Rola pilnych neutrofili i glikanów u pacjentów pooperacyjnych i septycznych

Powikłania pooperacyjne wszelkiego rodzaju występują u wielu pacjentów poddawanych zabiegom chirurgicznym wysokiego ryzyka, takim jak operacja raka trzustki, przełyku lub jajnika (3, 4). Pacjenci ci są narażeni na ryzyko zakażenia rany głównie z powodu niedożywienia i trudnych warunków chirurgicznych (5, 6) Przedłużająca się reakcja zapalna (przekroczenie) u niektórych pacjentów może prowadzić do niewydolności wielonarządowej (MOF) (7, 8).

Immunosupresja pooperacyjna Aby poradzić sobie z pooperacyjnym działaniem prozapalnym, pacjenci wytwarzają również cytokiny przeciwzapalne, głównie IL-4, IL-10 i IL-1 Ra. Nazywa się to zespołem kompensacyjnej odpowiedzi zapalnej (CARS). W przypadku powikłań lub niedożywienia zamiast tego może dojść do przeregulowania mechanizmów CARS, które prowadzą do zahamowania odpowiedzi immunologicznej (9, 10).

Stres chirurgiczny skutkujący brakiem równowagi w układach zapalnych zużywa krążące neutrofile i obciąża szpik kostny, aby uwolnić niedojrzałe, mniej wydajne neutrofile do krwioobiegu, zdarzenie zwane granulopoezą awaryjną (11, 12).

Sepsa i ARDS Sepsa jest jedną z głównych przyczyn śmierci w Szwecji i na całym świecie i charakteryzuje się niekontrolowaną reakcją zapalną (13). Choroba może dotknąć każdego, w tym wcześniej zdrowych ludzi, i pojawia się, gdy normalna infekcja bakteryjna atakuje krwioobieg, a następnie organizm reaguje reakcją zapalną. Ostra dysfunkcja narządowa w przebiegu sepsy dotyczy przede wszystkim układu oddechowego i krążenia (14). Zapalenie płuc jest najczęstszą przyczyną sepsy, a niewydolność oddechowa jest najczęstszą dysfunkcją narządową we wstrząsie septycznym (15). Zapalenie płuc ze wstrząsem septycznym może rozwinąć się w zespół niewydolności oddechowej (ARDS) związany z bardzo wysoką śmiertelnością, około 40% (16-18). Ostatnio wykazano, że ARDS jest związany z migracją neutrofili do pęcherzyków płucnych i że naciek wywołuje reakcję zapalną, której mechanizmy patofizjologiczne nie są w pełni odwzorowane. Większa wiedza na temat roli neutrofili w ARDS może zatem pomóc w zrozumieniu tego złożonego zespołu(19, 20). W przypadku sepsy zapotrzebowanie na wystarczającą ilość krążących neutrofili do zwalczania infekcji jest tak duże, że pule rezerwowe są wyczerpane, a granulopoeza przechodzi w tryb awaryjny. Powoduje to uwolnienie niedojrzałych neutrofili do krążenia, tzw. przesunięcie w lewo, będące wskaźnikiem sepsy. W rezultacie krążące neutrofile w posocznicy mogą być bardzo niejednorodne, efekt ten obserwuje się również w chorobach autoimmunologicznych i nowotworach (21). Obecnie nie ma narzędzi do właściwego zbadania tych nagłych populacji neutrofili, które można by wykorzystać do diagnozy i obserwacji choroby.

