Indflydelse af livsstilsfaktorer på pilotundersøgelse af neutrofil migration

Denne undersøgelse vil undersøge, hvordan eksterne faktorer, der er impliceret i immunitet, såsom træning, koffeinindtagelse, ethanol, glucose og glucose og koffeinindtagelse påvirker neutrofil migration.

Neutrofiler er den mest fremtrædende immuncelle i humant blod og er involveret i en kompleks ligevægt af immunbeskyttelse og autoimmun skade. Deres rekruttering til et inflammatorisk eller sårsted styres af sensing og rettet migration til en koncentrationsgradient af tiltrækkende molekyler, en proces kaldet kemotaksi. Immunceller er også involveret i mange sygdomme, herunder kræft. Evnen til at måle amplituden af ​​et respons over tid for en specifik patient, og variationen af ​​dette respons, når patienten engagerer sig i bestemte aktiviteter eller indtager bestemte stoffer, vil forbedre forståelsen af, hvordan visse livsstilsfaktorer påvirker immunresponsen. Traditionelle analyser kræver store mængder blod og en lang rensningsproces, hvilket kan påvirke neutrofilfunktionen og strengt begrænser antallet af mulige udtagninger fra en enkelt patient. Det nye foreslåede mikrofluidiske assay begrænser disse ulemper, da det har evnen til at rense neutrofiler fra en 3 µL dråbe blod på mindre end 5 minutter og måle deres kemotakse i en gradient af kemokiner. Kritisk vil de foreslåede undersøgelser begynde at udfylde et hul i den nuværende forståelse af immunrespons, da tidligere undersøgelser fokuserede på enkelte endepunkter, der sandsynligvis mangler tidlige hændelser i responsen på ekstern stimulus. Forståelse af denne tidsmæssige reaktion kan have implikationer i udviklingen af ​​nye behandlinger såvel som forbedringer i diagnosticering af forkert immunrespons.

KOALA-tilgangen (Kit On A Lid Assay) blev udviklet i professor Dave Beebes laboratorium og er blevet valideret i en musemodel og hos astmatiske patienter. I et samarbejde med Dr. Anna Huttenlocher har det vist sig, at i modsætning til traditionel neutrofil oprensning, kan KOALA udføres med små mængder blod, og en meget hurtigere oprensningstid.

På grund af dets unikke kvaliteter tillader KOALA gentagen evaluering af neutrofil adhæsion og kemotakse egenskaber, hvilket gør det til en attraktiv metode til at studere dynamiske neutrofile ændringer, der kan opstå som følge af en ekstern faktor.

Ved hjælp af traditionelle makrobiologiske værktøjer har forskere identificeret flere faktorer, der kan spille vigtige roller i at reducere neutrofil reaktionsevne og migrationsevne. Livsstils- og kostfaktorer har blandt andet vist sig at påvirke neutrofiltal, migration og biokemisk funktion. For eksempel er søvnmangel blevet forbundet med højere neutrofiltal på trods af en kendt immundepressiv effekt. Fysisk træning resulterer i øget neutrofiltal og øget neutrofildegranulering. Kostfaktorer, såsom koffein og ethanol har vist sig at påvirke immunfunktionen.

Blodsukkeret vil blive testet på hvert tidspunkt ved hjælp af en blodsukkermonitor for at bestemme, om livsstilsfaktoren påvirker blodsukkeret (og dermed neutrofilfunktionen). Alkoholforbrug kan give både højt og lavt blodsukker. Specifikt, mens lave doser af alkohol kan have en beskyttende effekt mod risikoen for diabetes og metabolisk syndrom, har tungt drikkeri været forbundet med højere glukoseniveauer, hvilket resulterer i øget risiko for både diabetes og metabolisk syndrom. Tilsvarende har akut indtagelse af koffein vist sig at øge blodsukkerniveauet, men flere epidemiologiske undersøgelser har vist, at regelmæssigt kaffeforbrug er forbundet med en lavere risiko for type 2-diabetes. Måling af blodsukker på forsøgspersoner i glucoseundersøgelsen kan vise dosisafhængige effekter på neutrofiler.

For at bygge videre på denne forskning har efterforskerne til hensigt at undersøge, hvilken rolle disse livsstilsfaktorer spiller på neutrofil migration over meget kortere tidsskalaer end tidligere undersøgt. Efterforskerne foreslår at undersøge virkningerne af motion, ethanolindtagelse og koffeinforbrug på neutrofil adfærd.

Fuldblod opnået fra forsøgspersoner med fingerstik vil blive brugt i KOALA til at isolere neutrofiler. Neutrofil funktion vil blive vurderet ved at måle absolut migrationshastighed, kemotaktisk indeks og kemotaksehastighed (retningshastighed mod dannelsen af ​​gradienten af ​​kemoattraktant).

Det primære resultat af denne undersøgelse vil være at bestemme, om træning, koffeinforbrug, ethanol, glukose og kombineret glukose- og koffeinindtagelse påvirker neutrofil kemotaktisk hastighed. De sekundære resultater er at bestemme, om træning, koffeinforbrug, ethanol, glukose og kombineret glukose- og koffeinindtagelse påvirker neutrofilernes absolutte hastighed og kemotaktiske indeks. Efterforskerne vil også vurdere, om cytokinprofiler i blodet ændrer sig som følge af indgreb i de specificerede livsstilsfaktorer.