Le modèle neuf explique comment les cellules immunitaires décèlent, détruit des bactéries

Le système immunitaire inné sert de division spécialisée des forces armées du fuselage, consistée en une foule de mécanismes de défense utilisés pour lutter des infections bactériennes. Parmi le système les guerriers sont des globules blancs comprenant les macrophages spécialisés, qui mettent à jour le contrôle continuel pour les intrus étrangers ou les agents pathogènes, fonctionnant comme la première ligne de défense du fuselage, portée en équilibre pour attaquer aux sites de barrage comprenant la peau, les poumons et les intestins.

Maintenant, une équipe de recherche aboutie par des chercheurs au centre médical de Beth Israël Deaconess (BIDMC) constate que le monoxyde de carbone naturel (Co) est essentiel pour le régime soigneusement ouvré du contrôle des macrophages et la crise suivante. Dans une étude apparaissant dans l'édition de novembre du tourillon de l'investigation clinique (JCI), les chercheurs décrivent un scénario dans lequel la Co conduit la reconnaissance pour des cellules immunitaires, fonctionnant pour trouver la présence des bactéries et incitant par la suite une suite de manoeuvres qui permettent aux cellules immunitaires de lâcher leur crise sur les microbes.

Les découvertes neuves supportent la possibilité qu'à l'avenir, de petites, non-toxiques doses de monoxyde de carbone pourraient être employées thérapeutiquement pour fournir au système immunitaire un avantage de infection-combat et pour compléter potentiellement l'utilisation des antibiotiques comme niveau de soins pour des infections bactériennes.

La « nature a ouvré un système attentif pour combattre des infections, » dit auteur Lion supérieur E. Otterbein, PhD, un chercheur dans la Division de la greffe au service de chirurgie de BIDMC et professeur agrégé de la chirurgie à la Faculté de Médecine de Harvard (HMS). « Dans les bactéries de lutte, le système immunitaire conduit un procédé en deux étapes de signalisation. Ceci s'assure que les cellules immunitaires deviennent entièrement activées seulement une fois confrontées avec les bactéries sous tension ; une fois présentées avec les éclats bactériens, tels que les polysaccharides de lipide actuels sur les parois extérieures des bactéries, les cellules immunitaires deviennent seulement doux stimulées. Cette distinction économise l'énergie et aide les cellules immunitaires à mettre à jour un système de défense efficace. Nous voyons maintenant que la Co joue un rôle critique dans l'exécution de ce procédé en deux étapes, permettant aux cellules immunitaires d'effectuer avec succès leur crise. »

Otterbein avait étudié le monoxyde de carbone pour plus de 12 ans et ses études nouvelles ont indiqué des demandes thérapeutiques de promesse de gaz, y compris la demande de règlement de l'hypertension artérielle pulmonaire, la prévention du refus d'organe après greffe, la réduction de resténose vasculaire et, récemment, le rétrécissement des tumeurs cancéreuses. Les tests cliniques pour vérifier la Co inhalée pour la demande de règlement de l'affection pulmonaire, du dysfonctionnement intestinal et de la greffe d'organe sont actuel en cours -- le résultat direct du travail pilote d'Otterbein.

« Le fuselage produit naturellement de la Co par l'expression accrue du heme oxygenase-1 [HO-1] un gène cytoprotective de réponse au stress, » il explique. « Nous avons su que HO-1 est hautement induit dans les macrophages en réponse à l'infection bactérienne. Nous avons présumé, pour cette raison, que la Co, produite par HO-1, agissait en tant que scout pour le système immunitaire inné et fournissait d'une certaine manière le signe aux macrophages que les bactéries étaient présentes et il était temps d'attaquer. »

Abouti par la première Barbara Wegiel auteur, le PhD, un chercheur dans la Division de BIDMC de la greffe et le professeur adjoint de la chirurgie à la voie HMP, l'équipe se sont embarqués sur une suite d'expériences utilisant des modèles de souris de la sepsie (une complication dangereuse de l'infection) pour vérifier la Co contre la tuberculose grampositive et de bacilles gram négatifs, ainsi que de mycobactéries. L'équipe s'est également servie des tensions bactériennes nouvelles qui ont été subies une mutation tels qu'elles ne pouvaient pas répondre à la Co afin d'élucider les objectifs potentiels où la Co transmettait ses effets.

« Les animaux pour lesquels HO-1 a été bloqué étaient extraordinairement sensibles aux bactéries et aux signes classiques montrés de syndrome inflammatoire systémique de réaction [MESSIEURS], une complication des infections bactériennes qui peuvent éventuel mener à l'échec et à la mort de multi-organe, » dit Wegiel. « Mais une fois traité avec la Co -- les heures après l'infection avaient pris la prise - les animaux pourraient être sauvés de l'infection. La Co a semblé amplifier la réaction immunitaire pour améliorer le jeu des bactéries et de la définition de MESSIEURS actuels. »

Comment est-ce que ceci se produisait ?

Les expériences suivantes dans la culture cellulaire et confirmées dans des modèles animaux ont indiqué les mécanismes étant à la base du procédé en deux étapes des cellules immunitaires.

« Il s'avère que le premier signe - qui met des globules blancs sur l'alerte sans les engager pour être a entièrement activé - les causes HO-1 pour produire de la Co à l'intérieur de la cellule, » dit Wegiel, ajoutant que les macrophages ensuite envoient la Co en dehors de la cellule, sous forme de gaz, pour déterminer si les bactéries sous tension existe réellement dans la région. Si aucune bactérie active n'est présente, la Co dissipe. Mais si les microbes dangereux menacent, la Co prend une responsabilité neuve et se fixe à l'emplacement spécifique sur les bactéries.

« Quand la Co contacte des bactéries, elle adhère aux composés de protéine qui obligent les bactéries à relâcher non caractéristique l'adénosine triphosphate ou l'ATP, une molécule puissante de signalisation impliquée dans la production d'énergie pour laquelle les récepteurs spécifiques existent sur la surface des macrophages, » dit Otterbein. Et ceci, il explique, sert du deuxième signe d'alerter les cellules immunitaires pour agir. « Ce paquet d'impulsions géant d'ATP aboutit aux macrophages eux-mêmes activée superbe étant, mais mène également à leur appeler en plus grand nombre des forces du globule blanc des hôtes parce que maintenant il est clair qu'il y ait une infection réelle à combattre. »

La découverte dévoile un concept neuf et offre une avenue neuve pour le développement des traitements au complément ou réduit potentiellement le besoin d'antibiotiques et limite ainsi le développement de la résistance aux antibiotiques, disent les auteurs.

La « Co peut maintenant être ajoutée à la liste de mécanismes cellulaires que les macrophages emploient pour défendre l'hôte, » dit Otterbein. La « Co aide clairement les cellules immunitaires à produire une réaction plus rapide et plus robuste contre des bactéries. D'un point de vue clinique, on a pu envisager la Co étant administrée aux patients présentant des infections actuelles pour aider à réduire le risque de complications dangereuses, telles que la sepsie, les MESSIEURS et, éventuel, l'échec de multi-organe. Notre espoir est que nous pourrons vérifier ces applications dans les tests cliniques et fournir au fuselage une arme neuve de destruction massive - une que l'hôte utilise contre les forces terrestres de envahissement des bactéries. »