Rollen af ​​akutte neutrofiler og glykaner hos postoperative og septiske patienter

Postoperative komplikationer af enhver art forekommer hos mange af de patienter, der gennemgår højrisiko-kræftoperationer, såsom kirurgi for pancreas-, spiserørs- eller ovarie-malignitet (3, 4) Disse patienter har en risiko for sårinfektion hovedsageligt på grund af underernæring og udfordrende kirurgiske tilstande (5, 6) Et forlænget inflammatorisk respons (overshoot) hos nogle patienter kan føre til multipel organsvigt (MOF) (7, 8).

Postoperativ immunsuppression Men for at håndtere de postoperative proinflammatoriske virkninger producerer patienter også antiinflammatoriske cytokiner, hovedsageligt IL-4, IL-10 og IL-1 Ra. Dette kaldes kompensatorisk inflammatorisk respons syndrom (CARS). I tilfælde af komplikationer eller underernæring kan der i stedet være tale om et overskridelse af CARS-mekanismerne, der fører til en suppression af immunresponset (9, 10).

Den kirurgiske stress, der resulterer i en ubalance i de inflammatoriske systemer, forbruger de cirkulerende neutrofiler og stresser knoglemarven til at frigive umodne, mindre effektive neutrofiler i blodbanen, en hændelse kaldet nødgranulopoese(11, 12).

Sepsis og ARDS Sepsis er en af ​​de førende dødsårsager i Sverige og globalt, og er karakteriseret ved en ukontrolleret inflammatorisk reaktion (13). Sygdommen kan ramme alle, også tidligere raske mennesker, og opstår, når en normal bakteriel infektion invaderer blodbanen og kroppen derefter reagerer med en betændelsesreaktion. Akut organdysfunktion ved sepsis påvirker primært åndedræts- og kredsløbssystemer (14). Pneumoni er den mest almindelige underliggende årsag til sepsis, og respiratorisk insufficiens er den mest almindelige organdysfunktion ved septisk shock (15). Lungebetændelse med septisk shock kan udvikle sig til respiratory distress syndrome (ARDS) forbundet med en meget høj dødelighed, omkring 40% (16-18) For nylig har ARDS vist sig at være forbundet med migration af neutrofiler, ind i lungealveolerne, og at f.eks. infiltration driver en inflammatorisk reaktion, for hvilken de patofysiologiske mekanismer er ufuldstændigt kortlagt. Øget viden om neutrofilens rolle i ARDS kunne således gavne forståelsen af ​​dette komplekse syndrom (19, 20). Ved sepsis er efterspørgslen efter nok cirkulerende neutrofiler til at bekæmpe infektionen så høj, at reservepuljer er opbrugt, og granulopoiesis skifter til nødtilstand. Dette resulterer i frigivelse af umodne neutrofiler i cirkulationen, det såkaldte venstreskift, der bruges som en indikator for sepsis. Som følge heraf kan cirkulerende neutrofiler i sepsis være meget heterogene, en effekt der også ses ved autoimmune sygdomme og cancer (21). Der er i øjeblikket ingen værktøjer til korrekt at undersøge disse nødsituationer af neutrofile populationer til at bruge til diagnose og sygdomsopfølgning.

