Paslaptingieji eozinofilai: kaip juos suvaldyti sergant astma
Astmos paplitimas pasaulyje įgauna epidemijos mastą. Pasaulinės sveikatos organizacijos duomenys rodo, jog šia nepagydoma liga serga apie 339 mln. žmonių, kasdien ji nusineša apie 1 tūkst. gyvybių.
Pusei sergančiųjų astma pasireiškia eozinofilinis kvėpavimo takų uždegimas. Eozinofilai – imuninės sistemos dalis. Pirminė šių ląstelių funkcija yra saugoti organizmą nuo daugialąsčių parazitų ir jų sukeliamų infekcijų – tačiau susirgus astma ar kai kuriomis kitomis uždegiminėmis ligomis, organizme daugėja kitomis funkcijomis pasižyminčių eozinofilų.
Šios ląstelės ima migruoti į kvėpavimo takus ir turi neigiamo poveikio ligos eigai, o kartais netgi gali lemti itin sunkias astmos formas.
Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) Pulmonologijos klinikos ir Pulmonologijos laboratorijos mokslininkų grupė sutelkė dėmesį į eozinofilus: pastebėta, kad susirgus astma šios ląstelės ima elgtis neįprastai ir netgi ima žaloti kvėpavimo takus ir plaučius. Šis tyrimas ypatingas ir dėl to, kad vertinamos ląstelės, išskirtos iš astma sergančių asmenų kraujo.
Kas verčia žmogaus imuninės sistemos daliai atstovaujančias ląsteles veikti žalingai ir kaip nuslopinti jų neigiamą poveikį?
„Suklaidintos“ ląstelės ir jų skirtingos funkcijos
Pasak LSMU MA Pulmonologijos klinikos Pulmonologijos laboratorijos vadovo prof. Kęstučio Malakausko, eozinofilai – ne tik uždegiminės ląstelės. Jie dalyvauja vykstant ypatingiems audinių ar organų būklės pokyčiams, ir kvėpavimo takai – ne išimtis.
Eozinofilai kvėpavimo takuose atlieka „gerąją“ funkciją, užtikrina sklandų kvėpavimo takų modeliavimosi (modeling) stadiją. Tačiau sergant astma, eozinofilai išbalansuoja tarpląstelinę pusiausvyrą plaučiuose, pradeda vystytis nepalankus procesas – kvėpavimo takų remodeliavimasis: padidėja bronchų lygiųjų raumenų masė, sustorėja kvėpavimo takų sienelė, progresuoja jungiamasis audinys ir pan.
Prieš aštuonerius metus pasaulyje pirmą kartą nustatyti eozinofilų potipiai – uždegiminiai ir rezidentiniai eozinofilai, kurių biologinės savybės skiriasi. Uždegiminiai eozinofilai aktyviai dalyvauja uždegimo procesuose, o rezidentiniai palaiko plaučių audinių būklės pusiausvyrą. Nors galėtume juos vadinti „geraisiais“ ir „blogaisiais“, svarbus ir kiekybinis veiksnys – per daug „gerųjų“ eozinofilų taip pat sutrikdo nusistovėjusią pusiausvyrą.
Šie atradimai atvėrė naują langą eozinofilų, kaip nevienalytės ląstelių populiacijos tyrimuose, tad mūsų mokslininkų grupė didžiausią dėmesį skyrė įvertinti eozinofilų potipių biologinių savybių tyrimams.
Kaip nuslopinti kenksmingą aktyvumą?
Viena svarbiausių pastarųjų metų sričių – eozinofilų potipių poveikis plaučių struktūrinėms ląstelėms – bronchų lygiųjų raumenų ląstelėms ir plaučių fibroblastams. Tyrimas buvo atliekamas kombinuotųjų kultūrų in vitro modelyje, vertinant eozinofilus, išskirtus iš skirtingais astmos fenotipais sergančių asmenų.
Pasak Pulmonologijos klinikos vadovo prof. Skaidriaus Miliausko, atrodytų, kad slopinant tam tikrų nustatytų veiksnių įtaką eozinofilams būtų įmanoma suvaldyti jų aktyvumą sergant astma. Tačiau dar svarbu išsiaiškinti, ar visi veiksniai skirtingus potipius veikia vienodai.
