Er sukker nøglen til behandling af lungeproblemer?
Ny forskning udført i musemodeller antyder, at tilgængeligheden af glukose (et simpelt sukker) i lungemiljøet kan påvirke immunresponset. Undersøgelsens forfattere mener, at vi muligvis kan bruge disse oplysninger til at udvikle bedre terapier til luftvejssygdomme.
Millioner af mennesker i USA og over hele verden lever med kroniske åndedrætsbetingelser.
For eksempel har ifølge Office of Disease Prevention and Health Promotion 25 millioner mennesker i USA astma, en kronisk åndedrætsbesvær karakteriseret ved åndenød.
Med så mange individer, der skal håndtere deres respiratoriske helbred omhyggeligt, er forskere konstant på udkig efter opdagelser, der kan medføre nye, bedre terapier.
Nu har en undersøgelse udført på mus - ledet af forskere fra University of Manchester i Det Forenede Kongerige - fundet en spændende sammenhæng mellem tilstedeværelsen af glukose i lungemiljøet og opførelsen af makrofager, som er specialiserede immunceller, der kan drive betændelse. .
Undersøgelsens resultater - som findes i tidsskriftet Naturimmunologi - antyder, at blokering af sukkerreceptorer i lungen på den ene side kan hjælpe med at reducere betændelse under kroniske åndedrætsbetingelser, og at det på den anden side kan øge glukoseniveauerne i lungemiljøet lette immunresponsen hos mennesker med visse luftvejsinfektioner.
Denne forskning modtog midler fra adskillige tilhængere, herunder forskningsorganer, nonprofitorganisationer og farmaceutiske virksomheder: Wellcome Trust i London, Storbritanniens Medical Research Council og Biotechnology and Biological Sciences Research Council, National Institutes of Health (NIH) i USA, Astma UK og AstraZeneca.
"Åndedrætssygdomme forårsager frygtelig lidelse i både den udviklende og udviklede verden," bemærker undersøgelsens hovedforsker, professor Andrew MacDonald, ph.d. fra University of Manchester.
"Tanken om, at ændring af glukoseniveauer i lungerne en dag kan være en kritisk faktor i [behandlingen] af disse tilstande er enormt spændende," fortsætter han.
Et spændende fund
Arbejdet med musemodeller fokuserede forskerne på den rolle, som en særlig type immunceller - makrofagerne - spiller i luftvejsproblemer, og hvad der kan påvirke deres respons.
Makrofager er hvide blodlegemer, og deres vigtigste rolle er at identificere og ødelægge potentielt skadelige eksterne kroppe, såsom bakterier, samt cellulær detritus, der kan blive skadelig, hvis den overakkumuleres.
I den nuværende undersøgelse fandt forskerne en interessant sammenhæng mellem aktiviteten af makrofager i lungerne og tilstedeværelsen af glukose, som er et vigtigt cellulært næringsstof.
Prof. MacDonald og holdet behandlede musene med interleukin-4, et protein, der sender signaler til immunceller, som normalt aktiverer deres respons.
Meget til deres overraskelse fandt forskerne, at de makrofager, der ikke var i stand til at optage glukose, ikke reagerede på interleukin-4, som de havde forventet.
"Under betændelse af den type, der ses ved astma og parasitisk orminfektion, ser det ud til, at glukose og [brugen] af glukose styrer makrofagaktivering i lungerne," bemærker prof. MacDonald.
”Betændelse er altid en delikat afbalanceringshandling,” fortalte forskeren Medicinske nyheder i dag. ”For meget kan skade os, for lidt efterlader os åbne for infektioner, men cellernes evne til at optage eller bruge glukose er et andet område, der kan udnyttes til at finjustere den balance,” forklarede han.
Spørgsmålet om 'makrofager hos mus og mænd'
Imidlertid har holdet kun endnu observeret sammenhængen mellem glukoseoptagelse i makrofager og inflammatoriske reaktioner hos gnavere. I fremtiden erkender forskerne, at de bliver nødt til at bekræfte, om det samme er tilfældet hos mennesker.
”Da dette er en grundlæggende undersøgelse hos mus, er kliniske anvendelser virkelig langt væk fra nu og ville kræve meget mere forskning ved hjælp af humane celler,” fortalte prof. MacDonald os.
Han advarede også om, at forskere stadig har en ganske begrænset forståelse af, hvordan makrofager fungerer i menneskelige lunger, og at dette er et hul, som forskere bliver nødt til at tackle i fremtiden.
"En begrænsning, vi har i øjeblikket, er den grundlæggende forståelse af kompleksiteten og mangfoldigheden af menneskelige luftvejsmakrofager, og hvordan dette sammenlignes med det, vi kender hos mus," sagde prof. MacDonald.
”Makrofager hos mus og mænd er meget ens celletyper, men der kan selvfølgelig være vigtige forskelle i den måde, de optager eller bruger glukose på, og dette vil være virkelig vigtigt at undersøge og forstå så meget som muligt, inden man forsøger at udvikle menneskelige terapier fra denne opdagelse. ”
Prof. Andrew MacDonald, Ph.D.
Ifølge forskerne antyder de nuværende fund stadig, at der kan være en måde at påvirke glukoseniveauerne i lungerne for at manipulere makrofagaktivitet som en del af behandlinger for forskellige lungeproblemer.
Kunne sukkerinhalationsterapi fungere?
"Vores data," fortalte professor MacDonald MNT, "Antyder, at fremtidig udvikling af terapier målrettet glukose kan være en måde at regulere betændelse i luftvejene."
For eksempel forklarede han os: "I tilstande, hvor betændelse kan være skadelig, såsom astma, kan blokering af immuncellernes evne til at optage glukose bruges til at forsøge at reducere skadelig betændelse."
”På den anden side,” fortsatte han med at sige, “under tilstande, hvor der er behov for øget immuncellereaktivering, fx for at dræbe et infektiøst middel, såsom de bakterier, der forårsager tuberkulose, kan administration af glukose bruges til at øge gavnlig betændelse i kort tid. ”
Forskerne hævder, at kortvarig inhalationsterapi i fremtiden kan blive en nyttig tilgang til behandling af åndedrætsproblemer. Men først skal vi forstå nøjagtigt, hvordan vi anvender denne nye viden.
