Il muco delle vie bronchiali FC ha caratteristiche di particolare densità/viscosità. Dati recenti suggeriscono che essa dipenda non solo dalla mancanza di acqua, ma anche da quella di ioni bicarbonato. Ricerche condotte su modelli suini hanno dimostrato che il bicarbonato serve a far espandere le mucine (glicoproteine componenti fondamentali del muco) appena liberate dalle cellule secretorie dell’epitelio bronchiale: esse sono molto compatte dentro le cellule ma, una volta secrete, in condizioni normali aumentano il loro volume grazie ad un’azione combinata di bicarbonato e ioni calcio, rendendo così il muco correttamente fluido e scorrevole. Tale processo non si verificherebbe in FC. Di qui l’ipotesi che il bicarbonato, mancante in FC per il malfunzionamento di CFTR, assunto per aerosol possa essere vantaggioso. Questo progetto intende analizzare la struttura e le proprietà viscoelastiche del muco prodotto in vitro da epiteli delle vie aeree, ottenuti da pazienti FC e da controlli non-FC, attraverso una combinazione di approcci fisiologici e biofisici. Si analizzerà l’effetto dei potenziatori e dei correttori di CFTR mutata sulla composizione e sulle caratteristiche biofisiche del muco; e in particolare si studierà se l’applicazione di bicarbonato ha la capacità di normalizzare le proprietà del muco dei pazienti, e a quale concentrazione sia possibile ottenere questo effetto. Il bicarbonato potrebbe rappresentare una nuova terapia a basso costo, con risultati i indipendenti dalle mutazioni dei pazienti.
Most of the health problems experienced by cystic fibrosis (CF) patients arise from a thick mucus. Mucins are mucus glycoproteins that are kept compact inside the cells. However, when mucus is secreted towards the airways, mucins have to expand to function correctly. In CF, this does not happen and recent data suggest that mucus is so thick in CF not only because of reduced fluid secretion: the lack of bicarbonate secretion across mutated CFTR does not allow mucins to expand. This project aim at studying the structure and viscoelastic properties of mucus released by CF and non-CF airway epithelia in vitro. The plan is to evaluate whether compounds that recover the activity of mutated CFTR protein are able to restore the normal properties of mucus; to study the effects produced by the addition of bicarbonate on the characteristics of airway mucus and on its capacity to kill bacteria. Bicarbonate may be a mutation-independent low cost solution.