Neutrofile i granulopoeza awaryjna Neutrofile polimorfojądrowe stanowią najliczniejszą populację białych krwinek. Ich głównym zadaniem jest zapewnienie wrodzonej ochrony immunologicznej żywiciela przed atakiem mikroorganizmów, migracja do miejsca zakażenia, pochłanianie drobnoustrojów przez fagocytozę i zabijanie ofiary poprzez atak reaktywnych form tlenu (ROS) i przeciwdrobnoustrojowych białek ziarnistych (22). ). Po infekcji ogólnoustrojowej lub zapaleniu, np. posocznicy lub urazie, szpik kostny wchodzi w stan nagłej granulopoezy, zalany cytokinami, które zwiększają produkcję i przeżycie neutrofili w celu szybkiego dostarczenia do krwi (23-25). Ostatnio rozwinęły się zaawansowane techniki, które umożliwiają izolację różnych stadiów rozwojowych neutrofili w stanie stacjonarnym i nagłym, a ich charakteryzacja właśnie się rozpoczęła (26). Glikany Glikany (polisacharydy) przyłączone do białek i lipidów na powierzchni komórek odpornościowych służą jako ligandy dla białek wiążących glikany, lektyn. Kilka procesów neutrofili jest kierowanych przez interakcje glikan-lektyna; kierowane przez selektynę staczanie się na śródbłonek, sygnały hamujące za pośrednictwem siglec i aktywacja funkcji efektorowej przez galektyny. Wiele białek, które trafiają do wewnątrzkomórkowych ziarnistości neutrofili, jest silnie glikozylowanych, ale niewiele wiadomo o tym, czy i jak glikom neutrofili ewoluuje podczas procesu różnicowania „celowania według czasu” i jak wpływa na to granulopoeza awaryjna podczas ogólnoustrojowych infekcji i stanów zapalnych. Oto wyraźna luka w wiedzy.

Umiejscowienie, projekty badawcze, pacjenci i metody Ten projekt jest wynikiem współpracy Szpitala Uniwersyteckiego Sahlgrenska i Uniwersytetu w Göteborgu w Göteborgu w Szwecji.

Dorośli pacjenci (>18 lat) znajdują się na liście oczekujących na operację w szpitalu Sahlgrenska University, ponieważ są oceniani i planowani do operacji z powodu różnych rodzajów nowotworów złośliwych, raka trzustki, raka przełyku i raka jajnika. Ponadto w drugim badaniu włączymy pacjentów poddawanych zabiegom kardiochirurgicznym, u których w czasie operacji działał płuco-serce. Tacy pacjenci również zostaną wpisani na listę oczekujących na operację.

Pacjenci we wstrząsie septycznym będą włączani z codziennych obchodów na centralny oddział intensywnej terapii Szpitala Uniwersyteckiego Sahlgrenska. Wstrząs septyczny definiuje się na podstawie kryteriów z kampanii Surviving sepsis lub sepsy III. Ponieważ tylko około 30% pacjentów, u których zdiagnozowano wstrząs septyczny, ma dodatni wynik posiewu krwi, uwzględnimy zarówno pacjentów z dodatnim posiewem krwi, jak i bez niego. Po uzyskaniu świadomej zgody, podczas przyjęcia pacjenci będą opuszczać próbki krwi żylnej 3-5 razy. Powodem tego było to, że nie jesteśmy do końca pewni, kiedy pacjenci mogą wejść w fazę granulopoezy w nagłych wypadkach, ale w oparciu o wyniki poprzednich badań i osiągnięcie rozsądnej wykonalności protokołu badania przy jak najmniejszej liczbie brakujących danych, te trzy okazje pobierania próbek wydawały się rozsądnym kompromisem.

Znaczenie kliniczne Podstawowa charakterystyka glikomu i glikoproteomu w ziarnistościach neutrofili da wgląd i będzie skorelowana ze statusem glikokoniugatów w populacjach prekursorów komórek, które mogą być przedwcześnie uwalniane ze szpiku kostnego podczas nagłej granulopoezy wywołanej przez chorobę, takie jak posocznica, ciężkie zapalenie aseptyczne (uraz), choroba autoimmunologiczna i rak. Dlatego nasze badania neutrofili z krwi i szpiku kostnego, a także neutrofilów ratunkowych od pacjentów z sepsą i odpowiednich systemów modelowych pozwolą nam nie tylko zbudować modele mechanistyczne i bazy danych glikanów, ale także opracować nowe narzędzia diagnostyczne do identyfikacji i monitorowania choroby . Tutaj naszym głównym celem jest posocznica i późniejszy rozwój ARDS. W ARDS neutrofile migrują do pęcherzyków płucnych i ulegają degranulacji w celu zabicia bakterii. Jednak w trakcie tego procesu tkanka płucna zostaje uszkodzona, a proces zapalny powodujący ciężką hipoksemię i zagrażającą życiu niewydolność oddechową jest podsycany. Ponieważ wydaje się, że glikom i glikoproteom odgrywają rolę w rozróżnianiu szkodliwych bakterii od struktur endogennych, ważne jest wyjaśnienie, czy istnieją jakiekolwiek możliwe interakcje, które można wprowadzić w celu kontrolowania tej części destrukcyjnego zapalenia.