Deze cellen beschermen onze longen tegen ongewenste indringers

Een zeldzaam type cel in de keel wordt gedetecteerd wanneer we de verkeerde keel bereiken en de hoestreflex veroorzaken. K Een Amerikaans onderzoeksteam in het tijdschrift ‘Science’ Zoals hij beschrijft, zou een beter begrip van deze cellen op een dag kunnen bijdragen aan een betere behandeling van ziekten zoals longontsteking, chronische obstructieve longziekte en astma.

Als we te snel slikken of afgeleid raken, kan het vocht in de longen terechtkomen in plaats van in de slokdarm. Dit resulteert in een gewelddadige, ongecontroleerde hoest, omdat de bovenste luchtwegen het water waarnemen en een overeenkomstig signaal naar de hersenen sturen. Mensen die last hebben van brandend maagzuur kennen deze hoestreflex ook wanneer een hoog maagzuur de luchtwegen irriteert.

Dubbele functiecellen

Een onderzoeksgroep van de Universiteit van Californië – San Francisco heeft nu het zeldzame celtype geïdentificeerd dat verantwoordelijk is voor deze reactie. Het zijn neuro-endocriene cellen (NE-cellen) die overal in de ademhalings- en spijsverteringssystemen voorkomen. Deze cellen hebben een dubbele functie: ze produceren en geven hormonen af, zoals endocriene cellen, en zenden en ontvangen elektrische signalen, zoals neuronen.

NE-cellen werden geïdentificeerd in het strottenhoofd en de luchtpijp. Tot nu toe was er weinig bekend over deze cellen in de bovenste luchtwegen. Laura Seeholzer, hoofdauteur van dit werk, heeft verschillende methoden ontwikkeld om kleine en zeer zeldzame neuro-endocriene cellen te isoleren en te karakteriseren. Daarnaast onderzocht ze welke genen in elke cel actief zijn en welke prikkels de cellen actief maken. De fysioloog ontdekte dat, in tegenstelling tot die in de longen, NE-cellen in de luchtpijp en het strottenhoofd niet reageerden op drukveranderingen, maar op water en zuur.

Bescherm de longen

In experimenten met muizen kon Seeholzer aantonen dat activering van NE-cellen ervoor zorgde dat de dieren gingen slikken en hoesten, belangrijke reflexen die de longen beschermen. Omgekeerd reageerden muizen die volledig geen NE-cellen hadden, niet op water in hun luchtwegen. “Niemand had ooit aangetoond dat deze cellen communiceren met sensorische neuronen, en we wilden het hele berichtentraject volgen”, legt hoofdauteur David Julius uit, die de Nobelprijs voor de Geneeskunde van 2021 deelde met Ardem Patapoutyan.

Volgens Seeholzer suggereren de onderzoeksresultaten dat NE-cellen in het strottenhoofd en de luchtpijp op dezelfde manier functioneren als smaakpapillen of oorhaar: hoewel het geen neuronen zijn, zijn ze verbonden met zenuwen die sensorische informatie naar de hersenen sturen.

“Als je ooit last hebt gehad van het inademen van water of zure reflux, weet je dat beide ongelooflijk pijnlijk zijn; ze hoesten en stikken onmiddellijk en proberen je luchtwegen vrij te maken”, zegt Seeholzer. “Nu begrijpen we beter hoe het lichaam dat veroorzaakt. “

Gevolgen van ziekte, roken of ouder worden

Bij ouderen en mensen die aan bepaalde ziekten lijden, wordt de hoestreflex vaak niet gevoelig. Dit maakt ze gevoeliger voor het binnendringen van vocht in de longen, wat kan leiden tot longontsteking. De auteurs hopen dat hun onderzoek zal helpen manieren te vinden om de gevoeligheid weer te vergroten. Het richten op deze cellen kan ook helpen bij de behandeling van de chronische hoest die sommige mensen ervaren als gevolg van brandend maagzuur. Er is echter meer onderzoek nodig om erachter te komen hoe NE-cellen kunnen veranderen als gevolg van ziekte, roken of veroudering, zegt Seeholzer.

In een Onafhankelijk commentaar benadrukt Ziai Zhu en Xin Su Van de Universiteit van Californië – San Diego Het fundamentele belang van NE-cellen: ze zijn betrokken bij een aantal ziekten, waaronder chronische obstructieve longziekte (COPD) en astma. Bovendien dienden de cellen niet alleen als sensoren, maar dienden in sommige gevallen ook als back-up stamcellen. “Het klinische belang van NE's onderstreept de noodzaak van uitgebreide onderzoeken om de dynamische wisselwerking tussen hun sensorische vaardigheden en hun functionele prestatierepertoire te onderzoeken”, schreven de twee wetenschappers.

“Deze studie geeft ons niet alleen inzicht in hoe ons lichaam onze luchtwegen op deze meest verrassende manieren beschermt, maar ook in de manier waarop interne organen kunnen fungeren als poortwachters voor de buitenwereld”, besluit hoofdauteur Julius.

RND/DA