Inverkan av livsstilsfaktorer på pilotstudie för neutrofil migration

Denna studie kommer att undersöka hur externa faktorer som är inblandade i immunitet såsom träning, koffeinintag, etanol, glukos och glukos- och koffeinintag påverkar neutrofilmigrationen.

Neutrofiler är den mest framträdande immuncellen i mänskligt blod och är involverade i en komplex jämvikt av immunskydd och autoimmun skada. Deras rekrytering till ett inflammatoriskt eller sårställe styrs av avkänning och riktad migration till en koncentrationsgradient av attraherande molekyler, en process som kallas kemotaxi. Immunceller är också inblandade i många sjukdomar inklusive cancer. Förmågan att mäta amplituden av ett svar över tid för en specifik patient, och variationen av detta svar när patienten deltar i vissa aktiviteter eller konsumerar vissa substanser kommer att förbättra förståelsen för hur vissa livsstilsfaktorer påverkar immunsvaret. Traditionella analyser kräver stora volymer blod och en lång reningsprocess, vilket kan påverka neutrofilfunktionen och strikt begränsar antalet möjliga dragningar från en enda patient. Den nya mikrofluidiska analysen som föreslås begränsar dessa nackdelar eftersom den har förmågan att rena neutrofiler från en 3 µL droppe blod på mindre än 5 minuter och mäta deras kemotaxi i en gradient av kemokiner. Kritiskt sett kommer de föreslagna studierna att börja fylla en lucka i nuvarande förståelse av immunsvar eftersom tidigare studier fokuserade på enstaka endpoints som sannolikt saknar tidiga händelser i svaret på extern stimulans. Att förstå detta tidsmässiga svar kan ha implikationer i utvecklingen av nya behandlingar såväl som förbättringar i diagnostik av felaktigt immunsvar.

KOALA-metoden (Kit On A Lid Assay) utvecklades i professor Dave Beebes labb och har validerats i en musmodell och hos astmatiska patienter. I ett samarbete med Dr Anna Huttenlocher har det visat sig att KOALA, till skillnad från traditionell neutrofilrening, kan utföras med små volymer blod, och en mycket snabbare reningstid.

På grund av dess unika egenskaper tillåter KOALA upprepad utvärdering av neutrofiladhesion och kemotaxiegenskaper, vilket gör det till en attraktiv metod för att studera dynamiska neutrofilförändringar som kan uppstå som ett resultat av en extern faktor.

Med hjälp av traditionella makrobiologiska verktyg har forskare identifierat flera faktorer som kan spela viktiga roller för att minska neutrofil lyhördhet och migrationsförmåga. Livsstils- och kostfaktorer, bland annat, har visat sig påverka antalet neutrofiler, migration och biokemisk funktion. Till exempel har sömnbrist kopplats samman med högre neutrofilantal, trots en känd immundepressiv effekt. Fysisk träning resulterar i ökat antal neutrofiler och ökad degranulering av neutrofiler. Kostfaktorer, såsom koffein och etanol har visat sig påverka immunförsvaret.

Blodsocker kommer att testas vid varje tidpunkt med hjälp av en blodsockermätare för att avgöra om livsstilsfaktorn påverkar blodsockret (och följaktligen neutrofilfunktionen). Alkoholkonsumtion kan orsaka både högt och lågt blodsocker. Specifikt, medan låga doser alkohol kan ha en skyddande effekt mot risken för diabetes och metabolt syndrom, har tungt drickande associerats med högre glukosnivåer, vilket resulterar i ökad risk för både diabetes och metabolt syndrom. På liknande sätt har akut intag av koffein visat sig öka blodsockernivåerna, men flera epidemiologiska studier har visat att regelbunden kaffekonsumtion är förknippad med en lägre risk för typ 2-diabetes. Mätning av blodsocker på försökspersoner i glukosstudien kan visa dosberoende effekter på neutrofiler.

För att bygga vidare på denna forskning har forskarna för avsikt att undersöka vilken roll dessa livsstilsfaktorer spelar för neutrofilmigrering över mycket kortare tidsskalor än vad som tidigare studerats. Utredarna föreslår att undersöka effekterna av träning, etanolintag och koffeinkonsumtion på neutrofilbeteende.

Helblod som erhålls från försökspersoner med fingerstick kommer att användas i KOALA för att isolera neutrofiler. Neutrofilfunktionen kommer att bedömas genom att mäta absolut migrationshastighet, kemotaktiskt index och kemotaxihastighet (riktningshastighet mot bildandet av gradienten av kemoattraktant).

Det primära resultatet av denna studie kommer att vara att avgöra om träning, koffeinkonsumtion, etanol, glukos och kombinerat glukos- och koffeinintag påverkar neutrofil kemotaktisk hastighet. De sekundära resultaten är att avgöra om träning, koffeinkonsumtion, etanol, glukos och kombinerat glukos- och koffeinintag påverkar neutrofilers absoluta hastighet och kemotaktiska index. Utredarna kommer också att bedöma om cytokinprofiler i blodet förändras som ett resultat av att de har angett specifika livsstilsfaktorer.