囊性纤维化是一种罕见的遗传病，可引起非常严重的症状。特别是，患者患有可导致呼吸衰竭的慢性细菌感染。它是由 CFTR 基因突变引起的，该基因调节水在细胞膜上的运动。因此，当粘液质量发生变化时，它不再能够捕获不良细菌并将其排出。日内瓦大学 (UNIGE) 的团队使用复制呼吸道上皮细胞(一种由单层细胞组成的保护性组织)的模型发现，简单的液体膜足以恢复气道的密封并降低细菌感染的风险.这些结果发表在《细胞》杂志的特刊上，为基于粘液水合作用的新疗法开辟道路。一种有希望的替代目前通常不够广泛有效的疗法。
尽管最近的治疗取得了进展，但囊性纤维化患者(欧洲每 2,500 名新生儿中就有一名)的预期寿命不超过 46 岁，并且生活质量发生了改变。该疾病是由 CFTR 基因中的一个或多个突变引起的，这会影响基本保护屏障的正常功能。排列在气道上的上皮细胞通常被密封在一起，从而保护气道免受细菌定植。它们还衬有液体，一种光滑的粘液，可以捕获不需要的细菌并将它们带走。当 CFTR 蛋白发生改变时，细胞之间的连接松动，脱水粘液趋于停滞，这两者都会促进呼吸道感染的发展。
“虽然已经知道粘液水合作用和足够紧密的连接保持了气道的完整性，但所涉及的机制以及这两种机制之间的联系仍然是神秘的，这阻碍了新疗法的发展，”Marc Chanson 解释说，领导这项研究的 UNIGE 医学院细胞生理学和代谢系和日内瓦炎症研究中心教授。
补水恢复紧致
科学家们首先开发了一种使用人肺细胞的体外模型。该模型因减少动物实验而获得 2021 年 UNIGE 3R 奖，以既准确又接近临床现实的方式再现健康和囊性纤维化患者的气道上皮细胞。Marc Chanson 和他的团队与 UNIGE 医学院医学系和微生物学和分子医学系的 Christian van Delden 和 Thilo Köhler 团队合作，比较了对 CFTR 无效的上皮细胞对细菌感染的反应，其中已添加水合、健康的粘液或生理盐水溶液。
“我们在这两种情况下都观察到了类似的反应：液体的存在，无论其成分如何，都可以恢复气道并保护它们免受感染，”Marc Chanson 实验室的博士后研究员、该研究的第一作者 Juliette Simonin 解释说。“表面水合足以收紧细胞之间的连接并保护上皮完整性免受细菌定植，即使在 CFTR 不起作用时也是如此。”
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