囊性纖維化是一種罕見的遺傳病，可引起非常嚴重的癥狀。特別是，患者患有可導致呼吸衰竭的慢性細菌感染。它是由 CFTR 基因突變引起的，該基因調節(jié)水在細胞膜上的運動。因此，當粘液質量發(fā)生變化時，它不再能夠捕獲不良細菌并將其排出。日內瓦大學 (UNIGE) 的團隊使用復制呼吸道上皮細胞(一種由單層細胞組成的保護性組織)的模型發(fā)現(xiàn)，簡單的液體膜足以恢復氣道的密封并降低細菌感染的風險.這些結果發(fā)表在《細胞》雜志的特刊上，為基于粘液水合作用的新療法開辟道路。一種有希望的替代目前通常不夠廣泛有效的療法。
盡管最近的治療取得了進展，但囊性纖維化患者(歐洲每 2,500 名新生兒中就有一名)的預期壽命不超過 46 歲，并且生活質量發(fā)生了改變。該疾病是由 CFTR 基因中的一個或多個突變引起的，這會影響基本保護屏障的正常功能。排列在氣道上的上皮細胞通常被密封在一起，從而保護氣道免受細菌定植。它們還襯有液體，一種光滑的粘液，可以捕獲不需要的細菌并將它們帶走。當 CFTR 蛋白發(fā)生改變時，細胞之間的連接松動，脫水粘液趨于停滯，這兩者都會促進呼吸道感染的發(fā)展。
“雖然已經(jīng)知道粘液水合作用和足夠緊密的連接保持了氣道的完整性，但所涉及的機制以及這兩種機制之間的聯(lián)系仍然是神秘的，這阻礙了新療法的發(fā)展，”Marc Chanson 解釋說，領導這項研究的 UNIGE 醫(yī)學院細胞生理學和代謝系和日內瓦炎癥研究中心教授。
補水恢復緊致
科學家們首先開發(fā)了一種使用人肺細胞的體外模型。該模型因減少動物實驗而獲得 2021 年 UNIGE 3R 獎，以既準確又接近臨床現(xiàn)實的方式再現(xiàn)健康和囊性纖維化患者的氣道上皮細胞。Marc Chanson 和他的團隊與 UNIGE 醫(yī)學院醫(yī)學系和微生物學和分子醫(yī)學系的 Christian van Delden 和 Thilo Köhler 團隊合作，比較了對 CFTR 無效的上皮細胞對細菌感染的反應，其中已添加水合、健康的粘液或生理鹽水溶液。
“我們在這兩種情況下都觀察到了類似的反應：液體的存在，無論其成分如何，都可以恢復氣道并保護它們免受感染，”Marc Chanson 實驗室的博士后研究員、該研究的第一作者 Juliette Simonin 解釋說。“表面水合足以收緊細胞之間的連接并保護上皮完整性免受細菌定植，即使在 CFTR 不起作用時也是如此。”
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