Rákpáncél és gomba is okozhat asztmát

A Howard Hughes Medical Institute kutatócsoportja, Richard M. Locksley vezetésével napjainkban kimutatta, hogy immunrendszerünk öröklött módon képes arra, hogy felismerje és megsemmisítse a szervezetünkbe kerülő kitint. A kitin széles körben elterjedt az élővilágban, megtalálható a rákok, rovarok páncéljában, a poratka külső vázában, a zuzmókban és még a parazita férgekben is. Szervezetünk kitin elleni immunválasza azonban olyan allergiás reakciókat is előidézhet, amelyek asztma kialakulásához vezethetnek.

A kitin általánosan elterjedt az élővilágban (a növényi cellulóz után a kitin a legnagyobb mennyiségben előforduló szerves anyag). Felépítését tekintve a cellulózhoz hasonló poliszacharid, amely az adott élőlény váza számára szilárdságot, merevséget biztosít. Megtalálható a gombák és a zuzmók sejtfalában, a planktonokban, a kagylók héjában, a rákfélék és teknősök páncéljában, valamint a rovarok kemény külső vázában. A rovarok, férgek petéinek szilárdságáért, szájszerveik keménységéért ugyancsak a kitin a felelős.

Az évente rendszeresen vedlő és elpusztuló rákok, rovarok és egyéb élőlények minden évben billiónyi tonna kitint termelnek. A kitin lebontásához azonban baktériumok igen speciális enzimeire van szükség. Ezáltal a kitin nem rakódik le a tenger fenekére vagy a talajba, hanem rögtön visszakerül az élő anyag körforgásába, újra hasznosul.

A kitin azonban az emberek és a gerinces állatok szervezetében nem fordul elő természetes módon. Annak ellenére, hogy a gerinces állatokhoz hasonlóan az ember sem képes a kitin termelésére, immunrendszerünk mégis öröklött módon felismeri a molekulát, anélkül, hogy előzetesen találkozott volna vele (az előzetes találkozáson alapul például a védőoltások hatásmechanizmusa). Sőt, nem elég, hogy felismeri, el is távolítja szervezetünkből. Kitin hatására egy olyan enzim termelődik szervezetünkben, amely képes annak lebontására. Ez az enzim az emlősökre jellemző, úgynevezett savas kitináz (AMC-áz). Az AMC-áz enzim egyébként egy evolúciósan erősen konzervált fehérje, a baktériumok kitinbontó enzime nagyon hasonló a miénkhez. Az újabb kutatások szerint, ha nem elég hatékony ez az enzim, működésbe lép szerzett immunitásunk védekező reakciója, aminek következtében túlságosan sok sejt aktiválódhat a kitin eltüntetésére. Végül gyulladásos folyamat indul be légútjainkban, és kialakul az asztma.

A San Franciscó-i Egyetemen működő immunológus kutatócsoport eredetileg bélférgekkel foglalkozott. A kutatócsoport ezeknek a parazita férgeknek a fertőzése nyomán kialakuló immunválaszt tanulmányozta, és próbálták a védekező reakciót lépésről lépésre feltárni. Ehhez kifejlesztettek egy olyan laboratóriumi egértörzset, amelynek szervezete világított azon a területen, ahol az immunrendszer aktiválódott. Ezt úgy oldották meg, hogy az egér immunrendszerének sejtjeibe fluoreszcens jelzőmolekulát juttattak. Így ha a szervezet nyálkahártyája (a belek és a tüdő belső borítása) aktiválódott, a fluoreszcens fény jelezte a behatolás helyét. Locksley a modellel azt szerette volna bizonyítani, hogy ugyanaz az immunreakció, amely egy bélféreg fertőzése nyomán alakul ki a belekben, hasonlóképpen lejátszódik egy, a tüdőben kezdődő allergiás reakció során is.

