科学家解决了一个百年古老的谜团来治疗哮喘和气道炎症

来自VIB，根特大学，根特大学医院的比利时研究小组，Biotech公司argenx已经解决了一个世纪长的谜题，了解哮喘中蛋白质晶体的存在。通常，蛋白质不会在体内结晶，但是当该过程发生时存在一些情况。Charcot-Leyden晶体由蛋白质Galectin-10制成，并早在1853年的哮喘症的气道中被发现。

然而晶体已被科学家大大忽视，他们对疾病的实际联系仍然不为人知。比利时的研究组现在已经确定了晶体在气道粘液中浓郁，刺激免疫系统并促进了炎并改变了哮喘渠道中经常看到的粘液生产。学术和公司科学家在一起，也开发出抗体，可以溶解这些晶体以减少钥匙哮喘特征。这种抗体可以是一流的治疗剂，其逆转蛋白质晶体并治疗哮喘和其他慢性炎症性疾病的气道。该研究发表在领先期刊上科学。

水晶和疾病

1853年，在巴黎着名的萨尔帕特里耶医院的Jean-Martin Charcot报道了他在患有哮喘的患者的痰中观察到的双吡纳米晶体的详细速写，该观察结果在1872年的Ernst Von Leyden制造。这些结晶沉积物变得广为人知作为Charcot-Leyden Crystals（Clcs）在医学世界。

从那时起，它们已被描述为普遍的慢性过敏性和炎性疾病，如哮喘，支气管炎，过敏性鼻炎和鼻窦炎。然而，只有在过去几十年中，科学家证实了Clcs的内容由Galectin-10组成，最后解决了持续到近一个世纪和一半的辩论。Galectin-10是嗜酸性粒细胞中最丰富的蛋白质之一，这有助于在人类中造成炎症反应。令人惊讶的是，GAL10仍然溶于嗜酸性粒细胞，并且它一旦作为免疫防御的一部分被释放，它只形成晶体。GAL10的功能也难以难以捉摸。

这些晶体会造成伤害吗？

由Emma Persson，Kenneth Verstraete和Ines Heyndrickx的Spearheaded，该团队列出了一种长期的未解决假设：Clcs刺激肺部的免疫力，有助于过度炎症反应导致疾病的过度炎症反应吗？

Bart Lambrecht教授（Vib-Ugent）说：“每个医生都会在医学培训期间了解Charcot-Leyden Crystals，每个人都会在嗜酸性粒细胞的存在下将这种晶体联系起来。它们通常在哮喘患者的痰中发现，特别是在那些中患有严重疾病的患者。然而，没有人真的知道这些水晶正在做什么以及为什么他们首先在那里。通过比喻与痛风，尿酸晶体引起关节炎症的非常痛苦的攻击，我们推出了Charcot-Leyden晶体可能在哮喘患者的肺部也会造成伤害。“

晶体与解决方案

科学家们克服了测试这个想法的许多技术挑战。他们不得不找到一种方法来在实验室生产数百万晶体，以获得研究目的，并确定这些与患者中发现的CLC相同。研究人员使用患者衍生的晶体来确定GAL10的三维结构下降到原子尺度。这提供了一种长寻求的答案，确认实验生产的CLC与患者衍生的CLC相同。

Savvas Savvides教授（Vib-Ugent）：“这是在原子分辨率下研究患者衍生的蛋白质晶体的生化和病史第一次。这种微观晶体的尺寸仅为几微米（约千分之一毫米）幸存下来的艰苦苛刻的实验道路，在医院操作剧院开始，并在欧洲同步辐射设施的专业X射线束线上结束。并将其提高，它们产生了导致的数据它们内部蛋白质分子的美丽三维结构。“

研究人员发现，仅当它在结晶状态时才能诱导完全吹过的免疫应答。在解决方案中，GAL10是无害的。最重要的是，Charcot-Leyden晶体形式的结晶Gal10诱导哮喘的关键特征，包括改变粘液的产生，这对于大多数哮喘有大问题。因此，该研究已经提供了晶体清晰的结论的重大突破。

寻找解决方案

然后，如果干扰CLC形成干扰，则研究该组将是哮喘的治疗选择。这是基于特跟不良的生物技术公司的argenx介入的地方。合并的团队开发了可以对CLC进行特别反应的抗体。值得注意的是，抗体能够在实验室中的培养皿中的几分钟内溶解CLC，并且在患者的粘液（也是体外）的几小时内。在哮喘小鼠模型中使用这些抗体导致肺炎的强烈降低，肺功能改变和粘液生产。

Savvides教授说：“这就像是一个'现在你看到它，现在你没有'展示分子魔法。我花了25年的学习和痛苦，了解如何种植结构生物学的蛋白质晶体，突然间，我看到蛋白质晶体实时溶解。并将其顶部脱落，我们也必须通过确定它们与抗原的复杂晶体结构确定它们的晶体结构来可视化这些抗体。“

Bart Lambrecht教授表示，“我们的研究成果同时出现意外和晶体清晰。我完全被抗体迅速溶解在患者天然粘液中如此丰富的CLC。虽然有更多的测试需要，鼠标模型中的数据表明使用这些抗体可能是减少哮喘患者肺部过度炎症和粘液积聚的非常有效的方法。由于目前没有药物在航空公司中占据粘液积聚，因此这可能是治疗这种疾病的游戏变化。“

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