Kistik Fibroz Hastalarının Mukus Mekaniğini İnceleyen Araştırma

Mukus vücutta çok önemli bir rol oynar. Solunum sistemi, bağışıklık sisteminin bir parçası olarak mukus oluşturur ve solunan bakterileri, virüsleri ve kiri hapsederek enfeksiyona neden olmadan önce bedenden çıkarılmalarını sağlar. Bununla birlikte, genetik bir bozukluk olan kistik fibrozu (KF) olan kişilerin vücutlarının ürettiği mukus daha kalın ve yapışkandır, bu da enfeksiyon riskinin artmasına ve zamanla nefes alma yeteneğinin azalmasına neden olur.

Pittsburgh Üniversitesi Swanson Mühendislik Okulu tarafından yürütülen yeni bir araştırma, KF hastalarının mukusunun özelliklerini ve patojenlerin hayatta kalma yeteneğinde oynadığı rolü inceliyor. Yeni bilgilerin KF tedavisi için önemli çıkarımları olabilir.

Araştırmacılar, akciğerleri enfekte eden yaygın bir patojen olan P. aeruginosa'nın mukoid (PASL) ve mukoid olmayan (PANT) suşlarını inceledi. P. aeruginosa, mukoid olmayan bir fenotipten (PANT) mukoid fenotipe (PASL) dönüşerek konakçı ortama uyum sağlar. P. aeruginosa'daki bu mutasyon, bakterilerin etrafında koruyucu bir mukus tabakası oluşturur ve böylece mukusta daha sulu ve yapışkan bir biyofilm oluşturur.

Araştırmayı yürüten laboratuvarın başındaki kimya ve petrol mühendisliği alanında yardımcı doçent olan Tagbo Niepa, "Hücreleri pirinç taneleri gibi düşünebiliriz. PANT hücreleri basmati pirinci gibidir, PASL hücreleri ise suşi pirinci gibidir: sıkıştırıldıklarında birbirine yapışacak şekilde kaplanmıştır. Araştırma amaçlı ilaçların, P. aeruginosa gibi patojenlerin mutasyon üzerine oluşturduğu kaplamanın yapışkan yapısını nasıl değiştirebileceğini ölçebiliriz." diyor.

Bu mutasyon mukusa, antibiyotik direncinin artmasına katkıda bulunan benzersiz özellikler veriyor. Ayrıca mukusu, bağışıklık sisteminin ölü veya zararlı hücreleri sindirerek temizlemesine yardımcı olan fagositik hücrelere karşı koruyor.

Bu özellikleri incelemek için araştırmacılar, hücrelerin oluşturduğu biyofilmi sıkıştırmak ve genişletmek için asılı damla elastometrisi kullandılar. Filmin mekaniğini hücre fizyolojisiyle ilişkilendirmek için hücrelerin transkripsiyonel profilini de değerlendirdiler.