Odkryto nowy szlak sygnalizacji molekularnej, który odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu bariery skórnej

Skóra – największy narząd organizmu – stanowi pierwszą linię obrony przed infekcjami i wieloma innymi zagrożeniami dla naszego zdrowia. Dziesięciolecia badań wykazały, że jeśli skóra nie tworzy skutecznej bariery, może wystąpić lub ulec pogorszeniu wiele chorób.

Teraz eksperci w dziedzinie genetyki człowieka i badań nad astmą w Szpitalu Dziecięcym w Cincinnati ogłaszają odkrycie nowego szlaku sygnalizacji molekularnej, który odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu bariery skórnej. Te dalekosiężne odkrycia mogą ostatecznie doprowadzić do opracowania nowych sposobów zapobiegania i leczenia zapalnych chorób skóry, takich jak atopowe zapalenie skóry (AZS lub egzema) i łuszczyca.

Badanie opublikowano w Internecie 6 sierpnia 2024 r. Raporty komórekZespołem 22 współautorów kierował pierwszy autor Stanley Devore, MD i autorka korespondencyjna, Georgette Korana Hirschi, MD.

Nasze badania odkryły nieznany wcześniej szlak komórkowy obejmujący białko CARD14. Gdy białko to działa prawidłowo, utrzymuje integralność bariery skórnej, natomiast gdy CARD14 nie działa prawidłowo, sprzyja rozwojowi chorób skóry.

„Odkryliśmy, że CARD14 bezpośrednio wiąże się z MYC, białkiem zaangażowanym w kontrolowanie wzrostu komórek, które w przypadku nieprawidłowego działania może przyczyniać się do rozwoju raka. Nasze badanie pokazuje, że właściwa interakcja między tymi dwoma białkami jest ważna dla zdrowej bariery skórnej oraz ochrony przed egzemą i łuszczycą Ponadto „biorąc pod uwagę związek MYC z rakiem, nasze odkrycia sugerują również, że nieprawidłowa sygnalizacja CARD14-MYC może przyczyniać się do rozwoju niektórych typów nowotworów w całym organizmie”.

Stanley Devore, pierwszy autor

Ochrona barierowa sięga głębiej niż skóra

Poprzednie badania koncentrowały się na szlaku sygnałowym CARD14-NFκB, który, jak się uważa, sprzyja łuszczycy, gdy jego poziom jest wysoki, i atopowemu zapaleniu skóry, gdy jest niski. Te i inne zapalne choroby skóry dotykają miliony ludzi.

„Jednak model ten nie wyjaśnia w pełni zróżnicowania chorób powodowanych przez CARD14” – mówi Hirschi, który kieruje Oddziałem Badań nad Astmą w Szpitalu Dziecięcym w Cincinnati. „Nowatorski szlak sygnałowy CARD14-MYC wzmacnia powiązanie między CARD14 a stanem bariery skórnej. Jego sygnalizacja reguluje funkcję MYC w najpowszechniejszych typach komórek skóry”.

Autorzy badania twierdzą, że CARD14 reguluje funkcję bariery skóry poprzez dwa mechanizmy: stymulację NFκB do utworzenia bariery antybakteryjnej oraz stymulację MYC, aby pomóc w budowie bariery fizycznej.

W badaniu zbadano także, w jaki sposób różne mutacje w genie CARD14 mogą sprzyjać różnym chorobom skóry, w tym chorobie Alzheimera i łuszczycy. Co ważne, badanie sugeruje, że zmieniona sygnalizacja CARD14-MYC może wpływać na funkcję bariery i choroby alergiczne w innych tkankach, przyczyniając się do astmy poprzez wpływ na wyściółkę tkanek dróg oddechowych lub przyczyniając się do eozynofilowego zapalenia przełyku poprzez wpływ na przewód pokarmowy. Nowy szlak może również przyczyniać się do powstawania niektórych nowotworów rozpoczynających się w tkance nabłonkowej.

Kolejne kroki

Trwają badania mające na celu identyfikację małocząsteczkowych czynników, które mogą bezpiecznie wpływać na szlak CARD14-MYC, mówi Devore. W rzeczywistości niektóre aspekty badania zostały uwzględnione w niedawnym zgłoszeniu patentowym.

„Naszym ostatecznym celem jest opracowanie nowych metod leczenia” – mówi Devore. „Prowadzimy również badania mające na celu identyfikację typów nowotworów, na które może wpływać sygnalizacja CARD14-MYC”.

Tymczasem współautorzy planują podzielić się swoimi odkryciami na Wspólnej Konferencji Amerykańskiej Akademii Alergii, Astmy i Immunologii (AAAAI) oraz Światowej Organizacji Alergii (WAO) w 2025 r., która odbędzie się w dniach 28 lutego–3 marca w San Diego.

O badaniu

Współautorami ze Szpitala Dziecięcego w Cincinnati są Matthew Schutz, BS; Lauren Alvey, licencjat; dr Henry Logan; dr David O’Shayon; Lindsay Williams, licencjat; Wan-Chi (Daisy) Chang, mgr; mgr Alyssa Vilotta; Brandi Ruff, licencjat; Arjun Kothari, mgr inżynier; dr Eric Brandt; dr Welata Satish; dr Krishna Ruskin; dr Andrzej Zając; dr Jocelyn Biagini; i Lisa Martin, Ph.D.

Źródła finansowania tej pracy obejmują Narodowe Instytuty Zdrowia (U19AI70235, T32GM063483, R01AI162964 i T32ES010957). Wspomniany wkład wniosły także: placówka cytometrii przepływowej, placówka obrazowania i bioanalizy, placówka badań zintegrowanej patologii oraz placówka sekwencjonowania genomu szpitala dziecięcego w Cincinnati.