Influenza dei fattori dello stile di vita sullo studio pilota sulla migrazione dei neutrofili

Questo studio esaminerà come i fattori esterni implicati nell'immunità come l'esercizio fisico, l'ingestione di caffeina, etanolo, glucosio e l'ingestione di glucosio e caffeina influenzano la migrazione dei neutrofili.

I neutrofili sono la cellula immunitaria più importante nel sangue umano e sono coinvolti in un complesso equilibrio di protezione immunitaria e danno autoimmune. Il loro reclutamento in un sito infiammatorio o lesionale è controllato dal rilevamento e dalla migrazione diretta verso un gradiente di concentrazione di molecole attrattive, un processo chiamato chemiotassi. Le cellule immunitarie sono anche implicate in molte malattie, incluso il cancro. La capacità di misurare l'ampiezza di una risposta nel tempo per un paziente specifico e la variazione di questa risposta quando il paziente si impegna in determinate attività o consuma determinate sostanze migliorerà la comprensione di come determinati fattori dello stile di vita influenzano la risposta immunitaria. I test tradizionali richiedono grandi volumi di sangue e un lungo processo di purificazione, che può influire sulla funzione dei neutrofili e limita rigorosamente il numero di prelievi possibili da un singolo paziente. Il nuovo test microfluidico proposto limita questi inconvenienti in quanto ha la capacità di purificare i neutrofili da una goccia di sangue di 3 µL in meno di 5 minuti e misurare la loro chemiotassi in un gradiente di chemochine. Fondamentalmente, gli studi proposti inizieranno a colmare una lacuna nell'attuale comprensione della risposta immunitaria poiché gli studi precedenti si sono concentrati su singoli endpoint che probabilmente mancavano di eventi precoci nella risposta allo stimolo esterno. La comprensione di questa risposta temporale può avere implicazioni nello sviluppo di nuovi trattamenti, nonché miglioramenti nella diagnosi di risposta immunitaria impropria.

L'approccio KOALA (Kit On A Lid Assay) è stato sviluppato nel laboratorio del professor Dave Beebe ed è stato convalidato in un modello murino e in pazienti asmatici umani. In collaborazione con la dott.ssa Anna Huttenlocher, è stato dimostrato che, contrariamente alla tradizionale purificazione dei neutrofili, KOALA può essere eseguito con piccoli volumi di sangue e un tempo di purificazione molto più rapido.

Grazie alle sue qualità uniche, KOALA consente la valutazione ripetuta dell'adesione dei neutrofili e delle proprietà chemiotassiche, rendendolo così un metodo interessante per studiare i cambiamenti dinamici dei neutrofili che possono verificarsi a seguito di un fattore esterno.

Utilizzando i tradizionali strumenti di macrobiologia, i ricercatori hanno identificato diversi fattori che possono svolgere un ruolo importante nel ridurre la reattività dei neutrofili e la capacità di migrazione. È stato dimostrato che i fattori dello stile di vita e della dieta, tra gli altri, hanno un impatto sulla conta dei neutrofili, sulla migrazione e sulla funzione biochimica. Ad esempio, la privazione del sonno è stata collegata a una conta dei neutrofili più elevata, nonostante un noto effetto immunodepressivo. L'esercizio fisico comporta un aumento della conta dei neutrofili e una maggiore degranulazione dei neutrofili. È stato dimostrato che i fattori dietetici, come la caffeina e l'etanolo, hanno un impatto sulla funzione immunitaria.

La glicemia verrà testata in ogni momento utilizzando un monitor della glicemia per determinare se il fattore dello stile di vita sta influenzando la glicemia (e di conseguenza, la funzione dei neutrofili). Il consumo di alcol può causare livelli di zucchero nel sangue sia alti che bassi. In particolare, mentre basse dosi di alcol possono avere un effetto protettivo contro il rischio di diabete e sindrome metabolica, il consumo eccessivo di alcol è stato associato a livelli di glucosio più elevati, con conseguente aumento del rischio sia di diabete che di sindrome metabolica. Allo stesso modo, è stato dimostrato che l'ingestione acuta di caffeina aumenta i livelli di glucosio nel sangue, ma diversi studi epidemiologici hanno dimostrato che il consumo regolare di caffè è associato a un minor rischio di diabete di tipo 2. La misurazione della glicemia su soggetti nello studio del glucosio può mostrare effetti dipendenti dalla dose sui neutrofili.

Per basarsi su questa ricerca, i ricercatori intendono sondare il ruolo di questi fattori dello stile di vita sulla migrazione dei neutrofili su scale temporali molto più brevi di quanto precedentemente studiato. I ricercatori propongono di esaminare gli effetti dell'esercizio fisico, dell'ingestione di etanolo e del consumo di caffeina sul comportamento dei neutrofili.

Il sangue intero ottenuto da soggetti mediante puntura del dito verrà utilizzato in KOALA per isolare i neutrofili. La funzione dei neutrofili sarà valutata misurando la velocità assoluta di migrazione, l'indice chemiotattico e la velocità della chemiotassi (velocità direzionale verso la formazione del gradiente di chemiotattico).

L'esito principale di questo studio sarà determinare se l'esercizio fisico, il consumo di caffeina, l'etanolo, il glucosio e l'ingestione combinata di glucosio e caffeina influenzano la velocità chemiotattica dei neutrofili. Gli esiti secondari sono determinare se l'esercizio, il consumo di caffeina, l'etanolo, il glucosio e l'ingestione combinata di glucosio e caffeina influenzano la velocità assoluta e l'indice chemiotattico dei neutrofili. Gli investigatori valuteranno anche se i profili delle citochine nel sangue cambiano a seguito dell'impegno in specifici fattori dello stile di vita.