Uit een nieuwe studie blijkt dat TLR7 – een eiwit dat normaal gesproken ons immuunsysteem ertoe aanzet bepaalde virussen te bestrijden – een sleutelrol speelt in de progressie van chronische obstructieve longziekte (COPD). De onverwachte ontdekking zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor deze ongeneeslijke ziekte.
COPD, ook wel emfyseem genoemd, wordt vaak veroorzaakt door roken of blootstelling aan irriterende stoffen. Het beschadigt de luchtzakjes in de longen en veroorzaakt ontstekingen en overmatige slijmproductie, waardoor het moeilijk wordt om te ademen. Er is geen remedie voor COPD en de behandeling omvat het beheersen van de symptomen.
Onderzoekers van het Centenary Institute en de University of Technology Sydney hebben de mechanismen bestudeerd waardoor chronische obstructieve longziekte verergert en ontdekten dat een eiwit genaamd Toll-like receptor 7 (TLR7), dat het lichaam helpt bepaalde soorten virussen te bestrijden, een onverwachte sleutelrol speelt.
Gang Liu, de eerste auteur van het onderzoek, zei: “Verrassend genoeg toonde ons onderzoek aan dat de TLR7-waarden verhoogd zijn bij patiënten met COPD, maar ook in experimentele modellen van COPD waarbij muizen betrokken zijn. De preklinische bevindingen onthullen een onverwachte rol voor TLR7 bij het verergeren van longziekten.”
TLR-familie-eiwitten spelen een belangrijke rol bij de herkenning van pathogenen en activering van aangeboren immuniteit. TLR7 herkent enkelstrengige RNA-virussen, zoals de virussen die mazelen, griep en hepatitis C veroorzaken.
De onderzoekers bestudeerden de transcriptomen van longbiopten van gezonde donoren en COPD-donoren in verschillende stadia van de ernst van de ziekte. Ze vonden 4.269 differentieel tot expressie gebrachte genen in drie genclusters die verband houden met de immuunrespons, weefselremodellering en metabolische herprogrammering. TLR7 maakt deel uit van een cluster van immuunresponsgenen die tot overexpressie komen bij chronische obstructieve longziekte.
"Dit was onverwacht, omdat de bekende rol van TLR7 ligt in de antivirale immuniteit en het voorkomen van de verergering van luchtwegaandoeningen veroorzaakt door infectie", aldus de onderzoekers.
De onderzoekers merkten op dat muizen die genetisch gemodificeerd waren om het TLR7-eiwit te missen, verminderde emfyseem en hermodellering van de luchtwegen, een verbeterde longfunctie en verminderde apoptose, of geprogrammeerde celdood, in de longen ervoeren wanneer ze werden blootgesteld aan het equivalent van sigarettenrook die werd ingeademd door een roker die een pakje per dag rookt. Het geven van imiquimod, een medicijn waarvan bekend is dat het TLR7 activeert, aan gezonde muizen die werden blootgesteld aan sigarettenrook, zorgde ervoor dat de longproblemen verergerden.
Met name vonden de onderzoekers een toename van TLR7-positieve mestcellen bij patiënten met COPD. Omdat ze zich in de huid en slijmvliezen bevinden, inclusief menselijk longweefsel en bronchiën, vormen mestcellen de eerste verdedigingslinie tegen antigenen die het lichaam binnendringen. Bovendien ontdekten ze dat verhoogde aantallen TLR7-positieve mestcellen geassocieerd waren met een verminderde longfunctie, wat erop wijst dat mestcellen betrokken zijn bij de ernst van COPD.
“Mestcellen spelen een belangrijke rol in de progressie van COPD, ze initiëren en bestendigen ontstekingen in kwetsbaar longweefsel en maken het moeilijker voor mensen om te ademen,” zei Liu. "We ontdekten dat hogere TLR7-niveaus de mestcelactiviteit verhogen en de longproblemen verergeren."
De onderzoekers hopen dat hun bevindingen kunnen leiden tot behandelingen voor COPD.
"Het blokkeren van TLR7 met gerichte medicijnen kan een veelbelovende nieuwe behandeling zijn voor chronische obstructieve longziekte, een uitdagende longziekte waarvoor momenteel geen genezing bestaat", aldus Liu.
Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.