Jádrem nové studie je vápník, který je přítomen ve všech našich buňkách a je jakýmsi strážcem: zvýšení vápníku v našich buňkách otevírá “brány” nebo “kanály”, které jsou nezbytné pro produkci a vylučování tekutin, jako jsou sliny. Pokud se vápník v buňkách nezvýší, brány se neotevřou, což je problém, který se vyskytuje u nemocí, jako je Sjögrenův syndrom. Pacienti se Sjögrenovým syndromem mají kvůli nedostatku slin sucho v ústech a potíže se žvýkáním, polykáním a mluvením, což vážně zhoršuje kvalitu života.

Posledních 15 let se doktor David I. Yule, profesor na katedře farmakologie a fyziologie na Lékařské a stomatologické fakultě Rochesterské univerzity, zabýval úlohou vápníku u Sjögrenova syndromu a dalších onemocnění, při nichž dochází k narušení vápníku a sekrece, jako je například akutní zánět slinivky břišní. V nové studii odpovídá na důležitou otázku, která vědce trápí už léta: co je potřeba k tomu, aby se otevřel obzvláště důležitý vápníkový kanál a nastartoval tyto procesy?

Vědci věděli, že přítomnost proteinu zvaného IP3 receptor je nezbytná pro zvýšení vápníku a vytvoření kanálů v mnoha, ne-li ve všech buňkách, ale IP3 receptor je složitý. Jeden kanál je vytvořen ze čtyř identických jednotek IP3 receptoru a nebylo známo, kolik jednotlivých jednotek musí být zapojeno, aby kanál fungoval.

Pomocí pokročilých technik molekulárního inženýrství a editace genů, které řídil doktor Kamil Alzayady, odborný asistent v Yuleho laboratoři, zjistili, že bez výjimky musí být aktivovány (zapnuty) všechny čtyři části, aby se v buňce zvýšil obsah vápníku a začaly procesy, jako je vylučování tekutin. Yule se domnívá, že tato vlastnost zajišťuje, že se vápníkový kanál otevírá pouze za přísných podmínek, které vedou k sekreci, a zabraňuje tak škodlivým událostem, k nimž by došlo, kdyby se kanál mohl otevírat snadněji. (Paradoxně příliš mnoho vápníku je také špatné a může vést k procesům, které buňky zabíjejí, takže není divu, že si buňky udržují přísnou kontrolu nad hladinou vápníku.)

“Tato elegantní studie doktorů Alzayadyho a Yuleho využívá velmi chytrý přístup k definitivní odpovědi na dlouholetou otázku v oblasti vápníkové signalizace a sekrece,” řekl doktor Robert T. Dirksen, profesor Lewis Pratt Ross a vedoucí katedry farmakologie a fyziologie na Lékařské a stomatologické fakultě Rochesterské univerzity. “Výsledky mají široký význam nejen pro to, jak je vápník řízen v buňkách, ale také pro pochopení různých lidských poruch sekrece, které sahají od suchosti v ústech až po zánět slinivky břišní.”

“Doufáme, že lepší znalost mechanismů, které řídí tok vápníku do buněk a z buněk, posunou výzkum nových způsobů léčby mnoha onemocnění, včetně Sjögrenovy choroby,” řekl Yule, který je také profesorem v Centru ústní biologie a na lékařské fakultě, obor gastroenterologie/hepatologie. V současné době neexistuje žádná účinná léčba Sjögrenovy choroby a s ní spojeného sucha v ústech, které způsobuje infekce v dutině ústní, zubní kazy a ztrátu zubů.

Probíhající výzkum v Yuleho laboratoři je zaměřen na využití stejných technologií molekulárního inženýrství a editace genů ke zkoumání toho, jak genetická onemocnění ovlivňující protein IP3 vedou k poruchám mozku a imunitního systému.

Studii financoval Národní ústav zubního a kraniofaciálního výzkumu. Kromě Yuleho a Alzayadyho se na výzkumu podíleli Liwei Wang, Rahul Chandrasekhar a Larry E. Wagner II z University of Rochester School of Medicine and Dentistry a Filip Van Petegem z University of British Columbia.