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Une étude révèle de nouveaux indices sur la surproduction de mucus dans l’asthme et la MPOC

En résolvant un mystère de 20 ans sur le rôle d’une protéine associée à la production de mucus, les chercheurs fournissent de nouvelles perspectives qui peuvent conduire à de nouveaux traitements pour l’asthme, la maladie pulmonaire obstructive chronique, la fibrose kystique et d’autres maladies.

Protéine CLCA1 et canal ionique TMEM16A

Les chercheurs de l’école de médecine de l’Université de Washington à St. Louis (WUSTL), MO, rapportent leurs conclusions dans la revue.

Thomas J. Brett, auteur principal de l’étude et professeur adjoint de médecine à WUSTL, dit:

« La nouvelle étude jette les bases pour le développement de traitements pour des maladies telles que l’asthme, la MPOC, la fibrose kystique et même certains cancers. »

Dans les maladies telles que l’asthme et la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), le corps produit trop de mucus, ce qui rend la respiration difficile.

Dans la fibrose kystique, le mucus produit est trop épais et obstrue les poumons et le tube digestif.

La signification de la nouvelle étude réside dans les révélations sur les canaux ioniques – des protéines spéciales qui font des pores dans la membrane cellulaire et aident à réguler le flux de particules chargées dans et hors de la cellule.

Les canaux ioniques permettent aux cellules d’envoyer et de recevoir des signaux électriques et jouent des rôles essentiels à la santé, tels que sécréter des substances comme le mucus, contrôler le rythme cardiaque et soutenir la fonction cérébrale.

Par exemple, le flux d’ions chlorures dans et hors des cellules aide à contrôler la production de mucus – doublure aprotectrice dans notre trachée et d’autres voies respiratoires. Mucus – qui est fait de glycoprotéines et d’eau – pièges la pollution et les particules étrangères avant qu’elles puissent faire du mal aux poumons.

Cependant, avec des maladies comme la fibrose kystique et l’asthme, trop de mucus trop épais est produit, ce qui rend la respiration difficile et augmente le risque d’infection.

Une étude examine les canaux ioniques et leur rôle dans la surproduction de mucus

Il y a une vingtaine d’années, les scientifiques ont identifié une protéine appelée CLCA1, qui, lorsqu’elle est retrouvée à des niveaux élevés, est liée à la surproduction de mucus. Pendant longtemps, on a pensé que CLCA1 était un canal d’ions chlorure parce que les membres de la famille des protéines CLCA semblaient déplacer des ions chlorure dans et hors des cellules.

Finalement, comme plus d’indices ont été trouvés, les scientifiques ont décidé que les protéines CLCA n’étaient pas des canaux mais des déclencheurs; ils ont activé les canaux pour permettre aux ions chlorure de traverser les membranes cellulaires. Cependant, il n’était pas clair sur quels canaux les protéines CLCA se sont déclenchées et comment. Prof. Brett note:

«Lorsque les cellules expriment CLCA1, elles produisent des courants de chlorure, mais à mesure que nous comprenons mieux les structures multidimensionnelles des protéines, les chercheurs dans le domaine commencent à réaliser que les protéines CLCA ne peuvent pas être des canaux. les courants s’ils ne sont pas des canaux? « 

Le professeur Brett et son équipe ont découvert que lorsque CLCA1 est libérée par des cellules humaines, elle provoque la libération d’ions chlorure lorsque le canal détecte la présence d’ions calcium.

L’équipe a également remarqué que le mouvement des ions chlorure déclenché par CLCA1 ressemble beaucoup à celui des ions chlorure de la voie traversant un canal connu sous le nom de TMEM16A, ils ont donc décidé d’étudier si ces deux protéines interagissent.

La découverte que les protéines déclenchent les canaux ioniques est une «découverte unique»

TMEM16A – qui a été découvert il y a seulement 7 ans chez les mammifères – se trouve en abondance dans les cellules qui bordent les voies respiratoires. Il y a des preuves que trop TMEM16A – comme trop de CLCA1 – est associé à la production de mucus dans les maladies respiratoires comme l’asthme et la BPCO.

Avec ses collègues, le professeur Brett a montré que CLCA1 déclenche TMEM16A et que l’expression accrue de CLCA1 augmente le nombre de canaux TMEM16A présents dans les cellules voisines. Il explique:

« Nous ne pensons pas que CLCA1 ouvre réellement le canal, en fait, le canal peut fonctionner sans CLCA1.Nous pensons qu’il garde simplement le canal à la surface des cellules pour une plus longue période de temps. »

Il dit que la raison pour laquelle il y a plus de courant est parce qu’il y a plus de canaux ouverts – plus de trous pour que les théions passent, et ajoute:

« C’est une découverte unique, nous ne connaissons pas d’autres exemples de ce type d’interaction entre une protéine et un canal. »

Les résultats ont des implications plus larges. Si d’autres membres de la famille appartiennent à ces protéines, elles pourraient faire la lumière sur un large éventail de troubles, y compris le cancer et les maladies cardio-vasculaires.

Par exemple, les canaux TMEM16 et les protéines CLCA sont liés à certains types de cancer, y compris les tumeurs du sein qui se propagent aux poumons. Ils ont également été impliqués dans des maladies cardiovasculaires, telles que les troubles du rythme cardiaque irrégulier et l’insuffisance cardiaque.

L’équipe continue d’étudier l’interaction entre la protéine et le canal, et comment l’augmentation ou la diminution de leur expression peut affecter les flux d’ions et affecter les maladies des voies respiratoires.

L’étude a été financée par les National Institutes of Health (NIH), l’American Lung Association, le Centre d’investigation des maladies de l’excitabilité membranaire et l’American Heart Association.

Pendant ce temps, récemment appris sur une nouvelle étude publiée dans laquelle les participants trouvés qui suivaient un régime alimentaire sain étaient un tiers moins susceptibles de développer la DCOP, par rapport à ceux qui ne suivaient pas un régime alimentaire sain. Les chercheurs ont défini une alimentation saine comme riche en légumes, en grains entiers, en gras polyinsaturés, en noix et en acides gras oméga-3, et faible en viandes rouges et transformées, en grains raffinés et en boissons sucrées.

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