Wpływ czynników związanych ze stylem życia na badanie pilotażowe migracji neutrofili

Badanie to zbada, w jaki sposób czynniki zewnętrzne związane z odpornością, takie jak ćwiczenia, spożycie kofeiny, etanolu, glukozy oraz spożycie glukozy i kofeiny, wpływają na migrację neutrofili.

Neutrofile są najbardziej widocznymi komórkami odpornościowymi w ludzkiej krwi i biorą udział w złożonej równowadze ochrony immunologicznej i uszkodzeń autoimmunologicznych. Ich rekrutacja do miejsca zapalenia lub zranienia jest kontrolowana przez wyczuwającą i ukierunkowaną migrację do gradientu stężeń cząsteczek przyciągających, proces zwany chemotaksją. Komórki odpornościowe są również zaangażowane w wiele chorób, w tym raka. Zdolność do mierzenia amplitudy odpowiedzi w czasie dla konkretnego pacjenta oraz zmienności tej odpowiedzi, gdy pacjent wykonuje określone czynności lub spożywa określone substancje, pozwoli lepiej zrozumieć, w jaki sposób pewne czynniki związane ze stylem życia wpływają na odpowiedź immunologiczną. Tradycyjne testy wymagają dużych objętości krwi i długiego procesu oczyszczania, co może wpływać na czynność neutrofili i ściśle ogranicza liczbę możliwych pobrań od jednego pacjenta. Zaproponowany nowy test mikroprzepływowy ogranicza te wady, ponieważ ma zdolność oczyszczania neutrofili z 3 µl kropli krwi w mniej niż 5 minut i mierzenia ich chemotaksji w gradiencie chemokin. Co najważniejsze, proponowane badania zaczną wypełniać lukę w obecnym rozumieniu odpowiedzi immunologicznej, ponieważ poprzednie badania koncentrowały się na pojedynczych punktach końcowych, które prawdopodobnie pomijały wczesne zdarzenia w odpowiedzi na bodziec zewnętrzny. Zrozumienie tej czasowej odpowiedzi może mieć wpływ na rozwój nowych metod leczenia, a także poprawę diagnostyki nieprawidłowej odpowiedzi immunologicznej.

Podejście KOALA (Kit On A Lid Assay) zostało opracowane w laboratorium profesora Dave'a Beebe i zostało zweryfikowane na modelu mysim oraz na ludzkich pacjentach cierpiących na astmę. We współpracy z dr Anną Huttenlocher wykazano, że w przeciwieństwie do tradycyjnego oczyszczania neutrofili, KOALA można przeprowadzić przy użyciu małych objętości krwi i znacznie szybszego czasu oczyszczania.

Dzięki swoim unikalnym właściwościom KOALA pozwala na wielokrotną ocenę adhezji neutrofili i właściwości chemotaksji, co czyni ją atrakcyjną metodą badania dynamicznych zmian neutrofilów, które mogą wystąpić w wyniku działania czynnika zewnętrznego.

Korzystając z tradycyjnych narzędzi makrobiologicznych, naukowcy zidentyfikowali kilka czynników, które mogą odgrywać ważną rolę w zmniejszaniu reaktywności i zdolności migracji neutrofili. Wykazano, że między innymi styl życia i dieta wpływają na liczbę neutrofili, migrację i funkcje biochemiczne. Na przykład brak snu został powiązany z wyższą liczbą neutrofilów, pomimo znanego efektu immunodepresyjnego. Ćwiczenia fizyczne powodują zwiększenie liczby neutrofili i zwiększoną degranulację neutrofili. Wykazano, że czynniki dietetyczne, takie jak kofeina i etanol, wpływają na funkcje odpornościowe.

Stężenie glukozy we krwi będzie badane w każdym punkcie czasowym za pomocą glukometru w celu ustalenia, czy czynnik stylu życia wpływa na poziom glukozy we krwi (a co za tym idzie, na czynność neutrofili). Spożywanie alkoholu może powodować zarówno wysoki, jak i niski poziom cukru we krwi. Konkretnie, podczas gdy niskie dawki alkoholu mogą mieć działanie ochronne przed ryzykiem cukrzycy i zespołu metabolicznego, intensywne picie wiąże się z wyższymi poziomami glukozy, co skutkuje zwiększonym ryzykiem zarówno cukrzycy, jak i zespołu metabolicznego. Podobnie wykazano, że ostre spożycie kofeiny zwiększa poziom glukozy we krwi, ale kilka badań epidemiologicznych wykazało, że regularne spożywanie kawy wiąże się z niższym ryzykiem cukrzycy typu 2. Pomiar stężenia glukozy we krwi osób biorących udział w badaniu glukozy może wykazać zależny od dawki wpływ na neutrofile.

Aby oprzeć się na tych badaniach, badacze zamierzają zbadać rolę tych czynników stylu życia w migracji neutrofili w znacznie krótszych skalach czasowych niż wcześniej badano. Badacze proponują zbadanie wpływu ćwiczeń, spożycia etanolu i kofeiny na zachowanie neutrofili.

Krew pełna uzyskana od badanych z opuszka palca zostanie wykorzystana w KOALA do wyizolowania neutrofili. Czynność neutrofili zostanie oceniona przez pomiar bezwzględnej szybkości migracji, wskaźnika chemotaksji i szybkości chemotaksji (prędkość kierunkowa w kierunku tworzenia się gradientu chemoatraktantu).

Głównym wynikiem tego badania będzie ustalenie, czy ćwiczenia fizyczne, spożycie kofeiny, etanolu, glukozy oraz łączne spożycie glukozy i kofeiny wpływają na szybkość chemotaktyczną neutrofili. Wtórnymi wynikami jest ustalenie, czy ćwiczenia fizyczne, spożycie kofeiny, etanolu, glukozy oraz łączne spożycie glukozy i kofeiny wpływają na bezwzględną prędkość i indeks chemotaktyczny neutrofili. Badacze ocenią również, czy profile cytokin we krwi zmieniają się w wyniku zaangażowania określonych czynników związanych ze stylem życia.