Role nouzových neutrofilů a glykanů u pooperačních a septických pacientů

Pooperační komplikace jakéhokoli druhu se vyskytují u mnoha pacientů podstupujících vysoce rizikovou operaci rakoviny, jako je operace zhoubného nádoru slinivky břišní, jícnu nebo vaječníků (3, 4) Tito pacienti mají riziko infekce rány především kvůli podvýživě a náročným chirurgickým podmínkám (5, 6) Prodloužená zánětlivá odpověď (overshoot) u některých pacientů může vést k multiorgánovému selhání (MOF) (7, 8).

Pooperační imunosuprese Aby však pacienti zvládli pooperační prozánětlivé účinky, produkují také protizánětlivé cytokiny, zejména IL-4, IL-10 a IL-1 Ra. To se nazývá syndrom kompenzační zánětlivé reakce (CARS). V případech komplikací nebo malnutrice může místo toho dojít k přestřelení mechanismů CARS, které vedou k potlačení imunitní odpovědi (9, 10).

Chirurgický stres vedoucí k nerovnováze v zánětlivých systémech spotřebovává cirkulující neutrofily a stresuje kostní dřeň, aby uvolňovala nezralé, méně účinné neutrofily do krevního řečiště, což je událost nazývaná nouzová granulopoéza(11, 12).

Sepse a ARDS Sepse je jednou z hlavních příčin úmrtí ve Švédsku i celosvětově a je charakterizována nekontrolovanou zánětlivou reakcí (13). Onemocnění může postihnout každého, včetně dříve zdravých lidí, a objevuje se, když normální bakteriální infekce napadne krevní oběh a tělo pak reaguje zánětlivou reakcí. Akutní orgánová dysfunkce při sepsi postihuje především dýchací a oběhový systém (14). Pneumonie je nejčastější základní příčinou sepse a respirační insuficience je nejčastější orgánovou dysfunkcí u septického šoku (15). Pneumonie se septickým šokem se může vyvinout v syndrom respirační tísně (ARDS) spojený s velmi vysokou úmrtností, kolem 40 % [16-18] Nedávno se ukázalo, že ARDS souvisí s migrací neutrofilů do plicních alveol a infiltrace vyvolává zánětlivou reakci, pro kterou nejsou patofyziologické mechanismy zcela zmapovány. Lepší znalost role neutrofilů u ARDS by tak mohla přispět k pochopení tohoto komplexního syndromu(19, 20). Při sepsi je požadavek na dostatek cirkulujících neutrofilů pro boj s infekcí tak vysoký, že rezervní zásoby jsou vyčerpány a granulopoéza se přepne do nouzového režimu. To má za následek uvolnění nezralých neutrofilů do oběhu, tzv. posun doleva, používaný jako indikátor sepse. V důsledku toho mohou být cirkulující neutrofily v sepsi velmi heterogenní, což je účinek pozorovaný také u autoimunitních onemocnění a rakoviny (21). V současné době neexistují žádné nástroje pro řádné vyšetření těchto nouzových populací neutrofilů, které by bylo možné využít pro diagnostiku a sledování onemocnění.

Neutrofily a nouzová granulopoéza Polymorfonukleární neutrofily tvoří nejhojnější populaci bílých krvinek. Jejich hlavním úkolem je poskytnout vrozenou imunitní ochranu hostitele před mikrobiálním napadením, migrací na místo infekce, pohlcením mikrobů fagocytózou a zabíjením kořisti útokem reaktivních forem kyslíku (ROS) a antimikrobiálních granulovaných proteinů (22 ). Po systémové infekci nebo zánětu, např. sepsi nebo traumatu, kostní dřeň vstoupí do stavu nouzové granulopoézy, namočená v cytokinech, které zvyšují produkci a přežití neutrofilů pro rychlé dodání do krve (23-25). V poslední době se vyvinuly pokročilé techniky, které umožňují izolaci různých vývojových stádií neutrofilů v ustáleném stavu a nouzových neutrofilů, a jejich charakterizace právě začala (26). Glykany Glykany (polysacharidy) navázané na proteiny a lipidy na površích imunitních buněk slouží jako ligandy pro proteiny vázající glykany, lektiny. Několik neutrofilních procesů je řízeno interakcemi glykan - lektin; selektinem řízené rolování na endotel, inhibiční signály zprostředkované siglekem a aktivace efektorové funkce galektiny. Mnohé z proteinů, které končí v intracelulárních granulích neutrofilů, jsou vysoce glykosylované, ale není mnoho známo o tom, zda a jak se glykom neutrofilů vyvíjí během procesu diferenciace „cílení podle načasování“ a jak je to ovlivněno nouzovou granulopoézou. při systémové infekci a zánětu. Zde je jasná mezera ve znalostech.

Nastavení, design výzkumu, pacienti a metody Tento projekt je výsledkem spolupráce mezi Univerzitní nemocnicí Sahlgrenska a Univerzitou v Göteborgu, Göteborg, Švédsko.

Dospělí pacienti (>18 let) jsou vyhledáni z chirurgické čekací listiny ve Fakultní nemocnici Sahlgrenska, protože jsou hodnoceni a plánováni k operaci pro různé druhy malignit, pankreatické malignity, malignity jícnu a ovariální malignity. Dále do druhé studie zahrneme pacienty podstupující kardiochirurgický výkon, se srdečním plicním strojem v provozu během operace. Tito pacienti budou rovněž zařazeni do chirurgické čekací listiny.

Pacienti v septickém šoku budou zařazeni z denních obchůzek na centrální jednotce intenzivní péče Fakultní nemocnice Sahlgrenska. Septický šok je definován kritérii z kampaně přežití sepse nebo sepse III. Protože pouze asi 30 % pacientů s diagnostikovaným septickým šokem má pozitivní hemokulturu, zahrneme oba pacienty s pozitivní hemokulturou nebo bez ní. Po získání informovaného souhlasu budou pacienti během příjmu 3-5krát zanechávat vzorky žilní krve. Důvodem pro to bylo, že si nejsme zcela jisti, kdy pacienti mohou nebo nemohou vstoupit do stádia nouzové granulopoézy, ale na základě výsledků předchozích studií a abychom dosáhli rozumné proveditelnosti protokolu studie s co nejmenším množstvím chybějících údajů. tři odběry vzorků se zdály rozumným kompromisem.

Klinický význam Základní charakterizace glykomu a glykoproteomu v granulích neutrofilů poskytne pohled na stav glykokonjugátu v populacích buněčných prekurzorů, který se může předčasně uvolnit z kostní dřeně při nouzové granulopoéze vyvolané onemocněním, a bude s ním korelovat. jako je sepse, těžký aseptický zánět (trauma), autoimunitní onemocnění a rakovina. Naše studie neutrofilů z krve a kostní dřeně, stejně jako nouzové neutrofily od pacientů se sepsí a odpovídající modelové systémy nám tedy umožní nejen vytvářet mechanické modely a glykanové databáze, ale také vyvíjet nové diagnostické nástroje pro identifikaci a monitorování onemocnění. . Zde se primárně zaměřujeme na sepsi a následný rozvoj ARDS. Při ARDS neutrofily migrují do plicních sklípků a degranulují se, aby zabily bakterie. Při tomto procesu je však poškozena plicní tkáň a je podporován zánětlivý proces způsobující těžkou hypoxémii a život ohrožující respirační selhání. Protože se zdá, že glykom a glykoproteom hrají roli při rozlišování mezi škodlivými bakteriemi a endogenními strukturami, je důležité objasnit, zda existují nějaké možné interakce, které by mohly být provedeny pro kontrolu této části destruktivního zánětu.