Er sukker nøkkelen til behandling av lungeproblemer?
Ny forskning utført i musemodeller antyder at tilgjengeligheten av glukose (et enkelt sukker) i lungemiljøet kan påvirke immunresponsen. Studiens forfattere mener at vi kan være i stand til å bruke denne informasjonen til å utvikle bedre terapier for luftveissykdommer.
Millioner av mennesker i USA og over hele verden lever med kroniske luftveisforhold.
For eksempel, ifølge Office of Disease Prevention and Health Promotion, har 25 millioner mennesker i USA astma, en kronisk respiratorisk tilstand preget av kortpustethet.
Med så mange individer som må håndtere respiratorisk helse, er forskere hele tiden på utkikk etter funn som kan gi nye, bedre terapier.
Nå har en studie utført på mus - ledet av forskere fra University of Manchester i Storbritannia - funnet en spennende sammenheng mellom tilstedeværelsen av glukose i lungemiljøet og oppførselen til makrofager, som er spesialiserte immunceller som kan drive betennelse. .
Studiens funn - som finnes i tidsskriftet Naturimmunologi - antyder at på den ene siden blokkering av sukkerreseptorer i lungen kan bidra til å redusere betennelse under kroniske luftveisforhold, og at på den annen side kan boosting av glukosenivåer i lungemiljøet lette immunresponsen hos personer med visse luftveisinfeksjoner.
Denne forskningen mottok midler fra mange støttespillere, inkludert forskningsorganer, ideelle organisasjoner og farmasøytiske selskaper: Wellcome Trust i London, Storbritannias Medical Research Council og Biotechnology and Biological Sciences Research Council, National Institutes of Health (NIH) i USA, Astma UK og AstraZeneca.
"Åndedrettssykdommer forårsaker forferdelig lidelse i både den utviklende og utviklede verden," bemerker studiens ledende forsker, professor Andrew MacDonald, Ph.D., fra University of Manchester.
"Tanken om at endring av glukosenivåer i lungene en dag kan være en kritisk faktor i behandlingen av disse tilstandene er utrolig spennende," fortsetter han.
Et spennende funn
Arbeidet med musemodeller fokuserte forskerne på rollen som en spesiell type immunceller - makrofager - spiller i luftveisproblemer og hva som kan påvirke deres respons.
Makrofager er hvite blodlegemer, og deres hovedrolle er å identifisere og ødelegge potensielt skadelige eksterne kropper, for eksempel bakterier, så vel som cellulær detritus som kan bli skadelig hvis den overakkumuleres.
I den nåværende studien fant forskerne en interessant sammenheng mellom aktiviteten til makrofager i lungene og tilstedeværelsen av glukose, som er et sentralt cellulært næringsstoff.
Prof. MacDonald og teamet behandlet musene med interleukin-4, et protein som sender signaler til immunceller, som vanligvis aktiverer deres respons.
Til sin store overraskelse fant forskerne at makrofagene som ikke klarte å ta opp glukose, ikke svarte på interleukin-4 slik de hadde forventet.
"Under betennelse av den typen som ses ved astma og parasittorm i infeksjonen, ser det ut til at glukose og [bruken] av glukose styrer makrofagaktivering i lungene," bemerker prof. MacDonald.
"Betennelse er alltid en delikat balansegang," sa forskeren Medisinske nyheter i dag. "For mye kan skade oss, for lite etterlater oss åpne for infeksjoner, men cellers evne til å ta opp eller bruke glukose er et annet område som kan utnyttes for å finjustere balansen," forklarte han.
Spørsmålet om ‘makrofager hos mus og menn’
Imidlertid har teamet bare hittil observert sammenhengen mellom glukoseopptak i makrofager og inflammatoriske responser hos gnagere. I fremtiden, erkjenner forskerne, vil de måtte bekrefte om det samme er tilfelle hos mennesker.
"Ettersom dette er en grunnleggende studie på mus, er kliniske applikasjoner veldig langt fra nå og vil kreve mye mer forskning ved bruk av menneskelige celler," fortalte prof. MacDonald oss.
Han advarte også om at forskere fremdeles har en ganske begrenset forståelse av hvordan makrofager fungerer i menneskelige lunger, og at dette er et gap som forskere må ta tak i i fremtiden.
"En begrensning vi har for øyeblikket er i grunnleggende forståelse av kompleksiteten og mangfoldet av menneskelige luftveismakrofager, og hvordan dette sammenlignes med det vi vet hos mus," sa prof. MacDonald.
”Makrofager hos mus og menn er veldig like celletyper, men det kan selvfølgelig være viktige forskjeller i måten de tar opp eller bruker glukose på, og dette vil være veldig viktig å undersøke og forstå så mye som mulig før du prøver å utvikle menneskelige terapier fra denne oppdagelsen. ”
Prof. Andrew MacDonald, Ph.D.
I følge etterforskerne antyder nåværende funn at det kan være en måte å påvirke glukosenivået i lungene for å manipulere makrofagaktivitet som en del av behandlinger for forskjellige lungeproblemer.
Kan sukkerinnåndingsterapi fungere?
"Våre data," sa professor MacDonald MNT, "Antyder at fremtidig utvikling av terapier rettet mot glukose kan være en måte å regulere betennelse i luftveiene."
For eksempel forklarte han oss: "I tilstander der betennelse kan være skadelig, for eksempel astma, kan blokkering av immunceller til å ta opp glukose brukes til å prøve å redusere skadelig betennelse."
"På den annen side," fortsatte han med å si, "i forhold der det er behov for økt aktivering av immunceller, f.eks. For å drepe et smittsomt middel, slik som bakteriene som forårsaker tuberkulose, kan administrering av glukose brukes til å øke gunstig betennelse i kort tid. ”
Forskerne hevder at kortvarig inhalasjonsterapi i fremtiden kan bli en nyttig tilnærming i behandlingen av luftveisproblemer. Men først må vi forstå nøyaktig hvordan vi kan bruke denne nye kunnskapen.
