În centrul noului studiu se află calciul, care este prezent în toate celulele noastre și este un fel de gardian: o creștere a calciului în celulele noastre deschide “porți” sau “canale” care sunt necesare pentru producerea și secreția de lichide precum saliva. Dacă calciul nu crește în interiorul celulelor, porțile nu se vor deschide, o problemă care apare în boli precum sindromul Sjögren. Pacienții cu sindromul Sjögren se confruntă cu uscăciunea gurii din cauza lipsei de salivă și au dificultăți de mestecare, înghițire și vorbire, ceea ce îngreunează grav calitatea vieții.

În ultimii 15 ani, David I. Yule, Ph.D., profesor la departamentul de Farmacologie și Fiziologie de la Facultatea de Medicină și Stomatologie a Universității din Rochester a studiat rolul calciului în sindromul Sjögren și în alte afecțiuni în care calciul și secrețiile sunt perturbate, cum ar fi pancreatita acută. În noul studiu, el răspunde la o întrebare importantă care i-a lăsat perplecși pe oamenii de știință de ani de zile: de ce este nevoie pentru ca un canal de calciu deosebit de important să se deschidă și să pornească aceste procese?

Științii au știut că prezența unei proteine numite receptor IP3 este necesară pentru a crește calciul și a genera canale în multe, dacă nu în toate celulele, dar receptorul IP3 este complex. Un canal este creat din patru unități identice din receptorul IP3 și nu se știa câte dintre unitățile individuale trebuie să fie activate pentru ca canalul să funcționeze.

Utilizând tehnici avansate de inginerie moleculară și de editare a genelor conduse de Kamil Alzayady, Ph.D., profesor asistent de cercetare în laboratorul Yule, au descoperit că, fără excepție, toate cele patru părți trebuie să fie activate (pornite) pentru ca calciul să crească într-o celulă și să pornească procese precum secreția de lichide. Yule crede că această caracteristică asigură faptul că canalul de calciu se deschide doar în condiții stricte care duc la secreții, evitând evenimentele dăunătoare care ar avea loc dacă canalul s-ar putea deschide mai ușor. (În mod paradoxal, prea mult calciu este, de asemenea, rău și poate duce la procese care ucid celulele, așa că nu este surprinzător faptul că celulele păstrează un control strict asupra nivelurilor de calciu.)

“Acest studiu elegant al doctorilor Alzayady și Yule folosește o abordare foarte inteligentă pentru a răspunde definitiv la o întrebare de lungă durată în domeniul semnalizării și secreției de calciu”, a declarat Robert T. Dirksen, Ph.D., profesor Lewis Pratt Ross și președinte al departamentului de farmacologie și fiziologie de la Facultatea de Medicină și Stomatologie a Universității Rochester. “Rezultatele au implicații largi nu numai pentru modul în care calciul este controlat în celule, ci și pentru înțelegerea diferitelor tulburări secretorii umane care variază de la uscăciunea gurii până la pancreatită.”

“Speranța noastră este că o mai bună cunoaștere a mecanismelor care controlează fluxul de calciu în și din celule va avansa cercetarea privind noi tratamente pentru multe boli, inclusiv pentru Sjögren”, a declarat Yule, care este, de asemenea, profesor la Centrul de Biologie Orală și la departamentul de Medicină, Gastroenterologie/Hepatologie. În prezent, nu există tratamente eficiente pentru boala Sjögren și pentru uscăciunea gurii care o însoțește, care provoacă infecții orale, carii și pierderea dinților.

Cercetarea în curs de desfășurare în laboratorul lui Yule vizează utilizarea acelorași tehnologii de inginerie moleculară și de editare a genelor pentru a investiga modul în care bolile genetice care afectează proteina IP3 duc la tulburări ale creierului și ale sistemului imunitar.

Studiul a fost finanțat de Institutul Național de Cercetare Dentară și Craniofacială. Pe lângă Yule și Alzayady, au contribuit la cercetare Liwei Wang, Rahul Chandrasekhar și Larry E. Wagner II de la University of Rochester School of Medicine and Dentistry și Filip Van Petegem de la University of British Columbia.