Astım, KOAH ve son zamanlarda COVID-19 gibi iltihaplı akciğer hastalıklarının tedavi edilmesinin zor olduğu kanıtlanmıştır. Mevcut tedaviler semptomları azaltır ve bu tür hastalıkların akciğerlere zarar vermesini durdurmak için çok az şey yapar. Kronik enflamatuar hastalıkların tedavisine yönelik birçok araştırma, sitokin adı verilen ve hasar veren inflamasyonu besleyen moleküler olayları tetikleyen kimyasalları bloke etmeye odaklanmıştır.

Şimdi, St. Louis'deki Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki bilim adamları, bu tür sitokinlerin iltihaplanmayı daha önce anlaşılandan daha fazla şekilde tetikleyebileceğini keşfettiler, belki de kronik iltihaplı durumlar için potansiyel tedavilere yeni yollar ortaya çıkarıyor.

Yeni bir çalışma, doğrudan dokulara yağmaya ve zararlı olayları tetiklemeye ek olarak, sitokinlerin eksozom adı verilen küçük bölmelerde paketlenebileceğini ve bu da paketlenmiş sitokinlerin tespit edilmesini son derece zor ve özel aletler olmadan çalışılmasının neredeyse imkansız hale gelebileceğini gösteriyor. Bu eksozomları inceleyememek, bilim insanlarının iltihaplı hastalığı tedavi etmek veya önlemek için önemli stratejileri kaçırabileceği anlamına gelir.

Çalışma, içinde JCI Insight, ayrıca, bu enflamatuar sitokinlerin nasıl paketlendiğini anlamanın, onları bloke etmenin yeni yollarını ortaya çıkarabileceğini ve en azından farelerde akciğer hastalığının gelişmesini önleyebileceğini gösteriyor.

Doktora kıdemli yazar Jennifer Alexander--Brett şunları söyledi: "Hastalardaki enflamatuar hastalığı anlamaya ve daha iyi tedavi etmeye çalışırken, bilim insanları, enflamatuar süreçleri başlatmada ve yanmalarını sürdürmede anahtar oyuncular olduğunu bildiğimiz sitokinleri bloke etmeye yoğun bir şekilde odaklandılar" dedi. Göğüs Hastalıkları ve Yoğun Bakım Tıbbı Bölümü'nde yardımcı doçent. “Belirli bir sitokin ailesinin, iltihabı tetiklemek için hücrelerden nasıl çıktığı, uzun zamandır bu alanı engelleyen bir muamma olmuştur. Aynı zamanda insanlar, ekzozom adı verilen bu yapıların ne yaptığının belirsiz olmasına rağmen bir şeyler yaptığını anlamaya başladı. Küçüktürler, izole edilmesi zordur ve kolayca gözden kaçarlar. Ancak yeni teknolojiyle, önemli sitokinlerin, anti-enflamatuar tedaviler geliştirmek için onları hedefleme şeklimizi tamamen değiştirecek şekilde eksozomlarda paketlenebileceğini anlamaya başlıyoruz.

Alexander-Brett, Michael J.Holtzman, MD, Selma ve Herman Seldin Tıp Profesörü ve Washington Üniversitesi'ndeki diğer araştırmacıların önceki çalışmalarına dayanarak, IL-33 adlı spesifik bir sitokinin, KOAH ve astım gibi kronik akciğer hastalıklarının gelişimi. Gerçekte, bu sitokin ayrıca artrit, iltihaplı bağırsak hastalığı, hepatit, kalp yetmezliği, merkezi sinir sistemi iltihabı ve kanserde rol oynar. Ancak iltihabı nasıl tetiklediği bilinmiyordu. Yeni araştırma, IL-33'ün bir ekzozomla paketlenmiş hava yoluna salındığını gösteriyor. Konuları daha da karmaşık hale getiren IL-33, ekzozomun içinde hareket etmez; dışarıdan bindiriyor.

