Il Nuovo modello spiega come le celle immuni riconoscono, distrugge i batteri

Il sistema immunitario innato servisce da divisione specializzata delle forze armate dell'organismo, formata da una miriade di meccanismi di difesa usati per combattere le infezioni batteriche. Fra il sistema i guerrieri sono globuli bianchi compreso i macrofagi specializzati, che mantengono la sorveglianza costante per gli intrusi o gli agenti patogeni non Xeros, funzionanti come la prima linea di difesa dell'organismo, sospesi per attaccare ai siti della barriera compreso l'interfaccia, i polmoni e gli intestini.

Ora, un gruppo di ricerca piombo dai ricercatori al Centro Medico di Beth Israele Deaconess (BIDMC) trova che il monossido di carbonio naturale (CO) è essenziale per la pianificazione con attenzione perfezionamento della sorveglianza dei macrofagi e l'attacco successivo. In uno studio che compare nell'edizione di Novembre Del Giornale di Ricerca Clinica (JCI), i ricercatori descrivono uno scenario in cui il CO conduce la ricognizione per le celle immuni, lavorante per individuare la presenza di batteri e successivamente istigante una serie di manovre che permettono alle celle immuni di liberare il loro attacco ai microbi.

I nuovi risultati supportano la possibilità che in futuro, le piccole, dosi non tossiche di monossido di carbonio potrebbero essere usate dal punto di vista terapeutico per fornire al sistema immunitario un vantaggio di infezione-combattimento e potenzialmente per complementare l'uso degli antibiotici come il livello di cura per le infezioni batteriche.

“La Natura perfezionamento un sistema attento per combattere le infezioni,„ dice l'autore senior Leo E. Otterbein, PhD, un ricercatore nella Divisione di Trapianto nel Dipartimento di BIDMC di Chirurgia e Professore Associato di Chirurgia alla Facoltà di Medicina di Harvard (HMS). “In batteri di combattimento, il sistema immunitario conduce un trattamento in due tappe di segnalazione. Ciò assicura che le celle immuni siano completamente attivate soltanto una volta confrontate con i batteri in tensione; una volta presentate con i frammenti batterici, quali i polisaccaridi del lipido presenti sulle pareti esterne dei batteri, le celle immuni sono stimolate soltanto leggermente. Questa distinzione conserva l'energia ed aiuta le celle immuni a mantenere un sistema di difesa efficiente. Ora vediamo che il CO svolge un ruolo critico nell'esecuzione di questo trattamento in due tappe, permettendo alle celle immuni di effettuare con successo il loro attacco.„

Otterbein sta studiando il monossido di carbonio per più di 12 anni ed i suoi studi novelli hanno rivelato le domande terapeutiche di promessa di gas, compreso il trattamento di ipertensione polmonare, la prevenzione del rifiuto dell'organo dopo trapianto, la riduzione del restenosis vascolare e, recentemente, il restringimento dei tumori cancerogeni. I Test clinici al CO inalato prova per il trattamento dell'affezione polmonare, della disfunzione intestinale e del trapianto dell'organo sono corrente in corso -- il risultato diretto del lavoro aprente la strada di Otterbein.

“L'organismo genera naturalmente il CO con l'espressione aumentata di heme oxygenase-1 [HO-1] un gene cytoprotective di risposta di sforzo,„ lui spiega. “Abbiamo saputo che HO-1 altamente è indotto in macrofagi in risposta all'infezione batterica. , Quindi, abbiamo supposto che il CO, generato da HO-1, stesse fungendo da esploratore per il sistema immunitario innato ed in qualche modo stesse fornendo il segnale ai macrofagi che i batteri erano presenti ed era tempo di attaccare.„

Piombo da prima Barbara Wegiel autore, il PhD, un ricercatore nella Divisione di BIDMC di Trapianto e l'Assistente Universitario di Chirurgia al HMS, il gruppo hanno intrapreso una serie di esperimenti facendo uso dei modelli del mouse di sepsi (una complicazione pericolosa dell'infezione) per provare il CO contro i batteri Gram-positivi e Gram-negativi come pure la tubercolosi di Micobatteri. Il gruppo egualmente ha usato i ceppi batterici novelli che sono stati subiti una mutazione tali che non potevano rispondere al CO per delucidare gli obiettivi potenziali in cui il CO stava comunicando i sui effetti.

“Gli animali per cui HO-1 è stato bloccato erano squisito sensibili ai batteri ed ai segni classici esibiti della sindrome infiammatoria sistematica di risposta [SIGNORI], una complicazione delle infezioni batteriche che possono infine piombo all'errore ed alla morte dell'multi-organo,„ dice Wegiel. “Ma una volta trattato con il CO -- le ore dopo l'infezione avevano catturato la tenuta - gli animali potrebbero essere salvati dall'infezione. Il CO è sembrato amplificare la risposta immunitaria per migliorare la distanza dei batteri e della risoluzione dei SIGNORI in corso.„

Come questo stava accadendo?

Gli esperimenti Successivi nella coltura cellulare e confermati nei modelli animali hanno rivelato i meccanismi che sono alla base del trattamento in due tappe delle cellule immuni.

“Risulta che il primo segnale - che mette i globuli bianchi sull'avviso senza impegnarli per diventare completamente ha attivato - cause HO-1 per generare il CO dentro la cella,„ dice Wegiel, aggiungente che i macrofagi dopo inviano il CO fuori della cella, sotto forma di gas, per determinare se i batteri in tensione realmente esiste nella regione. Se non c'è batteri attivi presenti, il CO dissipa. Ma se i microbi pericolosi stanno appostando, il CO intraprende una nuova responsabilità e si fissa alle posizioni specifiche sui batteri.

“Quando il CO contatta i batteri, aderisce ai complessi della proteina che costringono i batteri a rilasciare non caratteristico l'adenosintrifosfato o il TRIFOSFATO DI ADENOSINA, una molecola potente di segnalazione in questione nella produzione di energia per cui i ricevitori specifici esistono sulla superficie dei macrofagi,„ dice Otterbein. E questo, spiega, servisce da secondo segnale avvisare le celle immuni per agire. “Questo burst gigante del TRIFOSFATO DI ADENOSINA piombo ai macrofagi stessi attivata eccellente diventante, ma egualmente piombo alla loro chiamata in numero maggiore delle forze bianche del globulo di ospiti perché ora è chiaro che c'è un'infezione reale da combattere.„

La scoperta rivela un nuovo concetto ed offre un nuovo viale per lo sviluppo delle terapie al complemento o potenzialmente diminuisce l'esigenza degli antibiotici e così limita lo sviluppo di resistenza a antibiotici, dice gli autori.

“il CO può ora aggiungersi alla lista dei meccanismi cellulari che uso dei macrofagi difendere il host,„ dice Otterbein. “il CO aiuta chiaramente le celle immuni a produrre una risposta più veloce e più robusta contro i batteri. Da una prospettiva clinica, si ha potuto prevedere il CO che è amministrato ai pazienti con le infezioni in corso per contribuire a diminuire il rischio di complicazioni pericolose, quali sepsi, SIGNORI e, infine, l'errore dell'multi-organo. La Nostra speranza è che potremo verificare queste applicazioni nei test clinici e fornire all'organismo una nuova arma di distruzione di massa - una che il host impiega contro gli eserciti d'invasione dei batteri.„

Sorgente: Centro Medico di Beth Israele Deaconess