Az immunsejtek mitokondriális funkciója szepszisben (MitoSepsis)

Háttér

A bizonyítékok arra utalnak, hogy a szepszis és a szeptikus sokk súlyosan károsítja a mitokondriumokat, és az ebből eredő mitokondriális diszfunkció összefügg az ebből eredő szervi diszfunkció súlyosságával és kimenetelével. Szepszisben a mitokondriális rendellenességeket - biokémiai és ultrastrukturális - több szervben is felismerték, beleértve a májat, vesét, váz- és szívizomszövetet és vérsejteket. A mitokondriális funkciók szisztematikus áttekintése az oxigénfogyasztás, a 3. és a 4. állapotú légzés, a légzési enzimaktivitás vagy a szöveti ATP-szintek és a cserearányok alapján csökkent funkciót mutatott, különösen a 16 óránál tovább tartó szepszis modellekben. A redukált glutation, egy fontos intra-mitokondriális antioxidáns kimerült szintje a reaktív oxigénfajták (ROS) és a reaktív nitrogénfajták (RNS) fokozott termelésével kombinálva gátolja az oxidatív foszforilációt és az ATP képződését. A sejtek energia-anyagcseréjében ez a szerzett belső zavar hozzájárul a mitokondriális elektrontranszport lánc enzimkomplexek aktivitásának csökkenéséhez és az ATP bioszintézisének károsodásához, valamint hozzájárul a szepszisben a szervek diszfunkciójához.

A keringő immunsejtek fontos szerepet játszanak a szepszis patofiziológiájában. Az immunrendszer stimulálása megváltoztatja az immunsejtek energiaszükségletét; az immunsejtek aktivitásának leszabályozását elhúzódó szepszissel hozták összefüggésbe. Az immunsejtek aktivációja megköveteli az energiaigény növekedését, így a mitokondriális funkció károsodása miatti csökkent ATP-termelés a szepszis immunválaszának moduláló tényezője lehet. A perifériás vér mononukleáris sejtjeiben a mitokondriális funkció változásairól és energetikai kudarcokról számoltak be, és úgy tűnik, hogy összefüggésben állnak a szepszisre adott immunválasz modulációjával. Az endotoxin/interferon-γ-val inkubált makrofágok az oxigénfogyasztás csökkenését és a mitokondriális I komplex gátlását mutatják. Különböző mechanizmusokat javasoltak a mitokondriális funkció megváltoztatására ezekben a sejtekben, ideértve a NO-termelés növekedését és a mitokondriális fehérjék nitrálását [14], az IL-10 [15] vagy a prosztaglandinszintek emelkedését. Humán neutrofilekben az intakt mitokondriális funkció fontos szerepet játszik a kemotaxisban és a fagocitózisban, ezeknek a mechanizmusoknak a károsodása a mikrobiális kihívásokkal szembeni védekezési képesség csökkenéséhez vezet.

A HIF-1α egy transzkripciós faktor, amely kulcsfontosságú szabályozó tényezőként működik az oxigén homeosztázis kialakulásában. Normoxikus körülmények között a HIF-1α folyamatosan szintetizálódik és lebomlik hidroxilezés után olyan dioxigenázok által, amelyek oxigént, vasat és α-ketoglutarátot használnak szubsztrátként. A hipoxia során az oxigén alacsony elérhetősége korlátozza a reakciót; A HIF-1α már nem bomlik le, és gyorsan felhalmozódik, és beindítja az oxigén homeosztázisban részt vevő gének, például glikolitikus enzimek, glükóz transzporterek, vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF) és eritropoetin transzkripcióját. Hipoxiás körülmények között a HIF a légzési lánc fehérjéinek mRNS szintjének csökkenését is közvetíti, felkészíti a sejtet arra, hogy ATP-t főként glikolízisből és nem oxidatív foszforilációból termeljen, ezáltal optimalizálja a sejtenergiát és a homeosztázist a túléléshez és a hipoxia alatti működéshez.

A közelmúltban közzétett jelentések a gyulladást és az endotoxin-stimulációt a HIF-1α aktiválásával kapcsolták össze. Kimutatták, hogy a HIF-1α felszabályozott és stabilizálódott LPS-sel kezelt makrofágokban és monocitákban normoxikus körülmények között. Kimutatták, hogy a HIF-1α szintje csökkent a TLR4-ben hiányos makrofágokban az LPS stimuláció után, ami arra utal, hogy a HIF-1α LPS stimulációját a TLR4 közvetíti.

Súlyos szepszisben a humán immunsejtek mitokondriális működésére vonatkozó adatok korlátozottak, és a mitokondriális energiaszükséglet és -termelés, valamint a beteg állapotának és kimenetelének súlyossága közötti lehetséges korreláció nem jól megalapozott. Súlyos szepszis és szeptikus sokk esetén az immunológiai reakció egy kölcsönösen függő, rendkívül összetett rendszerből áll, amely különböző típusú immunsejteket, valamint pro- és gyulladásgátló citokineket foglal magában, amelyek egy időfüggő folyamatban vesznek részt. Egyetlen típusú immunsejtek és egyetlen citokinek mitokondriális funkcióját értékelő egyszerű in vitro vizsgálatok a szeptikus folyamat során csak egy időpontban nem biztos, hogy megfelelő modellek az immunrendszer összetett kölcsönhatásainak tükrözésére. Különböző kulcsszereplő sejtek mitokondriális funkcióinak, valamint specifikus pro- és gyulladásgátló citokinek és apoptózis markerek sorozatos mérései a szepszis más klinikai és laboratóriumi markereivel párhuzamosan e káros betegségmintázat alaposabb értékelését és megértését kínálhatják.

Célkitűzés

A projekt célja a mitokondriális funkcióban és az immunsejtek morfológiájában bekövetkezett változások átfogó vizsgálata súlyos szepszisben és szeptikus sokkban szenvedő betegeknél. Tervezzük a monociták, B-sejtek és CD4+ T-sejtek mitokondriális funkciójának változásait a különböző citokinek szintjével, valamint a szepszis súlyosságának és kimenetelének klasszikus klinikai és laboratóriumi paramétereivel összefüggésben.

Mód

Összesen 30 olyan beteget vonnak be a vizsgálatba, akik súlyos szepszis vagy szeptikus sokk miatt kerültek egy felsőfokú kórház intenzív osztályára (ICU), miután megkapták a beteg vagy a beteg hozzátartozójának írásos beleegyezését. Bármilyen krónikus fertőző, gyulladásos vagy autoimmun betegségben szenvedő, transzplantáció után vagy immunszuppresszív szerrel kezelt betegek kizártak.

Kontrollok: 30 egészséges önkéntes A monociták/granulociták mitokondriális funkciójának értékelése a mitokondriális komplex aktivitás mérésével történik, standard titrálási protokollt használva az I-IV komplex aktiválásának mérésére. Az IL-1, IL-6, IL-10 és TNF szérumszintjének mérésére standard kereskedelmi készleteket használnak.