En experimentos de laboratorio, los investigadores de la Facultad de Medicina de la UNC demostraron que el bloqueo del gen Bpifb1 condujo a un aumento sorprendente de la proteína mucina MUC5B en la mucosidad.
¿Qué pasaría si los investigadores pudieran facilitar la respiración cambiando la cantidad de mucosidad en los pulmones? Aunque las personas sanas tienen mucosidad en los pulmones, la mucosidad puede ser un problema importante para las personas con afecciones crónicas de las vías respiratorias, como asma, fibrosis quística (FQ) y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). En un artículo publicado en Genetics , los investigadores de la Facultad de Medicina de la UNC dirigidos por Samir Kelada, PhD, MPH, profesor asistente de genética, demostraron que el gen Bpifb1 está fuertemente asociado con una de las principales proteínas de mucina (MUC5B) que controla la naturaleza física de mucosidad en los pulmones.
La mucosidad pulmonar tiene funciones importantes, incluida la captura de infecciones. Pero es importante no tener demasiada mucosidad. Si hay demasiada mucosidad o es demasiado pegajosa, puede acumularse en el pulmón y bloquear el espacio para el aire que respiramos. Esto puede provocar dificultad para respirar o un mayor riesgo de infecciones, lo que empeora enfermedades o afecciones como el asma. Ajustar el nivel de proteínas de mucina como MUC5B podría ser una parte clave de las terapias.
Utilizando Collaborative Cross (poblaciones de ratones de laboratorio derivadas de la mezcla de ocho líneas endogámicas genéticamente diversas), Kelada y sus colegas pudieron mapear una ubicación genómica que controla los niveles de mucina, y esta región contiene el gen Bpifb1 . Una vez que lograron eso, observaron lo que sucedió cuando se eliminó el gen y encontraron un aumento de tres veces en los niveles de MUC5B en las vías respiratorias de los ratones.
“Otros investigadores del Marsico Lung Institute de la UNC descubrieron previamente que incluso un aumento aparentemente leve de mucinas puede provocar cambios severos en la mucosidad de las vías respiratorias humanas”, dijo Kelada, miembro de Marsico. “Nuestro hallazgo muestra que Bpifb1 juega un papel causal en los niveles de MUC5B en las vías respiratorias. Todavía no se sabe exactamente cómo hace esto, pero nuestro trabajo sugiere que el gen está involucrado en la regulación de los aspectos biofísicos de la mucosidad, y esta regulación es crucial para saber qué tan bien una persona elimina la mucosidad”.
Aunque este trabajo se realizó en ratones, los humanos tienen el gen B pifb1 . Por lo tanto, los investigadores de la UNC ahora explorarán si la variación genética en B pifb1 puede explicar las diferencias en la acumulación de moco en humanos con asma, FQ o EPOC.
“Nuestro artículo también destaca la gran utilidad de Collaborative Cross en el mapeo de genes, como B pifb1 , para rasgos biomédicamente relevantes”, dijo Kelada. “En colaboración con investigadores del Marsico Lung Institute, iremos más allá del descubrimiento de genes para usar el ratón knockout Bpifb1 para explorar aspectos fundamentales de la estructura y función del moco. Ahora, el objetivo es encontrar formas de alterar la mucosidad para que se convierta en un problema mucho menor para las personas con estas afecciones”.
Los coautores del artículo de Genética incluyen a Lauren Donoghue, estudiante de posgrado en Kelada Lab y miembro del Currículo de Genética y Biología Molecular, y miembros del Instituto Marsico Lung de la UNC, incluida Alessandra Livraghi-Butrico, PhD, profesora asistente de medicina y coautora. director de CF Mouse Models Core; Wanda O’Neal, PhD, profesora asociada de medicina y directora de Biología Molecular y Mouse Core de la UNC; asociado de investigación Gang Chen, PhD; Barbara Grubb, PhD, profesora de medicina; y Richard Boucher, MD, director del Instituto Marsico Lung de la UNC y Profesor Eminente de Medicina James C. Moeser en la Facultad de Medicina de la UNC.
Esta investigación fue financiada a través de subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental del Departamento de Energía de EE. UU. y la Fundación de Fibrosis Quística.
La Cruz Colaborativa se encuentra en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.
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