Är socker nyckeln till behandling av lungproblem?
Ny forskning utförd i musmodeller tyder på att tillgängligheten av glukos (ett enkelt socker) i lungmiljön kan påverka immunsvaret. Studiens författare tror att vi kanske kan använda denna information för att utveckla bättre terapier för andningssjukdomar.
Miljontals människor i USA och över hela världen lever med kroniska andningsförhållanden.
Till exempel, enligt Office of Disease Prevention and Health Promotion, har 25 miljoner människor i USA astma, ett kroniskt andningssjukdom som kännetecknas av andfåddhet.
Eftersom så många individer måste hantera andningshälsan noga letar forskarna ständigt efter upptäckter som kan leda till nya, bättre terapier.
Nu har en studie på möss - ledd av forskare från University of Manchester i Storbritannien - funnit en spännande koppling mellan förekomsten av glukos i lungmiljön och beteendet hos makrofager, som är specialiserade immunceller som kan driva inflammation .
Studiens resultat - som finns i tidningen Naturimmunologi - föreslår att å ena sidan blockering av sockerreceptorer i lungan kan bidra till att minska inflammation vid kroniska andningsförhållanden och att å andra sidan öka glukosnivåerna i lungmiljön kan underlätta immunsvaret hos personer med vissa luftvägsinfektioner.
Denna forskning fick medel från många anhängare, inklusive forskningsorgan, ideella organisationer och läkemedelsföretag: Wellcome Trust i London, Storbritanniens Medical Research Council och Biotechnology and Biological Sciences Research Council, National Institutes of Health (NIH) i USA, Astma Storbritannien och AstraZeneca.
"Andningssjukdomar orsakar fruktansvärt lidande i både utvecklingsländerna och utvecklade världen", konstaterar studiens ledande forskare, professor Andrew MacDonald, Ph.D., från University of Manchester.
"Tanken att att ändra glukosnivåerna i lungorna en dag kan vara en kritisk faktor vid behandlingen av dessa tillstånd är oerhört spännande", fortsätter han.
Ett spännande fynd
Genom att arbeta med musmodeller fokuserade forskarna på den roll som en speciell typ av immunceller - makrofagerna - spelar i andningsbesvär och vad som kan påverka deras svar.
Makrofager är vita blodkroppar, och deras huvudsakliga roll är att identifiera och förstöra potentiellt skadliga yttre kroppar, såsom bakterier, såväl som cellulär detritus som kan bli skadlig om den överackumuleras.
I den aktuella studien fann forskarna ett intressant samband mellan makrofagernas aktivitet i lungorna och förekomsten av glukos, som är ett viktigt cellulärt näringsämne.
Prof. MacDonald och teamet behandlade mössen med interleukin-4, ett protein som skickar signaler till immunceller, vilket vanligtvis aktiverar deras svar.
Till sin stora förvåning fann forskarna att makrofagerna som inte kunde ta upp glukos inte svarade på interleukin-4 som de hade förväntat sig.
"Under inflammation av den typ som ses vid astma och parasitisk maskinfektion verkar det som om glukos och [användningen av glukos styr makrofagaktivering i lungorna", konstaterar professor MacDonald.
”Inflammation är alltid en känslig balanshandling”, sa forskaren Medicinska nyheter idag. "För mycket kan skada oss, för lite lämnar oss öppna för infektioner, men cellernas förmåga att ta upp eller använda glukos är ett annat område som kan utnyttjas för att finjustera den balansen," förklarade han.
Frågan om ”makrofager hos möss och män”
Teamet har emellertid bara hittills observerat sambandet mellan glukosupptag i makrofager och inflammatoriska reaktioner hos gnagare. I framtiden, erkänner forskarna, måste de bekräfta om detsamma är sant hos människor.
"Eftersom detta är en grundläggande studie på möss är kliniska tillämpningar verkligen långt ifrån nu och skulle kräva mycket mer forskning med mänskliga celler", berättade professor MacDonald.
Han varnade också för att forskare fortfarande har en ganska begränsad förståelse för hur makrofager fungerar i mänskliga lungor och att detta är ett gap som forskare kommer att behöva ta itu med i framtiden.
"En begränsning vi har för tillfället är i grundläggande förståelse för komplexiteten och mångfalden hos mänskliga luftvägsmakrofager och hur detta jämförs med vad vi vet hos möss", säger professor MacDonald.
”Makrofager hos möss och män är mycket lika celltyper, men det kan naturligtvis finnas viktiga skillnader i hur de tar upp eller använder glukos, och detta kommer att vara väldigt viktigt att undersöka och förstå så mycket som möjligt innan man försöker utveckla mänskliga terapier från denna upptäckt. ”
Professor Andrew MacDonald, Ph.D.
Enligt utredarna tyder fortfarande de aktuella resultaten på att det kan finnas ett sätt att påverka glukosnivåerna i lungorna för att manipulera makrofagaktivitet som en del av behandlingar för olika lungproblem.
Kan sockerinhalationsterapi fungera?
"Våra uppgifter", berättade professor MacDonald MNT, "Föreslår att framtida utveckling av terapier inriktade på glukos kan vara ett sätt att reglera inflammation i luftvägarna."
Till exempel förklarade han för oss: "I tillstånd där inflammation kan vara skadlig, såsom astma, kan blockering av immuncellernas förmåga att ta upp glukos användas för att försöka minska skadlig inflammation."
"Å andra sidan", fortsatte han med att säga, "under förhållanden där det finns ett behov av ökad aktivering av immunceller, t.ex. för att döda ett infektiöst medel, såsom bakterier som orsakar tuberkulos, kan administrering av glukos användas för att öka fördelaktig inflammation under en kort tid. ”
Forskarna hävdar att kortvarig inhalationsterapi i framtiden kan bli ett användbart tillvägagångssätt vid behandling av andningsbesvär. Men först måste vi förstå exakt hur man tillämpar denna nya kunskap.
