Áhrif azithromycins og afleiða þess, sem ekki hafa bakteríudrepandi áhrif, á lungnaþekju í frumurækt

Abstract

Lungnabilun af völdum lungnasjúkdóma eins og lungnaþembu eða asthma telst eitt stærsta heilsufarsvandamál á okkar tímum. Ýmis meðferðarúrræði og lyf eru notuð sem beinast gegn einkennum lungnasjúkdóma og ætlað er að tefja framgang þeirra, en lyfjunum fylgja iðulega aukaverkanir, þau eru dýr og oft gagnslítil. Því er afar mikilvægt að stöðugt séu þróuð ný og betri lyf gegn lungnasjúkdómum sem verka betur og hafa færri aukaverkanir en þau gömlu.Azithromycin (AZM) er sýklalyf af flokki makrólíða sem oft er gefið við lungnasjúkdómum, en í ljós hefur komið að það hefur breiðari verkun en að vera bara sýkladrepandi. Fyrir allnokkrum árum tókst vísindamönnum við Háskóla Íslands og Landspítala að sýna fram á að AZM styrkir lungnaþekjuna. Vísindamennirnir þróuðu þekjufrumulínu, sem nefnist VA10, út frá berkjuþekju-frumum, sem er fær um að mynda sýndarlagskipta þekju í loft-vökvarækt (e. air-liquid intherphase, ALI). Einnig sýndu þeir fram á að AZM styrkir millifrumu-tálma (tight junction barrier) og minnkar þannig flæði efna og jóna milli frumna. En nákvæmlega hvernig þessi styrking á sér stað er ekki að ljóst nema að litlu leyti.Rannsóknarstofa í stofnfrumufræðum við Lífvísindasetur Háskóla Íslands hefur nýlega, í samvinnu við nýskköpunarfyrirtæki í lyfjaiðnaði, EpiEndo Pharmaceuticals (EEP), raðgreint RNA-mengi VA10 frumulínunnar, sem einangrað var á nokkrum tíma-punktum, eftir meðhöndlun með azithromycini í ALI-rækt. Undanfarin misseri hefur EEP verið að vinna að því að þróa afleiður út frá AZM þar sem markmiðið er að viðhalda styrkingaráhrifunum á lungnaþekjufrumurnar en fjarlægja sýklalyfjaáhrifin. Fram að þessu hafa verið smíðaðar yfir 30 afleiður. Markmið rannsóknar minnar var að skoða og bera saman áhrif AZM og 14 valinna afleiða þess á lungnaþekjufrumur í rækt. Auk þess var markmiðið að endurtaka tilraunirnar á annarri lungnafrumulínu sem nefnist BCi-NS1.1. Að lokum var markmiðið að slá út (e. knock down) nokkur áhugaverð gen og kanna hvaða áhrif það hefði á lungnafrumuþekjuna. Bæði niðurstöður úr RNA-raðgreiningunni og þeim tjáningarmælingum sem á eftir fylgdu, sýndu að meðhöndlun á VA10 frumulínunni með azithromycini leiddi til gjörbreyttrar tjáningar á lykilgenum í ýmsum frumuferlum sem tengjast heilbrigði þekjunnar og viðhaldi hennar (e. epithelial integrity). Að auki var sýnt fram á að 6 af 14 afleiðanna sem rannsakaðar voru, sýndu sambærileg áhrif (eða meiri) og AZM. Tvö gen, CLDN4 og PRDM1, voru valin til að slá út í BCi-NS1.1 frumulínunni. Sú tilraun sýndi að þegar CLDN4 er slegið út, versnar heilbrigði frumuþekjunnar marktækt. Í samantekt þá hefur rannsóknin sýnt fram á að lungnaþekjufrumur í ALI-rækt sem meðhöndlaðar eru með afleiðum AZM, sem ekki hafa sýkladrepandi áhrif, sýna mynstur sem líkist mjög AZM meðhöndlun, bæði hvað varðar heibrigði þekjunnar og genatjáningu. Ennfremur var sýnt fram á að CLDN4 próteinið virðist leika stórt hlutverk í verkun azithromycins.