Invloed van leefstijlfactoren op de pilotstudie over de migratie van neutrofielen

Deze studie zal onderzoeken hoe externe factoren die betrokken zijn bij immuniteit, zoals lichaamsbeweging, inname van cafeïne, ethanol, glucose en inname van glucose en cafeïne, de migratie van neutrofielen beïnvloeden.

Neutrofielen zijn de meest prominente immuuncel in menselijk bloed en zijn betrokken bij een complex evenwicht van immuunbescherming en auto-immuunschade. Hun rekrutering naar een plaats van ontsteking of verwonding wordt gecontroleerd door de detectie en gerichte migratie naar een concentratiegradiënt van lokmiddelmoleculen, een proces dat chemotaxis wordt genoemd. Immuuncellen zijn ook betrokken bij veel ziekten, waaronder kanker. De mogelijkheid om de amplitude van een respons in de loop van de tijd te meten voor een specifieke patiënt, en de variatie van deze respons wanneer de patiënt bepaalde activiteiten uitvoert of bepaalde stoffen consumeert, zal het begrip verbeteren van hoe bepaalde leefstijlfactoren de immuunrespons beïnvloeden. Traditionele assays vereisen grote hoeveelheden bloed en een lang zuiveringsproces, wat de neutrofielenfunctie kan beïnvloeden en het aantal mogelijke afnames van een enkele patiënt strikt beperkt. De voorgestelde nieuwe microfluïdische test beperkt deze nadelen omdat het de mogelijkheid heeft om neutrofielen te zuiveren uit een druppel bloed van 3 μL in minder dan 5 minuten en hun chemotaxis te meten in een gradiënt van chemokines. Het is van cruciaal belang dat de voorgestelde onderzoeken een leemte beginnen op te vullen in het huidige begrip van de immuunrespons, aangezien eerdere onderzoeken zich concentreerden op enkele eindpunten die waarschijnlijk vroege gebeurtenissen in de reactie op externe prikkels missen. Het begrijpen van deze temporele respons kan gevolgen hebben voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen en voor verbeteringen in de diagnose van een onjuiste immuunrespons.

De KOALA-benadering (Kit On A Lid Assay) is ontwikkeld in het laboratorium van professor Dave Beebe en is gevalideerd in een muismodel en bij menselijke astmapatiënten. In samenwerking met Dr. Anna Huttenlocher is aangetoond dat KOALA, in tegenstelling tot de traditionele zuivering van neutrofielen, kan worden uitgevoerd met kleine hoeveelheden bloed en een veel snellere zuiveringstijd.

Vanwege zijn unieke eigenschappen maakt KOALA herhaalde evaluatie van neutrofieladhesie en chemotaxis-eigenschappen mogelijk, waardoor het een aantrekkelijke methode is voor het bestuderen van dynamische neutrofielveranderingen die kunnen optreden als gevolg van een externe factor.

Met behulp van traditionele macrobiologische hulpmiddelen hebben onderzoekers verschillende factoren geïdentificeerd die een belangrijke rol kunnen spelen bij het verminderen van de responsiviteit van neutrofielen en het migratievermogen. Er is aangetoond dat onder andere leefstijl- en voedingsfactoren van invloed zijn op het aantal neutrofielen, de migratie en de biochemische functie. Slaapgebrek is bijvoorbeeld in verband gebracht met een hoger aantal neutrofielen, ondanks een bekend immunodepressief effect. Lichaamsbeweging resulteert in een verhoogd aantal neutrofielen en een verhoogde degranulatie van neutrofielen. Van voedingsfactoren, zoals cafeïne en ethanol, is aangetoond dat ze de immuunfunctie beïnvloeden.

De bloedglucose wordt op elk tijdstip getest met behulp van een bloedglucosemeter om te bepalen of de leefstijlfactor de bloedglucose (en bijgevolg de neutrofielenfunctie) beïnvloedt. Alcoholgebruik kan zowel een hoge als een lage bloedsuikerspiegel veroorzaken. Hoewel lage doses alcohol een beschermend effect kunnen hebben tegen het risico op diabetes en het metabool syndroom, is zwaar drinken in verband gebracht met hogere glucosespiegels, wat resulteert in een verhoogd risico op zowel diabetes als het metabool syndroom. Evenzo is aangetoond dat acute inname van cafeïne de bloedglucosespiegel verhoogt, maar verschillende epidemiologische onderzoeken hebben aangetoond dat regelmatige koffieconsumptie in verband wordt gebracht met een lager risico op diabetes type 2. Het meten van bloedglucose bij proefpersonen in het glucoseonderzoek kan dosisafhankelijke effecten op neutrofielen vertonen.

Om op dit onderzoek voort te bouwen, zijn de onderzoekers van plan de rol van deze levensstijlfactoren op de migratie van neutrofielen te onderzoeken over veel kortere tijdschalen dan eerder is bestudeerd. De onderzoekers stellen voor om de effecten van lichaamsbeweging, inname van ethanol en cafeïneconsumptie op het gedrag van neutrofielen te onderzoeken.

Volbloed verkregen van proefpersonen door middel van een vingerprik zal in KOALA worden gebruikt om neutrofielen te isoleren. De functie van neutrofielen zal worden beoordeeld door de absolute migratiesnelheid, chemotactische index en chemotaxissnelheid (richtingssnelheid naar de vorming van de gradiënt van chemoattractant) te meten.

Het primaire resultaat van deze studie zal zijn om te bepalen of lichaamsbeweging, cafeïneconsumptie, ethanol, glucose en gecombineerde inname van glucose en cafeïne de chemotactische snelheid van neutrofielen beïnvloeden. De secundaire uitkomsten zijn om te bepalen of lichaamsbeweging, cafeïneconsumptie, ethanol, glucose en gecombineerde inname van glucose en cafeïne de absolute snelheid en chemotactische index van neutrofielen beïnvloeden. Ook beoordelen de onderzoekers of cytokineprofielen in het bloed veranderen als gevolg van het aangaan van de gespecificeerde leefstijlfactoren.