Pilotní studie vlivu faktorů životního stylu na migraci neutrofilů

Tato studie bude zkoumat, jak vnější faktory zapojené do imunity, jako je cvičení, požití kofeinu, etanol, glukóza a požití glukózy a kofeinu, ovlivňují migraci neutrofilů.

Neutrofily jsou nejvýznamnější imunitní buňkou v lidské krvi a podílejí se na komplexní rovnováze imunitní ochrany a autoimunitního poškození. Jejich nábor do zánětlivého nebo zraňujícího místa je řízen snímáním a řízenou migrací do koncentračního gradientu molekul atraktantů, což je proces zvaný chemotaxe. Imunitní buňky se také podílejí na mnoha onemocněních včetně rakoviny. Schopnost měřit amplitudu odezvy v průběhu času u konkrétního pacienta a variace této reakce, když se pacient zapojí do určitých činností nebo konzumuje určité látky, zlepší pochopení toho, jak určité faktory životního stylu ovlivňují imunitní odpověď. Tradiční testy vyžadují velké objemy krve a dlouhý proces čištění, což může ovlivnit funkci neutrofilů a přísně omezuje počet odběrů od jednoho pacienta. Navrhovaný nový mikrofluidní test omezuje tyto nevýhody, protože má schopnost čistit neutrofily z 3 ul kapky krve za méně než 5 minut a měřit jejich chemotaxi v gradientu chemokinů. Je kritické, že navrhované studie začnou zaplňovat mezeru v současném chápání imunitní odpovědi, protože předchozí studie se zaměřily na jednotlivé koncové body, které pravděpodobně postrádají časné události v reakci na vnější stimul. Pochopení této časové reakce může mít důsledky pro vývoj nových léčebných postupů a také pro zlepšení diagnostiky nesprávné imunitní reakce.

Přístup KOALA (Kit On A Lid Assay) byl vyvinut v laboratoři profesora Dave Beebeho a byl ověřen na myším modelu au lidských astmatických pacientů. Ve spolupráci s Dr. Annou Huttenlocher se ukázalo, že na rozdíl od tradičního čištění neutrofilů může být KOALA prováděna s malým objemem krve a mnohem rychlejším časem čištění.

Díky svým jedinečným vlastnostem umožňuje KOALA opakované hodnocení adheze neutrofilů a vlastností chemotaxe, čímž se stává atraktivní metodou pro studium dynamických změn neutrofilů, které mohou nastat v důsledku vnějšího faktoru.

Pomocí tradičních makrobiologických nástrojů vědci identifikovali několik faktorů, které mohou hrát důležitou roli při snižování citlivosti neutrofilů a schopnosti migrace. Bylo prokázáno, že mimo jiné faktory životního stylu a stravy ovlivňují počet neutrofilů, migraci a biochemické funkce. Například nedostatek spánku byl spojen s vyšším počtem neutrofilů, navzdory známému imunodepresivnímu účinku. Fyzické cvičení má za následek zvýšený počet neutrofilů a zvýšenou degranulaci neutrofilů. Bylo prokázáno, že dietní faktory, jako je kofein a etanol, ovlivňují imunitní funkci.

Hladina glukózy v krvi bude testována v každém časovém bodě pomocí monitoru glukózy v krvi, aby se zjistilo, zda faktor životního stylu ovlivňuje hladinu glukózy v krvi (a následně funkci neutrofilů). Konzumace alkoholu může způsobit jak vysokou, tak nízkou hladinu cukru v krvi. Konkrétně, zatímco nízké dávky alkoholu mohou mít ochranný účinek proti riziku cukrovky a metabolického syndromu, nadměrné pití bylo spojeno s vyššími hladinami glukózy, což má za následek zvýšené riziko cukrovky i metabolického syndromu. Podobně bylo prokázáno, že akutní požití kofeinu zvyšuje hladinu glukózy v krvi, ale několik epidemiologických studií ukázalo, že pravidelná konzumace kávy je spojena s nižším rizikem diabetu 2. Měření glukózy v krvi u subjektů ve studii glukózy může vykazovat na dávce závislé účinky na neutrofily.

Aby bylo možné na tomto výzkumu navázat, hodlají vědci zkoumat roli těchto faktorů životního stylu na migraci neutrofilů v mnohem kratších časových intervalech, než bylo dříve studováno. Výzkumníci navrhují prozkoumat účinky cvičení, požívání etanolu a konzumace kofeinu na chování neutrofilů.

Plná krev získaná od subjektů pomocí prstu bude použita v KOALA k izolaci neutrofilů. Funkce neutrofilů bude hodnocena měřením absolutní rychlosti migrace, chemotaktického indexu a rychlosti chemotaxe (směrová rychlost směrem k tvorbě gradientu chemoatraktantu).

Primárním výsledkem této studie bude určit, zda cvičení, spotřeba kofeinu, etanol, glukóza a kombinované požití glukózy a kofeinu ovlivňují chemotaktickou rychlost neutrofilů. Sekundární výsledky mají určit, zda cvičení, spotřeba kofeinu, etanol, glukóza a kombinované požití glukózy a kofeinu ovlivňují absolutní rychlost a chemotaktický index neutrofilů. Vyšetřovatelé také posoudí, zda se cytokinové profily v krvi mění v důsledku zapojení do specifikovaných faktorů životního stylu.