Temuan menunjukkan bahwa mutasi terkenal – dalam gen yang disebut CFTR – adalah whammy ganda, yang mempengaruhi aliran dua ion yang berbeda yang penting untuk menjaga lendir pada permukaan saluran udara terhidrasi. Menjelaskan link ini antara cacat genetik dan lendir lengket tebal di paru-paru cystic fibrosis dapat membantu para peneliti mengembangkan terapi yang lebih baik.
Ketidakseimbangan garam dan air pada pasien dengan fibrosis kistik membuat paru-paru mereka menyumbat dengan lendir lengket yang rentan terhadap infeksi. Penyebab ketidakseimbangan menyinggung kesalahan genetik terkenal, salah satu yang menghalangi tol molekuler untuk ion klorida kecil untuk bergerak di permukaan paru-paru.
“Hal ini sangat penting untuk memperlambat saluran ini natrium bila terlalu aktif sebelum mengarah ke dehidrasi lendir di saluran napas pasien,” kata Martina Gentzsch, PhD, asisten profesor sel dan biologi perkembangan di UNC dan penulis utama penelitian yang diterbitkan 15 Oktober dalam Journal of Biological Chemistry. “Jika kita dapat memahami mekanisme bagaimana CFTR apakah itu, mungkin memberi kita pendekatan baru untuk mengobati penyakit.”
Cystic fibrosis adalah salah satu penyakit genetik yang paling umum di Kaukasia, mempengaruhi sekitar 1 dari 3500 kelahiran di Amerika Serikat. Hal ini disebabkan oleh cacat pada gen yang mengkode protein yang disebut fibrosis kistik transmembran regulator atau konduktansi CFTR. Pasien cystic fibrosis dengan penyakit yang paling parah telah sangat sedikit dari protein CFTR, dan ini mempengaruhi cara memindahkan ion klorida di banyak jaringan dalam tubuh. Sejumlah ilmuwan telah hipotesis bahwa CFTR juga mengendalikan gerakan ion lainnya, seperti melalui saluran natrium epitel atau ENaC.
Saluran ini telah terbukti terlalu aktif dalam pengangkutan ion natrium dalam saluran udara pasien cystic fibrosis, sehingga Gentzsch dan rekan-rekannya berangkat untuk menentukan mengapa. Pertama, mereka melihat dampak dari gen CFTR pada saluran natrium pada oosit Xenopus, umumnya dikenal sebagai telur katak. Mereka menemukan bahwa ketika gen CFTR masih utuh, saluran natrium itu disimpan di cek.
Para peneliti ditindaklanjuti dengan sejumlah percobaan biokimia dan elektrofisiologi dan menunjukkan bahwa saluran klorida dan saluran natrium berinteraksi. Gentzsch dan rekan-rekannya juga dikonfirmasi hasil mereka pada manusia sel epitel saluran napas primer dari sukarelawan sehat dan pasien dengan fibrosis kistik, menunjukkan bahwa saluran natrium sebenarnya lebih aktif ketika tidak ada CFTR fungsional.
Sekarang mereka tahu bahwa saluran klorida benar-benar dapat mempengaruhi fungsi saluran natrium, Gentzsch sedang mencoba untuk mengetahui bagaimana.
“Kami tidak tahu apakah itu melakukan hal ini dengan dasarnya bertindak seperti suatu hambatan, secara fisik campur dengan protease yang mengaktifkan ENaC, atau jika melakukannya dengan beberapa cara tidak langsung,” kata Gentzsch. “Itulah yang kami sedang menyelidiki saat ini, jadi ada banyak pertanyaan lagi yang harus dijawab.”
Penelitian ini didanai oleh Institut Kesehatan Nasional dan dilakukan pada Cystic Fibrosis / Penelitian Paru dan Pengobatan Center di University of North Carolina, yang juga menerima dana dari Cystic Fibrosis Foundation. Studi co-penulis termasuk Richard C. Boucher, MD, direktur Cystic Fibrosis / Penelitian Paru dan Pusat Pengobatan; dan M. Jackson Stutts, PhD, profesor kedokteran.
Sumber:
University of North Carolina di Chapel Hill School of Medicine