Skalbaggen är tillbaka och krabba skal tacka för sin tuffhet till en gemensam förening som kallas kitin som nu tycks utlösa luftvägsinflammation och eventuellt astma, har UCSF forskare funnit.
Insekter, mögel och parasiter maskar, alla vanliga källor till allergier eller inflammation - producerar miljarder ton kitin ett år. Människor och andra däggdjur saknar kitin, men vi har specialiserat oss enzymer för att bryta ner det. Forskarna undrade varför.
De upptäckte att kitin utlöser en allergisk inflammatorisk reaktion i lungorna hos möss, samt ökad produktion av kitin-enzym som gjorts av celler som kantar lungan luftvägarna. Detta och andra resultat stöder deras hypotes, fortfarande under utredning, att kitin orsakar inflammation och allergi, och att kitin-enzym i lungan kan spela en viktig roll i regleringen av kroppens svar.
Resultaten av sina studier på inflammation hos möss rapporterades April 22 i ett tidigt offentliggörande online av tidskriften "Nature". Tidskriften kommer också att publicera konstaterandet i en kommande tryckta utgåva.
"Nu när vi har visat att kitin kan utlösa denna typ av allergisk inflammation hos möss, vi vill avgöra om kitin förekommer naturligt i miljön kan bidra till allergiska eller inflammatoriska reaktioner", säger Richard Locksley, MD, Sandler Distinguished Professor i Medicin och mikrobiologi och immunologi vid UCSF och ledande författare av papperet. Locksley är också en Howard Hughes Medical Institute utredare.
I människor, är den anti-kitin enzymet kända för att ha flera varianter på grund av små mutationer i genen. Locksley och kollegor vid UCSF försöker avgöra om några av de varianter som är mindre effektiva på att bryta ned kitin, och om människor med dessa varianter är mer benägna att astma eftersom de är mindre kan kontrollera sin exponering för inhalerade kitin.
Forskarna visste att munnen och äggskal av parasitära maskar är kitin-rika och att infektion med maskar utlöser en inflammatorisk reaktion mycket lik den typ som förekommer i astma och allergisk sjukdom. Med hjälp av en gen chip som innehåller de flesta gener och använda antikroppar som tas upp i labbet, bekräftade forskarna tidigare funnit att den genen och det protein för den anti-kitin enzym dramatiskt aktiverades i möss under infektion av parasitära maskar.
"Chitinase, det enzym som bryter upp kitin, verkligen lyser upp," Locksley minns. "Det dök upp som en av de mest aktiverade gener som svar på parasiter." Eftersom enzymet är bara känd för att bryta ned kitin, som inte finns hos möss, forskarna utsätts bredvid djuren att kitin ensam, vilket framkallade vävnadsinflammation liknar den som ses hos möss efter infektion med maskar och hos människor med astma.
Locksley tycker att förekomsten av kitin i formar, maskar och insekter, som alla kan invadera människor genom att penetrera huden eller slemhinnor, kan ha pressade ryggradsdjur för att upprätthålla "kitin-erkännande molekyler", besläktat med de som utvecklats i växter och primitiva djur utlösa ett erkännande av invaderande bakterier och svampar.