В настоящее время исследование Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета (University of Pennsylvania’s School of Engineering and Applied Science) показывает, как нейтрофилы можно направить по ходу кровотока, идущего вверх по стенкам вен и артерий. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Biophysical Journal.
Актуальность проблемы
Когда иммунная система обнаруживает чужеродный патоген, каскад химических сигналов привлекает лейкоциты. Нейтрофилы являются наиболее распространенным типом лейкоцитов. Нейтрофилы начинают скапливаться в месте инфицирования в течение нескольких минут. Скопление нейтрофилов в основном зависит от одностороннего потока кровообращения, которое доставляет их в нужное место.
Результаты научной работы
Исследование in vitro показало, что с помощью разработанного метода можно доставлять нейтрофилы в места инфекции быстрее в том случае, когда они ограничены направлением кровотока.
Автор исследования Даниель Хаммер (Daniel Hammer) с соавторами ранее продемонстрировали, что стволовые клетки, которые используются при пересадке костного мозга, обладают способностью двигаться против кровотока. Ускорение этих стволовых клеток в местах, где кровеносный сосуд сталкивается с костью, может способствовать более успешной трансплантации костного мозга и улучшению результатов лечения пациентов. Применение того же метода к клеткам врожденного иммунитета может оказать положительное влияние на трансплантацию костного мозга.
«Нейтрофилы являются первыми, кто реагирует на инфекцию», – объясняет Даниель Хаммер. «Если вы порезались и в рану попали бактерии, нейтрофилы первыми достигают места инфицирования и убивают их. И чем быстрее нейтрофилы доберутся до источника инфекции, тем лучше».
Как и в ранних исследованиях стволовых клеток, нейтрофилы, экспрессируемые рецепторами, определяют, как рецепторы прикрепляются к стенкам кровеносных сосудов. В отличие от стволовых клеток, нейтрофилы имеют 2 конкурирующих рецептора, которые могут связываться с соответствующей молекулой, экспрессируемой на кровеносных сосудах; блокирование одного из рецепторов антителом позволяет нейтрофилам сосредоточить свои усилия на миграцию вверх по течению в кровеносных сосудах, как на инженерных поверхностях, так и на самих стенках синтетических кровеносных сосудов.
Несмотря на то, что исследователям еще далеко до применения данной методики для борьбы с инфекциями у людей, выяснение фундаментальных принципов миграции нейтрофилов против течения открывает путь для разработки стратегий по улучшению миграции и использованию нейтрофилов в клинических применениях.
«Нативные нейтрофилы имеют оба рецептора», – объясняет Хаммер. «Однако, поскольку мы лучше понимаем механизм, у нас есть возможность перепрограммировать врожденный иммунитет, блокируя конкурирующий рецептор, чтобы заставить нейтрофилы плыть вверх по течению и быстрее доставлять их к месту заражения».
Следующие шаги в этой области исследований будут включать изучение того, как использовать интерференционную РНК или стратегии редактирования генов, такие как CRSPR, для блокирования молекулярных путей, позволяя направлять нейтрофилы вверх по течению к участкам инфекции.
Авторы другого исследования утверждают, что антидепрессанты могут обеспечить лечение множества инфекционных заболеваний.