„Tyrimas atskleidė, kad eozinofilų potipiai gali prisidėti prie kvėpavimo takų struktūrinių pokyčių, skatindami kitų ląstelių migraciją ir dalijimąsi. Netikėtai, stipriausias poveikis šiems procesams buvo pastebimas tiriant rezidentinius „geruosius“ eozinofilus, ypač sunkios, nekontroliuojamos astmos atvejais
Atskiras šio tyrimo etapas buvo skirtingo pobūdžio astmos specifinių biožymenų, susijusių su eozinofiliniu uždegimu, paieška. Patikimų astmos žymenų nėra daug, jie nėra specifiški konkrečiam astmos fenotipui.
Įtraukę į tyrimą sergančiuosius alergine ir ne alergine astma, palyginome atrinktų žymenų koncentraciją kraujyje ir įvardijome 5 naujas biologiškai aktyvias medžiagas, kurios galėtų būti naudojamos kaip potencialūs alerginės astmos fenotipo biožymenys. Taip pat buvo tiriami su eozinofilų potipiais susijusių mikro ribonukleino rūgščių (miRNR) raiškos pokyčiai, jų poveikis tiksliniams genams bei kiekis kraujyje“, – pasakojo prof. S.Miliauskas.
„Galimybė dirbti su tiriamųjų eozinofilais – unikali, tad esame itin dėkingi sutikusiems dalyvauti tyrime asmenims. Iki šiol didžioji dalis biologinių tyrimų atliekami naudojant gyvūnų astmos modelius.
Pagrindinis mūsų tyrimo išskirtinumas – panaudotas kombinuotųjų ląstelių kultūrų modelis, kurio metu iš tiriamųjų asmenų kraujo išgryninti eozinofilai gali tiesiogiai kontaktuoti su in vitro auginamomis kvėpavimo takų struktūrinėmis ląstelėmis – bronchų lygiųjų raumenų ląstelėmis ir plaučių fibroblastais.
Eozinofilai – ląstelės, išskiriančios ypatingai didelį kiekį skirtingų citokinų, chemokinų, augimo veiksnių ir fermentų. Visų šių veiksnių svarba astmos metu neabejotina, tačiau tyrimų, kuriuose būtų vertinama tiesioginė eozinofilų įtaka kitoms ląstelėms po prisitvirtinimo ant jų paviršiaus – nėra.
Taikydami šį metodą, galime tiksliau atsakyti, kuriuose procesuose eozinofilai dalyvauja tiesiogiai, kur yra tik tarpininkai, ir ar jiems reikalingas grįžtamasis ryšys, papildoma aktyvacija iš kitų ląstelių“, – pasakojo LSMU MA Pulmonologijos klinikos Pulmonologijos laboratorijos mokslo darbuotojas, dr. Andrius Januškevičius.
Tyrimai bus tęsiami
Eozinofilų tyrimai – tęstiniai, jų rezultatai publikuojami atviros prieigos mokslo žurnaluose. Planuojama toliau tęsti eozinofilų biologinių savybių tyrimus, į juos įtraukiant naujas struktūrines ląsteles – epitelio ląsteles.
Dalį tyrimų LSMU mokslininkai atliko bendradarbiaudami su Vilniaus universiteto Žmogaus genomo tyrimų grupės mokslininkėmis dr. Kristina Šnipaitiene ir dokt. Benita Buragaite, vadovaujant grupės vadovei prof. dr. Sonata Jarmalaitei.
LSMU MA Pulmonologijos klinikos ir Pulmonologijos laboratorijos tyrėjų grupė: laboratorijos vadovas prof. dr. Kęstutis Malakauskas, klinikos vadovas prof. dr. Skaidrius Miliauskas, dr. Andrius Januškevičius, doc. dr. Virginija Kalinauskaitė-Žukauskė, gyd. Jolita Palačionytė, dokt. Eglė Vasylė, dokt. Airidas Rimkūnas.
Eozinofilų aktyvumo bei poveikio kitoms ląstelėms tyrimai prisideda prie detalesnio eozinofilų biologinių savybių supratimo ir kloja pamatą galimoms atskirų eozinofilų funkcijų slopinimo strategijoms sergant astma.