Более 1000 человек умирают каждый день от астмы — состояния, которое ограничивает дыхательные пути и не позволяет достаточному количеству кислорода поступать туда, где он необходим. Астма, очень распространенное заболевание дыхательных путей, обычно понимается как состояние чрезмерного воспаления, при котором триггеры окружающей среды стимулируют иммунные реакции в легких, что приводит к бронхоспазму.
Помимо сужения каналов в легких при приступе астмы, воспаление слизистой оболочки и увеличение выработки слизи усугубляют проблему на недели или месяцы, подвергая людей риску спровоцировать продолжающиеся приступы.
Ученые впервые показали, как механическое сужение дыхательных путей во время приступа астмы приводит к переполнению клеток слизистой оболочки. Эти клетки выдавливаются и погибают, что вызывает воспаление, секрецию слизи и повреждение барьера дыхательных путей. Исследование опубликовано в журнале Science.
«Без этого барьера у страдающих астмой гораздо больше шансов получить долгосрочное воспаление, заживление ран и инфекции, которые вызывают больше приступов», — говорит старший автор нового исследования Джоди Розенблатт из Королевского колледжа Лондона. «Поняв этот фундаментальный механизм, мы теперь можем лучше предотвратить все эти события. Наше открытие является кульминацией более чем десятилетней работы».
И у них есть многообещающее решение: соединение, которое блокирует выдавливание переполненных клеток – называемое экструзией эпителия – в слизистой оболочке дыхательных путей мышей. Хотя его безопасность еще предстоит проверить на людях, Розенблатт и ее коллеги из США, Великобритании и Испании считают, что это может привести к совершенно новым подходам к предотвращению приступов астмы, а не только к лечению воспаления.
Астмой страдают около 300 миллионов человек во всем мире. Большинство из них испытывают хрипы, кашель, одышку и чувство стеснения в груди. Все, от пыльцы и пылевых клещей до перхоти домашних животных и дыма, физических упражнений и даже холодного воздуха, может вызвать эти симптомы, степень тяжести которых варьируется.
Лекарства от астмы не существует, но некоторые методы лечения, особенно те, которые направлены на воспаление дыхательных путей, могут контролировать симптомы астмы. Часто используются ингаляционные бронходилятаторы для открытия дыхательных путей и кортикостероиды для уменьшения воспаления.
Избегание триггеров также может помочь, хотя даже комбинированный подход не всегда эффективен.
Команда изучила бронхоконстрикцию, то есть сжатие и сжатие гладких мышц дыхательных путей во время приступа. Сужение дыхательных путей у мышей вызывало повреждение слизистой оболочки легких и воспаление, подобное тому, которое наблюдается при астме.
«Это сужение и разрушение дыхательных путей вызывает послеприступное воспаление и избыточное выделение слизи, из-за чего людям с астмой становится трудно дышать», — говорит Розенблатт.
Альбутерол считается лучшим бронхолитическим средством, и при анализе мышей и тканей дыхательных путей человека исследователи обнаружили, что он расслабляет окружающие гладкие мышцы. Но он не останавливает повреждение эпителиальных клеток дыхательных путей или воспаление, возникающее после приступа астмы.
«К счастью, мы обнаружили, что можем использовать недорогое соединение, гадолиний, которое часто используется для МРТ, чтобы остановить повреждение дыхательных путей на моделях мышей, а также последующее воспаление и секрецию слизи», — объясняет Розенблатт. «Предотвращение этого повреждения может предотвратить наращивание мускулатуры, которое станет причиной будущих приступов».
В предыдущем исследовании Розенблатт и другая команда обнаружили, что гадолиний (Gd3+) блокирует экструзию. Это исследование показало, что он может остановить экструзию у мышей более клинически значимым способом после начала бронхоспазма. Gd3+, по-видимому, позволял оболочке дыхательных путей снова прикрепляться к окружающим гладким мышцам, а альбутерол помогал им расслабиться.
Даже если Gd3+ не окажется безопасным для лечения людей, ученые, возможно, еще смогут разработать аналогичные методы лечения, нацеленные на путь экструзии для предотвращения симптомов.
«Это открытие открывает важные новые возможности для изучения возможных новых вариантов лечения, отчаянно необходимых людям с астмой, вместо того, чтобы сосредотачиваться исключительно на воспалении», — говорит Уокер.
Авторы предполагают, что аналогичный механизм может лежать в основе других воспалительных состояний, характеризующихся спазмом, таких как синдром раздраженного кишечника или воспалительные заболевания кишечника. Раскрытие тайны того, как это происходит, может привести к столь необходимым методам лечения.