Ambalajın yeni bir anlayışıyla araştırmacılar, IL-33'ün enflamatuar sinyalini engellemek için farklı bir yöntem denediler. Bir tür mantarın solunması nedeniyle akciğer hastalığı geliştiren fareler üzerinde çalıştılar; hastalık, örneğin solunan bir alerjene bağlı astım gelişimini taklit eder. Araştırmacılar, doğrudan IL-33 yerine ekzozom sekresyonunu bloke eden bir bileşikle tedavi ederek mantara maruz kalan farelerde hava yolu hastalığının gelişmesini engelleyebileceklerini gösterdiler.

Alexander-Brett, "Bu çalışma, sitokin bir ekzozoma bağlandığında sitokin sinyallemesinin nasıl farklı olabileceği hakkında birçok yeni soru ortaya çıkarıyor" dedi. Olası eksozom paketlemesi, klasik şekilde salgılanmayan sitokinlerin önemli bir özelliğidir. Sitokin sinyallemesinin bu yeni anlayışı, onu KOAH gibi hastalıkları tedavi etmek için hedeflemenin tamamen farklı yollarına yol açabilir. Şu anda, KOAH'ı tersine çeviren hatta yavaşlatan tedavimiz yok. Yalnızca semptomları tedavi edebiliriz. "

Alexander-Brett, yakın zamana kadar bu tür bir ekzozom aktivitesini tespit etmenin son derece zor olacağını söyledi. Laboratuvarında, ekibinin çok az miktarda biyolojik örnek kullanarak ekzozomları incelemesine olanak tanıyan, tek parçacıklı interferometrik yansıma görüntüleme sistemi (SP-IRIS) adı verilen nispeten yeni bir cihaz var.

Alexander-Brett, astım ve KOAH için laboratuvarının belirli eksozomları bloke etmenin daha kesin yollarını aradığını söyledi, çünkü bu fare çalışmasında olduğu gibi, hepsini tahtada engelleyen bir strateji, bazı yararlı süreçleri de muhtemelen durduracaktır.

Alexander-Brett, "IL-33'ün eksozoma dahil edilmesini bile engelleyebilecek ve kronik akciğer hastalığının ilk tetikleyicisini teorik olarak durduracak bir inhibitör bulmak için daha fazla araştırmaya ihtiyacımız var" dedi. "İdeal olarak, solunan bir ilaç olarak verebileceğimiz ve gerekli olduğu yerde hava yoluna yönelik etkileri hedefleyecek bir şey bulmak istiyoruz."

###

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü (NHLBI) tarafından desteklenmiştir, hibe numaraları K08 HL121168, R01 HL152245 ve T32 HL007317; Amerikan Toraks Derneği'nden Erken Kariyer Araştırmacısı Ödülü; Burroughs Wellcome Fund'dan tıp bilimcileri için bir kariyer ödülü; ve Doris Duke Vakfı'ndan klinik bilim adamlarını tutmaya yönelik fon. Washington Üniversitesi Sindirim Hastalıkları Araştırma Merkezi, NIDDK P30 DK052574 hibe numarası tarafından ek destek ve hizmetler sağlanmıştır; Siteman Merkezi Akış Sitometrisi Çekirdeği; Washington Üniversitesi Hücresel Görüntüleme Merkezi, burs numarası ORIP OD021629; Washington Üniversitesi Genom Mühendisliği ve iPSC Merkezi; ve Pulmoner Morfoloji Çekirdeği.

Katz-Kiriakos E, vd. Epitelyal IL-33, kronik hava yolu hastalığında salgı için ekzozom ticaretini tahsis eder. JCI Insight. 22 Şubat 2021.

Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi'nin 1,500 fakülte doktoru aynı zamanda Barnes-Jewish ve St. Louis Çocuk hastanelerinin sağlık personeli. Tıp Fakültesi, US News & World Report'a göre ülkedeki en iyi 10 tıp fakültesi arasında yer alan tıbbi araştırma, öğretim ve hasta bakımı alanlarında liderdir. Barnes-Jewish ve St. Louis Çocuk hastaneleriyle olan bağlantıları aracılığıyla Tıp Fakültesi, BJC HealthCare ile bağlantılıdır.