалението и производството на слуз, което предполага начин за предотвратяване на увреждането.

Тези открития трябва да продължат да бъдат тествани при мишки и хора, за да се види дали може да има клинични приложения.