Influencia de los factores del estilo de vida en el estudio piloto de migración de neutrófilos

Este estudio investigará cómo los factores externos implicados en la inmunidad, como el ejercicio, la ingesta de cafeína, el etanol, la glucosa y la ingesta de glucosa y cafeína, influyen en la migración de neutrófilos.

Los neutrófilos son las células inmunitarias más prominentes en la sangre humana y están involucradas en un equilibrio complejo de protección inmunitaria y daño autoinmune. Su reclutamiento a un sitio inflamatorio o lesionado está controlado por la detección y migración dirigida a un gradiente de concentración de moléculas atrayentes, un proceso llamado quimiotaxis. Las células inmunes también están implicadas en muchas enfermedades, incluido el cáncer. La capacidad de medir la amplitud de una respuesta a lo largo del tiempo para un paciente específico y la variación de esta respuesta cuando el paciente realiza ciertas actividades o consume ciertas sustancias mejorará la comprensión de cómo ciertos factores del estilo de vida afectan la respuesta inmune. Los ensayos tradicionales requieren grandes volúmenes de sangre y un largo proceso de purificación, lo que puede afectar la función de los neutrófilos y limita estrictamente el número de extracciones posibles de un solo paciente. El nuevo ensayo de microfluidos propuesto limita estos inconvenientes, ya que tiene la capacidad de purificar neutrófilos de una gota de sangre de 3 µL en menos de 5 minutos y medir su quimiotaxis en un gradiente de quimiocinas. Fundamentalmente, los estudios propuestos comenzarán a llenar un vacío en la comprensión actual de la respuesta inmunitaria, ya que los estudios anteriores se centraron en criterios de valoración únicos que probablemente pasan por alto eventos tempranos en la respuesta a estímulos externos. La comprensión de esta respuesta temporal puede tener implicaciones en el desarrollo de nuevos tratamientos, así como mejoras en el diagnóstico de la respuesta inmunitaria inadecuada.

El enfoque KOALA (Kit On A Lid Assay) se desarrolló en el laboratorio del profesor Dave Beebe y se validó en un modelo de ratón y en pacientes asmáticos humanos. En colaboración con la Dra. Anna Huttenlocher, se ha demostrado que, a diferencia de la purificación tradicional de neutrófilos, KOALA se puede realizar con pequeños volúmenes de sangre y un tiempo de purificación mucho más rápido.

Debido a sus cualidades únicas, KOALA permite la evaluación repetida de las propiedades de adhesión y quimiotaxis de los neutrófilos, lo que lo convierte en un método atractivo para estudiar los cambios dinámicos de los neutrófilos que pueden ocurrir como resultado de un factor externo.

Utilizando herramientas tradicionales de macrobiología, los investigadores han identificado varios factores que pueden desempeñar un papel importante en la reducción de la capacidad de respuesta y migración de los neutrófilos. Se ha demostrado que los factores del estilo de vida y la dieta, entre otros, afectan el recuento de neutrófilos, la migración y la función bioquímica. Por ejemplo, la privación del sueño se ha relacionado con un mayor recuento de neutrófilos, a pesar de un conocido efecto inmunodepresivo. El ejercicio físico da como resultado un mayor recuento de neutrófilos y una mayor desgranulación de neutrófilos. Se ha demostrado que los factores dietéticos, como la cafeína y el etanol, afectan la función inmunológica.

La glucosa en sangre se analizará en cada momento con un monitor de glucosa en sangre para determinar si el factor del estilo de vida está afectando la glucosa en sangre (y, en consecuencia, la función de los neutrófilos). El consumo de alcohol puede causar niveles altos y bajos de azúcar en la sangre. Específicamente, mientras que las dosis bajas de alcohol pueden tener un efecto protector contra el riesgo de diabetes y síndrome metabólico, el consumo excesivo de alcohol se ha asociado con niveles más altos de glucosa, lo que resulta en un mayor riesgo tanto de diabetes como de síndrome metabólico. De manera similar, se ha demostrado que la ingestión aguda de cafeína aumenta los niveles de glucosa en sangre, pero varios estudios epidemiológicos han demostrado que el consumo regular de café se asocia con un menor riesgo de diabetes tipo 2. La medición de la glucosa en sangre en los sujetos del estudio de glucosa puede mostrar efectos dependientes de la dosis en los neutrófilos.

Para aprovechar esta investigación, los investigadores tienen la intención de probar el papel de estos factores de estilo de vida en la migración de neutrófilos en escalas de tiempo mucho más cortas que las que se han estudiado previamente. Los investigadores proponen examinar los efectos del ejercicio, la ingestión de etanol y el consumo de cafeína en el comportamiento de los neutrófilos.

La sangre completa obtenida de los sujetos por punción en el dedo se utilizará en KOALA para aislar los neutrófilos. La función de los neutrófilos se evaluará midiendo la velocidad de migración absoluta, el índice quimiotáctico y la velocidad de quimiotaxis (velocidad direccional hacia la formación del gradiente de quimioatrayente).

El resultado principal de este estudio será determinar si el ejercicio, el consumo de cafeína, el etanol, la glucosa y la ingestión combinada de glucosa y cafeína afectan la velocidad quimiotáctica de los neutrófilos. Los resultados secundarios son determinar si el ejercicio, el consumo de cafeína, el etanol, la glucosa y la ingesta combinada de glucosa y cafeína afectan la velocidad absoluta y el índice quimiotáctico de los neutrófilos. Los investigadores también evaluarán si los perfiles de citoquinas en la sangre cambian como resultado de participar en los factores de estilo de vida específicos.