A legtöbb féreghez hasonlóan a bélférgek garathámja is tartalmaz kitint. A kutatócsoport pedig kíváncsi volt arra, hogyan reagál az immunrendszer a kitinre mint allergénre (allergiás reakciót okozó anyagra). Ehhez tisztított és finom porrá őrölt kitint juttattak az egerek tüdejébe, s ez, nem meglepő módon, gyors és intenzív immunválaszt okozott. Az egerekben ugyanaz az immunválasz játszódott le azért, hogy megszabaduljanak a kitintől, mint amilyen más allergén esetében is várható lett volna. Eozinofil és bazofil granulociták (a granulociták olyan fehérvérsejtek, amelyek bekebelezik az idegen anyagokat) léptek a tüdő nyálkahártyájába, hogy bekebelezzék a testidegen molekulákat. Feltételezve, hogy az egerek előtte nem érintkeztek kitinnel, Locksley jogosan tette fel a kérdést: hogyan lehet, hogy az egerek immunrendszere a kitint rögtön testidegen anyagként érzékelte?

Ezek után a kutatócsoport harvardi és amszterdami kutatók segítségével arra használta az egereket, hogy feltárja az immunrendszer válaszának azon lépéseit, amelyek a kitin felismeréséhez szükségesek. A tüdő falában van egy olyan speciális - az öröklött immunrendszerhez tartozó - sejttípus, a makrofág, amely csak bizonyos stimulusokra aktiválódik. Makrofágok hiányában nem alakult ki kitin jelenlétére a védekező immunválasz. Ez annyit jelent, hogy a makrofág sejtek felelősek az immunreakció beindításáért.

Volt azonban egy lényeges különbség a kitinre adott immunválasz és az egyéb testidegen, allergén anyagok által kiváltott immunreakció lépéseiben. Ez az AMC-ázenzim aktiválódásában jelentkezett. A kutatók azt tapasztalták, hogy ha a vizsgált egérnek több AMC-áz enzimje volt, mint az átlagnak, akkor kitin jelenlétére gyengébb immunválaszt adott, mint a normális egerek. Ugyancsak gyengébb immunreakciót tapasztaltak, ha a kitinmolekulákat előzetesen már AMC-áz enzimmel kezelték és csak ezután lélegeztették be az egerekkel. A jelenséget Locksley azzal magyarázza, hogy az enzim azáltal, hogy lebontja a kitint, gyengíti a kiváltott immunválasz erősségét. Kitin hiányában pedig nincsen stimulus a granulociták aktiválódásához sem, így leáll az allergiás reakció.

A tanulmány ereje abban rejlik, hogy rávilágít a kitin fontosságára és az AMC-áz enzim szerepére az asztma kialakulásában. Felvetődik a kérdés, hogy vajon tényleg kisebb-e az asztma kialakulásának valószínűsége, ha nincsen kitin az ember környezetében. Erre a kérdésre némiképp választ ad az, hogy a rákfélék feldolgozásával foglalkozó emberek körében 25 százalék az asztma kialakulásának valószínűsége, ami extrém magas értéknek számít. A kutatás eredményeinek közvetlen felhasználását segíti elő, hogy a kutatócsoport megkezdte a vizsgálatait embereken is. Tanulmányozzák egyrészt a kitinnek kitett tüdő immunreakcióit, másrészt vizsgálják az AMC-áz enzim különböző módozatait, különös tekintettel az asztmás emberekben kifejeződő variánsokra.

Mindazonáltal az eredmények további vizsgálatok szükségességét jelzik a környezetünkben fellelhető kitinforrások, mint például a poratka és az asztma kapcsolatában. Ha sikerül beazonosítani egy olyan AMC-áz enzimvariánst, amely hozzájárul az asztma kialakulásához, az azt jelenti, hogy előre meg lehet majd mondani, ki az, aki erősen veszélyeztetett a betegség kialakulásában. Ez pedig lehetőségeket teremt az asztma megelőzésére és gyógyítására.

Markó Károly