ثنائي من البروتينات الفطرية التي تقطع الغشاء وترتبط بالحساسية التنفسية

أفاد علماء في المعهد الوطني للعلوم البيولوجية في بكين أن بروتينين مكونين للمسام من العفن الشائع Alternaria alternata يثقبان الأغشية الظهارية للمجاري الهوائية ويطلقان إشارات تؤدي إلى التهاب مجرى الهواء التحسسي.

مسببات الحساسية التي تُحفّز المناعة من النوع الثاني - مثل عث الغبار وحبوب اللقاح وجراثيم العفن - متشابهة هيكليًا. تتعامل مستقبلات التعرّف على الأنماط مع التهديدات البكتيرية والفيروسية، بينما يبدو أن استجابات المناعة من النوع الثاني تكشف عن تلف الأنسجة.

يعمل مسار إشارات MAPK كلوحة مفاتيح جزيئية داخل الخلايا الظهارية، حيث يترجم الضغوط الخارجية إلى أوامر على مستوى الجينات. يُعدّ السيتوكين IL-33 بمثابة "إشارة إنذار" تُخزّن عادةً في نوى خلايا مجرى الهواء، ولكنها تُطلق فجأةً عند تلف الأغشية، مُجنّدةً الخلايا المناعية الفطرية ومُوجّهةً الاستجابة. في التهاب مجرى الهواء التحسسي، يُضخّم نشاط MAPK البرامج التي يُطلقها IL-33، مما يضع كلا المكونين الجزيئيين في مركز العملية الالتهابية.

في الدراسة التي نشرت في مجلة Nature بعنوان "ثقب غشاء الخلايا الظهارية يسبب التهاب مجرى الهواء التحسسي" ، قام العلماء بتطوير استراتيجية لتنقية وإعادة إنشاء النظام لاختبار ما إذا كانت البروتينات الفطرية قادرة على إثارة الالتهاب من النوع 2 من خلال آليات التعرف الظهارية.

تم استخدام خطوط الخلايا الظهارية للرئة البشرية والإعطاء الأنفي المتكرر للبروتينات للفئران كنماذج تجريبية، ومراقبة التنشيط المبكر عن طريق إطلاق IL-33، وفسفرة MAPK والتعبير الجيني المرتبط بالالتهاب.

اكتشف الباحثون بروتينين من عفن Alternaria alternata، يُطلق عليهما اسم Aeg-S وAeg-L، يعملان معًا لثقب أغشية خلايا مجرى الهواء. تُظهر الصور المجهرية ارتباطهما معًا في بنية حلقية الشكل تُشبه المثقاب. عند الجرعات المنخفضة، يدخل الكالسيوم إلى الخلايا ويُحفّز سلسلة MAPK؛ وعند التركيزات الأعلى، تتحلل الخلايا وتُطلق بروتين IL-33 "المُنذر". لا ينشط أيٌّ من البروتينين بمفرده.

يؤدي منع دخول الكالسيوم أو تثبيط سلسلة MAPK إلى إيقاف جميع التفاعلات اللاحقة تمامًا. يُسبب استنشاق زوج من البروتينات لدى الفئران أعراضًا نموذجية للحساسية: تراكم الحمضات في الرئتين، وتنشيط الخلايا التائية المساعدة 2، وزيادة حادة في مستويات IgE، بينما لا يُسبب العفن الذي يفتقر إلى أحد هذين البروتينين التهابًا في الجهاز التنفسي.

تسبب ستة سموم مكونة للمسام غير مرتبطة هيكليًا - من الفطريات والبكتيريا والحلقيات واللاسعات - في حدوث تغييرات مماثلة في الاستجابات الظهارية والمناعية عند استنشاقها، بما في ذلك إطلاق IL-33 وتنشيط MAPK في الخلايا الظهارية حتى بدون ردود فعل IL-33.

تشير النتائج إلى أن ثقب الغشاء يُدركه الجسم كإشارة خطر، وهو كافٍ لتحفيز مسارات المناعة من النوع الثاني في ظهارة مجرى الهواء. ويشير الباحثون إلى أن العديد من مسببات الحساسية والسموم، التي تبدو غير ذات صلة، تحتوي على بروتينات مُكَوِّنة للمسام، وأن الثقب قد يُفسر سبب تسبب هذه المحفزات المتنوعة في التهاب مجرى الهواء بشكل مُتشابه.