צמד של חלבונים פטרייתיים חותכי קרום המקושרים לאלרגיות בדרכי הנשימה

מדענים במכון הלאומי למדעים ביולוגיים בבייג'ינג מדווחים כי שני חלבונים יוצרי נקבוביות מהעובש הנפוץ Alternaria alternata מנקבים ממברנות אפיתל של דרכי הנשימה ומפעילים אותות המובילים לדלקת אלרגית בדרכי הנשימה.

אלרגנים המפעילים חסינות מסוג 2 - כגון קרדית אבק, אבקנים ונבגי עובש - דומים זה לזה מבחינה מבנית. קולטני זיהוי תבניות מתמודדים עם איומים חיידקיים וויראליים, בעוד שתגובות מסוג 2 נוטות לזהות נזק לרקמות.

מסלול האיתות MAPK פועל כלוח מולקולרי בתוך תאי אפיתל, ומתרגם לחץ חיצוני לפקודות ברמת הגן. הציטוקין IL-33 הוא "אות אזעקה" שבדרך כלל מאוחסן בגרעיני תאי דרכי הנשימה אך משתחרר לפתע כאשר ממברנות דרכי הנשימה ניזוקות, מגייס תאי חיסון מולדים ומכוון תגובה. בדלקת אלרגית בדרכי הנשימה, פעילות MAPK מגבירה את התוכניות שיזמה IL-33, וממקמת את שני הרכיבים המולקולריים הללו במרכז התהליך הדלקתי.

במחקר, "ניקוב קרום תאי אפיתל גורם לדלקת אלרגית בדרכי הנשימה", שפורסם בכתב העת Nature, פיתחו המדענים אסטרטגיה לטיהור ולשחזור המערכת כדי לבדוק האם חלבונים פטרייתיים יכולים לעורר דלקת מסוג 2 באמצעות מנגנוני זיהוי אפיתל.

שורות תאי אפיתל ריאה אנושיים ומתן חוזר תוך-אפי של חלבונים לעכברים שימשו כמודלים ניסיוניים, תוך ניטור הפעלה מוקדמת על ידי שחרור IL-33, זרחון MAPK וביטוי גנים הקשור לדלקת.

החוקרים מצאו שני חלבונים מהעובש Alternaria alternata, הנקראים Aeg-S ו-Aeg-L, הפועלים יחד כדי לנקב את קרומי תאי דרכי הנשימה. תמונות מיקרוסקופיות מראות אותם מקושרים יחד במבנה "קדוח" בצורת טבעת. במינונים נמוכים, סידן חודר לתאים ומפעיל את מפל ה-MAPK; בריכוזים גבוהים יותר, התאים מתפרקים ומשחררים את חלבון ה"אזעקה" IL-33. אף אחד מחלבונים אינו פעיל בפני עצמו.

חסימת כניסת סידן או עיכוב מפל ה-MAPK עוצרת לחלוטין את כל התגובות הבאות. שאיפת זוג חלבונים בעכברים גורמת לסימנים קלאסיים של אלרגיה: הצטברות של אאוזינופילים בריאות, הפעלת תאי T-helper 2 ועלייה חדה ברמות IgE, בעוד שעובש שחסר לו אחד מהחלבונים אינו מעורר דלקת בדרכי הנשימה.

שישה רעלים יוצרי נקבוביות שאינם קשורים מבחינה מבנית - מפטריות, חיידקים, טבעתיים וצנידריאנים - גרמו לשינויים דומים בתגובות אפיתל וחיסוניות בעת שאיפה, כולל שחרור IL-33 והפעלת MAPK בתאי אפיתל גם ללא משוב IL-33.

הממצאים מצביעים על כך שניקוב הממברנה מזוהה על ידי הגוף כאות סכנה ומספיק כדי להפעיל מסלולי חיסון מסוג 2 באפיתל דרכי הנשימה. המחברים מציעים כי אלרגנים וארסים רבים, שנראים לא קשורים, מכילים חלבונים יוצרי נקבוביות, וכי ניקוב עשוי להסביר מדוע גירויים מגוונים כאלה גורמים לדלקת דומה בדרכי הנשימה.