Mastcellers frisättning av serotonin bidrar till luftvägsöverkänslighet vid astma

Vid astma blir luftvägarna överkänsliga. Forskare vid Uppsala universitet har nu hittat en ny bidragande underliggande cellulär och molekylär mekanism som förklarar luftvägsöverkänslighet. Resultaten publiceras i den vetenskapliga tidskriften Allergy.

Runt 10 procent av Sveriges befolkning lider av astma. När man drabbas av astma blir luftvägarna överkänsliga för olika typer av stimuli, till exempel kall luft, fysisk ansträngning eller kemikalier. Luftvägarna snörs åt och man får andningsbesvär.

När man diagnosticerar astma är det vanligt att man får genomgå ett kallat metakolin-test för att se om man uppvisar tecken på luftvägsöverkänslighet. Metakolin binder till så kallade muskarinreceptorer hos glattmuskelcellerna som täcker insidan av luftstrupen. Glattmuskelcellerna börjar då att dra ihop sig vilket leder till att luftrören snörs åt.

I den nya studien visar forskarna att kroppens mastceller bidrar till luftvägsöverkänslighet som framkallats av metakolin. Forskningen utfördes med hjälp av en musmodell av astma, där mössen gjorts känsliga för kvalster.

Mastceller är en specifik typ av immunceller som ingår i det medfödda immunförsvaret Mastceller finns framförallt i vävnader som befinner sig i kontakt med den yttre miljön som till exempel luftvägarna och i huden. Genom sin placering och det faktum att de har en mängd olika receptorer som kan känna igen delar av främmande eller sjukdomsframkallande ämnen kan de snabbt reagera och bli aktiverade. Mastceller har en sorts förvaringskapslar, i sin cytoplasma som kallas granula och där förvaras en mängd substanser i sin aktiva form. När mastcellen aktiveras kan dessa ämnen frisättas snabbt och framkalla en fysiologisk reaktion. Detta har stor betydelse vid försvar mot sjukdomsframkallande ämnen men vid astma och andra sjukdomar där kroppen börjar reagera mot ofarliga ämnen i miljön så blir det ett problem.

I sin studie har forskarna kunnat visa att mastcellerna bidrar till luftvägsöverkänslighet genom att de har en receptor som känner igen metakolin, muskarinreceptor-3 (M3). Då metakolin binder M3 så frisätter mastcellerna serotonin som nästa led verkar på nervceller som i sin tur styr luftvägarna. Luftvägarna producerar då acetylkolin som också verkar på M3 hos glattmuskelceller och ökar sammandragningen av luftrören, i en ond cirkel.

Forskarnas upptäckt innebär också att läkemedel som till exempel Tiotropium som tidigare ansetts verka enbart genom att blockera M3 hos glattmuskulaturen sannolikt också verkar genom att förhindra aktivering via M3 hos mastceller. Mastcellers förmåga att snabbt frisätta serotonin vid olika stimuli och därigenom bidra till luftvägsöverkänslighet har därför underskattats.

Mendez-Enriquez E, Alvarado-Vazquez PA, Abma W, Simonson OE, Rodin S, Feyerabend TB, Rodewald HR, Malinovschi A, Janson C, Adner M, Hallgren J. Mast cell-derived serotonin enhances methacholine-induced airway hyperresponsiveness in house dust mite-induced experimental asthma. Allergy. 2021 Jan 24. doi: 10.1111/all.14748. Epub ahead of print. PMID: 33486786.

För mer information kontakta:
Jenny Hallgren Martinsson, lektor i immunologi, institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, tel: 018-471 4676, 073-8303793 e-post: jenny.hallgren@imbim.uu.se

Erika Mendez-Enriquez, forskare vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, tel: 018-471 44 43, 076-4044630, e-post: erika.enriquez@imbim.uu.se