Hätäneutrofiilien ja glykaanien rooli leikkauksen jälkeisissä ja septisissa potilaissa

Kaikenlaisia ​​postoperatiivisia komplikaatioita esiintyy monilla potilailla, joille tehdään suuren riskin syöpäleikkaus, kuten haima-, ruokatorvi- tai munasarjasyöpäleikkaus (3, 4). Näillä potilailla on riski saada haavatulehdus pääasiassa aliravitsemuksesta ja haastavista leikkaustiloista johtuen (5, 6) Joidenkin potilaiden pitkittynyt tulehdusreaktio (ylivirtaus) voi johtaa monielinten vajaatoimintaan (MOF) (7, 8).

Postoperatiivinen immunosuppressio Leikkauksen jälkeisten proinflammatoristen vaikutusten hoitamiseksi potilaat kuitenkin tuottavat myös anti-inflammatorisia sytokiinejä, pääasiassa IL-4:ää, IL-10:tä ja IL-1 Ra:ta. Tätä kutsutaan kompensoivaksi tulehdusreaktiooireyhtymäksi (CARS). Komplikaatioissa tai aliravitsemuksessa voi sen sijaan olla CARS-mekanismien ylitys, mikä johtaa immuunivasteen tukahdutukseen (9, 10).

Tulehdusjärjestelmien epätasapainoon johtava kirurginen stressi kuluttaa kiertäviä neutrofiilejä ja rasittaa luuydintä vapauttamaan epäkypsiä, vähemmän tehokkaita neutrofiilejä verenkiertoon, tätä tapahtumaa kutsutaan hätägranulopoeesiksi (11, 12).

Sepsis ja ARDS Sepsis on yksi johtavista kuolinsyistä Ruotsissa ja maailmanlaajuisesti, ja sille on ominaista hallitsematon tulehdusreaktio (13). Sairaus voi koskea kaikkia, myös aiemmin terveitä ihmisiä, ja se ilmenee, kun normaali bakteeri-infektio tunkeutuu verenkiertoon ja keho reagoi sitten tulehdusreaktiolla. Sepsiksen akuutti elinten toimintahäiriö vaikuttaa ensisijaisesti hengitys- ja verenkiertoelimiin (14). Keuhkokuume on sepsiksen yleisin taustalla oleva syy ja hengitysvajaus on yleisin elinten toimintahäiriö septisessä sokissa (15). Keuhkokuume, johon liittyy septinen shokki, voi kehittyä hengitysvaikeusoireyhtymäksi (ARDS), johon liittyy erittäin korkea kuolleisuus, noin 40 % (16-18). Äskettäin ARDS:n on osoitettu liittyvän neutrofiilien kulkeutumiseen keuhkojen alveoleihin, ja infiltraatio saa aikaan tulehdusreaktion, jonka patofysiologiset mekanismit ovat epätäydellisesti kartoitettuja. Lisääntynyt tietämys neutrofiilien roolista ARDS:ssä voisi siten auttaa ymmärtämään tätä monimutkaista oireyhtymää (19, 20). Sepsiksessä riittävän kiertävien neutrofiilien tarve tartunnan torjumiseksi on niin suuri, että reservivarastot ovat lopussa ja granulopoieesi siirtyy hätätilaan. Tämä johtaa epäkypsien neutrofiilien vapautumiseen verenkiertoon, niin sanottu siirtymä vasemmalle, jota käytetään sepsiksen indikaattorina. Tämän seurauksena verenkierrossa olevat neutrofiilit sepsiksessä voivat olla hyvin heterogeenisia, mikä näkyy myös autoimmuunisairauksissa ja syövässä (21). Tällä hetkellä ei ole olemassa työkaluja näiden hätäneutrofiilipopulaatioiden asianmukaiseen tutkimiseen diagnoosissa ja taudin seurannassa.