Neutrofiler og nødgranulopose Polymorfonukleære neutrofiler udgør den hyppigste population af hvide blodlegemer. Deres hovedopgave er at yde medfødt immunbeskyttelse af værten mod mikrobielt angreb, migrering til infektionsstedet, opsluge mikroberne ved fagocytose og dræbe byttet gennem angreb fra reaktive oxygenarter (ROS) og antimikrobielle granulatproteiner (22 ). Ved systemisk infektion eller betændelse, f.eks. sepsis eller traume, går knoglemarven ind i en nødsituation granulopoiesis, gennemsyret af cytokiner, der øger produktionen og overlevelsen af ​​neutrofiler til hurtig levering til blodet (23-25). For nylig er der udviklet avancerede teknikker, der muliggør isolering af forskellige udviklingsstadier af steady-state og nødneutrofiler, og karakterisering af disse er lige begyndt (26). Glykaner Glykaner (polysaccharider) bundet til proteiner og lipider på overfladerne på immunceller fungerer som ligander for glycanbindende proteiner, lectiner. Adskillige neutrofile processer styres af gly¬can-lectin-interaktioner; selektin-styret rulle på endotelet, siglec-medierede inhiberende signaler og aktivering af effektorfunktion af galectiner. Mange af de proteiner, der ender i neutrofile intracellulære granula, er stærkt glykosylerede, men man ved ikke meget om, om og hvordan det neutrofile glykom udvikler sig under differentieringsprocessen 'targeting-by-timing', og hvordan dette påvirkes af nødgranulopoiesis under systemisk infektion og betændelse. Her er et tydeligt vidensgab.

Indstillinger, forskningsdesign, patienter og metoder Dette projekt er et samarbejde mellem Sahlgrenska Universitetshospitalet og Göteborg Universitet, Göteborg, Sverige.

Voksne patienter (>18 år) findes fra den kirurgiske venteliste på Sahlgrenska Universitetshospitalet, da de vurderes og planlægges til operation for forskellige former for maligniteter, pancreas malignitet, esophageal malignitet og ovarie malignitet. Desuden vil vi i en anden undersøgelse inkludere patienter, der gennemgår hjertekirurgi, med en hjertelungemaskine i drift under operationen. Disse patienter vil også blive optaget på den kirurgiske venteliste.

Patienter i septisk shock vil blive inkluderet fra daglige runder på den centrale intensivafdeling på Sahlgrenska Universitetshospitalet. Septisk shock er defineret af kriterier fra Surviving sepsis-kampagne eller sepsis III. Da kun omkring 30 % af de patienter, der er diagnosticeret med septisk shock, har en positiv blodkultur, vil vi inkludere både patienter med eller uden positiv blodkultur. Efter at have indhentet informeret samtykke vil patienter efterlade venøse blodprøver 3-5 gange under deres indlæggelse. Begrundelsen for dette var, at vi ikke er helt sikre på, hvornår patienter kan eller ikke kan komme ind i stadiet af akut granulopoese, men baseret på resultater fra tidligere undersøgelser, og for at opnå en rimelig gennemførlighed af undersøgelsesprotokollen med så lidt manglende data som muligt. tre prøveudtagninger syntes at være et rimeligt kompromis.

Klinisk betydning Den grundlæggende karakterisering af glykom og glykoproteom i neutrofile granula vil give indsigt i og være korreleret med glykokonjugatstatus i celleprækursorpopulationerne, som kan frigives for tidligt fra knoglemarven ved nødgranulopoiesis induceret af sygdom, såsom sepsis, svær aseptisk betændelse (traume), autoimmun sygdom og cancer. Derfor vil vores undersøgelser af neutrofiler fra blod og knoglemarv samt nødneutrofiler fra patienter med sepsis og tilsvarende modelsystemer gøre os i stand til ikke kun at opbygge mekanistiske modeller og glykandatabaser, men også at udvikle nye diagnostiske værktøjer til at identificere og overvåge sygdom. . Her er vores primære fokus sepsis og den efterfølgende udvikling af ARDS. I ARDS migrerer neutrofiler ind i alveolerne i lungerne og degranulerer for at dræbe bakterier. Men i processen bliver lungevævet skadet, og den inflammatoriske proces, der forårsager alvorlig hypoxæmi og livstruende respirationssvigt, tændes på. Da glykomet og glycoproteomet ser ud til at spille en rolle i skelnen mellem skadelige bakterier og endogene strukturer, er det vigtigt at afklare, om der er nogen mulige interaktioner, der kunne foretages for at kontrollere denne del af den destruktive inflammation.