Påvirkning av livsstilsfaktorer på nøytrofilmigrasjonspilotstudie

Denne studien vil undersøke hvordan eksterne faktorer involvert i immunitet som trening, koffeininntak, etanol, glukose og inntak av glukose og koffein påvirker nøytrofilmigrasjon.

Nøytrofiler er den mest fremtredende immuncellen i menneskelig blod og er involvert i en kompleks likevekt av immunbeskyttelse og autoimmun skade. Deres rekruttering til et betennelses- eller sårsted styres av sensing og rettet migrasjon til en konsentrasjonsgradient av tiltrekkende molekyler, en prosess som kalles kjemotaksi. Immunceller er også involvert i mange sykdommer, inkludert kreft. Evnen til å måle amplituden til en respons over tid for en spesifikk pasient, og variasjonen av denne responsen når pasienten engasjerer seg i visse aktiviteter eller bruker visse stoffer, vil forbedre forståelsen av hvordan visse livsstilsfaktorer påvirker immunresponsen. Tradisjonelle analyser krever store mengder blod og en lang renseprosess, noe som kan påvirke nøytrofilfunksjonen og strengt begrenser antallet mulige uttak fra en enkelt pasient. Den nye foreslåtte mikrofluidanalysen begrenser disse ulempene ettersom den har evnen til å rense nøytrofiler fra en 3 µL dråpe blod på mindre enn 5 minutter og måle kjemotaksen deres i en gradient av kjemokiner. Kritisk nok vil de foreslåtte studiene begynne å fylle et gap i nåværende forståelse av immunrespons ettersom tidligere studier fokuserte på enkeltendepunkter som sannsynligvis mangler tidlige hendelser i responsen på ekstern stimulus. Å forstå denne tidsmessige responsen kan ha implikasjoner i utviklingen av nye behandlinger samt forbedringer i diagnostisering av feil immunrespons.

KOALA-tilnærmingen (Kit On A Lid Assay) ble utviklet i professor Dave Beebes laboratorium og har blitt validert i en musemodell og hos astmatiske pasienter. I et samarbeid med Dr. Anna Huttenlocher har det vist seg at i motsetning til tradisjonell nøytrofil rensing kan KOALA utføres med små volumer blod, og en mye raskere rensetid.

På grunn av sine unike kvaliteter tillater KOALA gjentatt evaluering av nøytrofiladhesjon og kjemotakseegenskaper, og gjør det dermed til en attraktiv metode for å studere dynamiske nøytrofile endringer som kan oppstå som et resultat av en ekstern faktor.

Ved å bruke tradisjonelle makrobiologiske verktøy har forskere identifisert flere faktorer som kan spille viktige roller for å redusere nøytrofil respons og migrasjonsevne. Livsstils- og kostholdsfaktorer, blant annet, har vist seg å påvirke antall nøytrofiler, migrasjon og biokjemisk funksjon. For eksempel har søvnmangel vært knyttet til høyere nøytrofiltall, til tross for en kjent immundepressiv effekt. Fysisk trening resulterer i økt nøytrofiltall og økt nøytrofildegranulering. Kostholdsfaktorer, som koffein og etanol, har vist seg å påvirke immunfunksjonen.

Blodsukkeret vil bli testet på hvert tidspunkt ved hjelp av en blodsukkermonitor for å avgjøre om livsstilsfaktoren påvirker blodsukkeret (og følgelig nøytrofilfunksjonen). Alkoholforbruk kan gi både høyt og lavt blodsukker. Spesielt, mens lave doser alkohol kan ha en beskyttende effekt mot risiko for diabetes og metabolsk syndrom, har tung drikking vært assosiert med høyere glukosenivåer, noe som resulterer i økt risiko for både diabetes og metabolsk syndrom. Tilsvarende har akutt inntak av koffein vist seg å øke blodsukkernivået, men flere epidemiologiske studier har vist regelmessig kaffeforbruk forbundet med lavere risiko for type 2-diabetes. Måling av blodsukker hos personer i glukosestudien kan vise doseavhengige effekter på nøytrofiler.

For å bygge videre på denne forskningen, har etterforskerne til hensikt å undersøke rollen til disse livsstilsfaktorene på nøytrofilmigrasjon over mye kortere tidsskalaer enn tidligere studert. Etterforskerne foreslår å undersøke effekten av trening, etanolinntak og koffeinforbruk på nøytrofil oppførsel.

Helblod hentet fra forsøkspersoner med fingerstikk vil bli brukt i KOALA for å isolere nøytrofiler. Nøytrofil funksjon vil bli vurdert ved å måle absolutt migrasjonshastighet, kjemotaktisk indeks og kjemotaksehastighet (retningshastighet mot dannelsen av gradienten av kjemoattraktant).

Det primære resultatet av denne studien vil være å bestemme om trening, koffeinforbruk, etanol, glukose og kombinert inntak av glukose og koffein påvirker kjemotaktisk hastighet av nøytrofile celler. De sekundære resultatene er å bestemme om trening, koffeinforbruk, etanol, glukose og kombinert glukose- og koffeininntak påvirker den absolutte hastigheten og kjemotaktiske indeksen til nøytrofiler. Etterforskerne vil også vurdere om cytokinprofiler i blodet endres som følge av engasjement i spesifiserte livsstilsfaktorer.