Neutrofiilit ja hätägranulopoeesi Polymorfonukleaariset neutrofiilit muodostavat runsaan valkosolupopulaation. Niiden päätehtävänä on tarjota isännän luontainen immuunisuojaus mikrobien hyökkäyksiltä, ​​vaeltamisesta infektiokohtaan, mikrobien nielaisemiseksi fagosytoosin avulla ja saaliin tappamiseksi reaktiivisten happilajien (ROS) ja antimikrobisten raeproteiinien hyökkäyksiltä (22). ). Systeemisen infektion tai tulehduksen, esim. sepsiksen tai trauman, yhteydessä luuydin siirtyy hätägranulopoieesitilaan, joka on täynnä sytokiinejä, jotka lisäävät neutrofiilien tuotantoa ja selviytymistä nopeaa verenkiertoa varten (23-25). Viime aikoina on kehittynyt edistyneitä tekniikoita, jotka mahdollistavat vakaan tilan ja hätäneutrofiilien eri kehitysvaiheiden eristämisen, ja näiden karakterisointi on juuri alkanut (26). Glykaanit Immuunisolujen pinnoilla proteiineihin ja lipideihin kiinnittyneet glykaanit (polysakkaridit) toimivat ligandeina glykaania sitoville proteiineille, lektiineille. Useita neutrofiiliprosesseja ohjaavat glycan-lektiini vuorovaikutukset; selektiiniohjattu pyöriminen endoteelillä, siglec-välitteiset estävät signaalit ja efektoritoiminnan aktivointi galektiinien toimesta. Monet proteiinit, jotka päätyvät solunsisäisiin neutrofiilien rakeisiin, ovat erittäin glykosyloituneita, mutta ei tiedetä paljoakaan siitä, kehittyykö neutrofiilien glykoomi erilaistumisprosessin "ajoituksen mukaan" aikana ja miten hätägranulopoieesi vaikuttaa tähän. systeemisen infektion ja tulehduksen aikana. Tässä on selkeä tiedonvaje.

Asetukset, tutkimussuunnitelmat, potilaat ja menetelmät Tämä projekti on Sahlgrenskan yliopistollisen sairaalan ja Göteborgin yliopiston, Göteborgin, Ruotsin yhteistyö.

Aikuiset (> 18-vuotiaat) potilaat löytyvät Sahlgrenskan yliopistollisen sairaalan leikkausjonotuslistalta, koska heille arvioidaan ja suunnitellaan leikkausaika erilaisiin pahanlaatuisiin kasvaimiin, haimasyöpään, ruokatorven pahanlaatuisuuteen ja munasarjasyöpään. Lisäksi toiseen tutkimukseen otamme mukaan sydänleikkauksessa olevat potilaat, joiden sydänkeuhkokone on toiminnassa leikkauksen aikana. Nämä potilaat sisällytetään myös leikkausjonoluetteloon.

Sahlgrenskan yliopistollisen sairaalan tehohoitokeskuksen päivittäisiltä kierroksilta otetaan septiseen sokkipotilaat. Septinen sokki määritellään Selviytyvä sepsis -kampanjan tai sepsis III:n kriteereillä. Koska vain noin 30 %:lla potilaista, joilla on diagnosoitu septinen sokki, on positiivinen veriviljely, otetaan mukaan molemmat potilaat, joilla on positiivinen veriviljely tai ei. Saatuaan tietoisen suostumuksen potilaat jättävät laskimoverinäytteet 3-5 kertaa vastaanoton aikana. Syynä tälle oli se, että emme ole täysin varmoja siitä, milloin potilaat voivat siirtyä hätägranulopoeesin vaiheeseen, mutta perustuen aikaisempien tutkimusten tuloksiin ja saavuttaaksemme tutkimusprotokollan kohtuullinen toteutettavuus mahdollisimman vähän puuttuvilla tiedoilla kolme näytteenottokertaa vaikutti järkevältä kompromissilta.

Kliininen merkitys Glykomin ja glykoproteomin perusluokittelu neutrofiilirakeissa antaa näkemyksiä ja korreloi glykokonjugaattitilan soluprekursoripopulaatioissa, jotka voivat vapautua ennenaikaisesti luuytimestä sairauden aiheuttaman hätägranulopoieesin seurauksena, kuten sepsis, vakava aseptinen tulehdus (trauma), autoimmuunisairaus ja syöpä. Siksi tutkimuksemme verestä ja luuytimestä peräisin olevista neutrofiileistä sekä sepsispotilaiden hätäneutrofiileista ja vastaavista mallijärjestelmistä antavat meille mahdollisuuden paitsi rakentaa mekanistisia malleja ja glykaanitietokantoja, myös kehittää uusia diagnostisia työkaluja sairauksien tunnistamiseen ja seurantaan. . Tässä ensisijaisena painopisteemme on sepsis ja myöhempi ARDS:n kehitys. ARDS:ssä neutrofiilit siirtyvät keuhkojen keuhkorakkuloihin ja hajoavat bakteerien tappamiseksi. Kuitenkin prosessissa keuhkokudos vaurioituu ja tulehdusprosessi, joka aiheuttaa vakavan hypoksemian ja hengenvaarallisen hengitysvajauksen, voimistuu. Koska glykomilla ja glykoproteomilla näyttää olevan rooli haitallisten bakteerien ja endogeenisten rakenteiden erottamisessa, on tärkeää selvittää, onko olemassa mitään mahdollisia vuorovaikutuksia, joilla voitaisiin hallita tätä tuhoavan tulehduksen osaa.