Hur regleras virus och bakterier av glykan och mucinförändringar associerade med kronisk obstruktiv lungsjukdom? Kan glykaner användas som biomarkörer?

Bakgrund: Rökare med KOL och kronisk bronkit (KB) drabbas av upprepade luftvägsinfektioner, vilka förvärrar det kliniska förloppet. KOL är även associerat med hög dödlighet i Corvid-19. Ökad mukusutsöndring anses öka infektionsrisken och vara kopplat en accelererad förlust av lungfunktion, och det finns projekt för att utveckla mucussekretionshämmare.

Flera nya studier visar dock att muciner är en viktig del av försvaret mot infekterande patogener. Muciner är huvudkomponenter i mukus och dessa består till 80% av glykaner.

Målsättning: Vår hypotes är att vissa av mucin och mucinglykanförändringarna som sker vid KOL och inflammation är till fördel för patogena organismer emedan andra är försvar mot dessa. Genom att identifiera de mucinförändringar som inträffar och vilka av dessa förändringar som är bra för patienten versus infekterande bakterier, är vårt mål att insamla kunskap nödvändig för att specifikt reversera de förändringar som är till nytta för bakterierna och de som orsakar problem för patienter emedan vi upprätthåller de aspekter av mukusutsöndring som är bra för patientens försvar mot patogener.

Våra resultat från en pilotstudie visar att specifika kolhydratstukturer finns i lunga hos patienter med KOL och vissa av dessa ansvarar för bindning till Moraxella catarrhalis. Vi planerar därför att undersöka hur mucinglykaner styr interaktioner med patogena organismer samt om glykaner kan användas som biomarkör för att identifiera KOL och dess fenotyper i två större material.

Arbetsplan: i luftvägsprover från friska icke rökare; långtidsrökare utan KOL/KB; långtidsrökare med KOL; långtidsrökare med KB; långtidsrökare med både KOL och KB samt tidigare rökare med KOL (n=20/grupp), kommer vi analysera mucinrelaterade förändringar (mucinkvantitet och sort, storlek på mucinkomplex och mucinglykosylering), hur dessa förändringar styr patogeners bindning, tillväxt, kommunikation och virulens samt modellera hur detta korrelerar med kliniska, mikrobiologiska och inflammatoriska aspekter. Vi ska även undersöka om de biomarkörer för KOL som vi har identifierat i en pilotstudie kan användas med oförändrat resultat i större patientmaterial.

Betydelse: KOL drabbar mer än 500000 patienter i Sverige. Dagens behandlingsmetoder är otillräckliga. Vårt projekt identifierar nya målmekanismer för förbättrad diagnostik och behandling av KOL och KB samt ger ökad kunskap om infektioner i luftvägarna.