Su kiekvienu įkvėpimu žmogus į plaučius gali įkvėpti tūkstančius kenksmingų mikrobų. Gleivės, gelio pavidalo drėgna medžiaga, dengianti kvėpavimo takus, yra viena iš pirmųjų gynybos linijų ir padeda pašalinti šiuos mikrobus. Jis sulaiko bakterijas, virusus, dulkes ir žiedadulkes, kad apsaugotų plaučius, o gleivės juda aukštyn ir iš kvėpavimo takų plakant mažytėms į plaukus panašioms iškyšoms, vadinamoms blakstienoms.
Bet kas atsitinka, kai organizmas gamina per daug gleivių, kurios yra per storos, klampios ir dehidratuotos, kad galėtų tinkamai judėti ir išvalyti? Per tirštos ir lipnios gleivės ilgainiui gali užblokuoti kvėpavimo takus, apsunkindamos gleivių šalinimo mechanizmus, todėl susidaro terpė įstrigusiems mikrobams. Šie patofiziologiniai procesai prisideda prie gleivinės obstrukcinių ligų, įskaitant cistinę fibrozę arba CF, išsivystymo.
Alabamos universiteto Birmingeme mokslininkų grupė, vadovaujama Jarrod W. Barnes, Ph.D., UAB Medicinos katedros docentas ir Steven M. Rowe, MD, UAB Medicinos katedros skyriaus profesorius. Plaučių, alergijos ir kritinės priežiūros medicina ištyrė gleivių susidarymo defektus. Jie rodomi tyrimuose, kurie pasirodo Mokslinės ataskaitos kaip viena cukraus modifikacija ant gleivių veikia jų plėtimąsi ir pernešimą.
Gleivės yra hidrogelis, sudarytas daugiausia iš vandens ir kietų medžiagų, įskaitant dideles cukrumi dengtas baltymų molekules, vadinamas mucinais, pagrindine gleivių sudedamąja dalimi. Tyrimas buvo sutelktas į MUC5B, vieno iš pagrindinių kvėpavimo takuose randamų mucino baltymų, galutinio neigiamo krūvio cukraus modifikacijos, vadinamos sialo rūgštimi, pridėjimui ir pašalinimui. Didelis MUC5B anijoninis tankis padeda polimerizuoti ir pakuoti gleives, tačiau ankstesnėse ataskaitose buvo parodyta mažiau neigiama „mažo“ krūvio mucino forma sergant CF ir astma.
UAB mokslininkai nustatė, kad sumažinti MUC5B sialo rūgšties kiekį pakako, kad būtų sukurta ši mažai įkrauta, galimai patologinė forma.
Kai mokslininkai sumažino sialo rūgštį ant MUC5B, jie pastebėjo baltymo elektroforetinio mobilumo pokyčius, rodančius mažesnę įkrovimo formą. Perdavimo elektroninio mikroskopo vaizdavimas parodė, kad mažėjantis sialilinimas prisidėjo prie susipainiojusių (kompaktiškesnių) MUC5B polimerų, palyginti su normaliu mucino sialinimo lygiu, kuris palengvina linijavimą ir plėtimąsi.
Neigiamo krūvio sumažėjimas, blokuodamas specifiškai α-2,3 sialilinimą, paveikė gleivių struktūrą ir paveikė jų transportavimą žmogaus bronchų epitelio ląstelėse ir nepažeistų kvėpavimo takų trachėjos modeliuose. Taigi, autoriai praneša, kad „mucino krūvis gali turėti patologinę reikšmę gleivinės obstrukcinėms ligoms dėl padidėjusio gleivių tankinimo ir transporto sutrikimų”.
Tyrimas taip pat parodė, kad pacientams, sergantiems CF, sumažėja fermento ST3Gal1, kuris prideda α-2,3 sialo rūgšties į mucino baltymus, ekspresija. Tačiau gydymas cistinės fibrozės transmembraninio laidumo reguliatoriaus baltymų korektoriais elexacaftor, tezakaftor ir ivakaftor iš dalies atkūrė ST3Gal1 ekspresiją.
Parodęs lemiamą mucino sialinimo vaidmenį gleivių savybėms ir pernešimui, tyrimas nustatė galimą terapinę strategiją, skirtą gydyti cistinę fibrozę ir galimai kitas silpninančias gleivinės obstrukcines ligas, tokias kaip lėtinė obstrukcinė plaučių liga arba LOPL, pirminė ciliarinė diskinezija ir necistinė fibrozė bronchektazė.