El Modelo nuevo explica cómo las células inmunes reconocen, destruye bacterias

El sistema inmune natural sirve como la división especializada de las fuerzas armadas del arma del cuerpo, comprendida de un ordenador principal de los mecanismos de defensa usados para luchar infecciones bacterianas. Entre el sistema los guerreros son glóbulos blancos incluyendo los macrófagos especializados, que mantienen la vigilancia constante para los intrusos o los patógeno no nativos, funcionando pues la primera línea de defensa del cuerpo, contrapesada para atacar en la barrera sitúa incluyendo la piel, los pulmones y los intestinos.

Ahora, un equipo de investigación llevado por los investigadores en el Centro Médico de la Diaconisa de Beth Israel (BIDMC) encuentra que el monóxido de carbono natural (CO) es esencial para el plan cuidadosamente hecho a mano de la vigilancia de los macrófagos y el ataque subsiguiente. En un estudio que aparece en la aplicación de Noviembre El Gorrón de la Investigación Clínica (JCI), los investigadores describen un decorado en el cual el CO conducto el reconocimiento para las células inmunes, trabajando para detectar la presencia de bacterias e instigando posteriormente a una serie de maniobras que permitan a las células inmunes soltar su ataque contra los microbios.

Las nuevas conclusión utilizan la posibilidad que en el futuro, las dosis pequeñas, no tóxicas del monóxido de carbono se podrían utilizar terapéutico para proveer del sistema inmune una ventaja infección-que luchaba y potencialmente para complementar el uso de antibióticos como la asistencia estándar para las infecciones bacterianas.

La “Naturaleza ha hecho un sistema a mano cuidadoso para luchar infecciones,” dice autor a Leo mayor E. Otterbein, Doctorado, un investigador en la División de Trasplante en el Departamento de BIDMC de la Cirugía y Profesor Adjunto de la Cirugía en la Facultad de Medicina de Harvard (HMS). “En bacterias de lucha, el sistema inmune conducto un proceso de dos etapas de la transmisión de señales. Esto se asegura de que las células inmunes se activen completo solamente cuando estén enfrentadas con las bacterias vivas; cuando están presentadas con los fragmentos bacterianos, tales como los polisacáridos del lípido presentes en las paredes exteriores de las bacterias, las células inmunes se estimulan solamente suavemente. Esta distinción conserva energía y ayuda a las células inmunes a mantener un sistema de defensa eficiente. Ahora vemos que el CO desempeña un papel crítico en la ejecución de este proceso de dos etapas, permitiendo a las células inmunes realizar con éxito su ataque.”

Otterbein ha estado estudiando el monóxido de carbono para más de 12 años y sus estudios nuevos han revelado las aplicaciones terapéuticas prometedoras para el gas, incluyendo el tratamiento de la hipertensión pulmonar, la prevención del rechazo del órgano después del trasplante, la reducción del restenosis vascular y, recientemente, la contracción de tumores cacerígenos. Las juicios Clínicas al CO inhalado prueba para el tratamiento de la enfermedad pulmonar, de la disfunción intestinal y del trasplante del órgano están actualmente en curso -- el resultado directo del trabajo pionero de Otterbein.

“El cuerpo genera naturalmente el CO con la expresión creciente del heme oxygenase-1 [HO-1] un gen cytoprotective de la reacción de la tensión,” él explica. “Hemos sabido que HO-1 está inducido altamente en macrófagos en respuesta a la infección bacteriana. , Por lo tanto, presumimos que el CO, generado por HO-1, actuaba como explorador para el sistema inmune natural y proporcionaba de alguna manera a la señal a los macrófagos que las bacterias estaban presentes y era hora de atacar.”

Llevado por primera Barbara Wegiel autor, el Doctorado, un investigador en la División de BIDMC de Trasplante y el Profesor Adjunto de la Cirugía en el HMS, las personas emprendieron una serie de experimentos usando modelos del ratón de la sepsia (una complicación peligrosa de la infección) para probar el CO contra bacterias Grampositivas y Gramnegativas, así como tuberculosis de Micobacterias. Las personas también hicieron uso de las deformaciones bacterianas nuevas que fueron transformadas tales que no podían responder al CO para aclarar los objetivos potenciales donde el CO comunicaba sus efectos.

“Los animales para los cuales HO-1 fue cegado eran exquisitamente sensibles a las bacterias y a los señales clásicos exhibidos del síndrome inflamatorio sistémico de la reacción [SIRES], una complicación de las infecciones bacterianas que pueden llevar final al incidente y a la muerte del multi-órgano,” dice Wegiel. “Pero cuando está tratado con el CO -- las horas después de la infección se habían arraigado - los animales podrían ser rescatados de la infección. El CO aparecía reforzar la inmunorespuesta para aumentar la separación de las bacterias y de la resolución de los SIRES en curso.”

¿Cómo esto suceso?

Los experimentos Subsiguientes en cultivo celular y confirmados en los modelos animales revelaron los mecanismos que eran la base del proceso de dos etapas de las células inmunes.

“Resulta que la primera señal - que pone a los glóbulos blancos en alarma sin contratarlos para convertirse activó completo - las causas HO-1 para generar el CO dentro de la célula,” dice Wegiel, agregando que los macrófagos después envían el CO fuera de la célula, bajo la forma de gas, para determinar si las bacterias vivas existen real en la región. Si no hay bacterias activas presentes, el CO se disipa. Pero si están estando al acecho los microbios peligrosos, el CO adquiere una nueva responsabilidad y se asocia a las ubicaciones específicas en las bacterias.

“Cuando el CO entra en contacto con bacterias, se adhiere a los complejos de la proteína que obligan a las bacterias que release/versión desacostumbrado el trifosfato de adenosina o el ATP, una molécula potente de la transmisión de señales implicada en la producción energética para la cual los receptores específicos existen en la superficie de los macrófagos,” dice Otterbein. Y esto, él explica, sirve como la segunda señal de alertar las células inmunes para tomar medidas. “Esta explosión gigante del ATP lleva a los macrófagos ellos mismos haber activado estupendo que se convierte, pero también lleva a su llamada en mayor número de las fuerzas blancas del glóbulo de los ordenadores principal porque está sin obstrucción ahora que hay una infección real que se luchará.”

El descubrimiento revela un nuevo concepto y ofrece una nueva avenida para el revelado de terapias al complemento o potencialmente reduce la necesidad de antibióticos y limita así el revelado de la resistencia antibiótico, dice a los autores.

El “CO se puede ahora agregar al filete de mecanismos celulares que uso de los macrófagos de defender el ordenador principal,” dice Otterbein. El “CO ayuda sin obstrucción a las células inmunes para producir una reacción más rápida y más robusta contra bacterias. De una perspectiva clínica, uno podía prever el CO que era administrado a los pacientes con infecciones en curso para ayudar a reducir el riesgo de complicaciones peligrosas, tales como sepsia, SIRES y, final, incidente del multi-órgano. Nuestra esperanza es que podremos probar estas aplicaciones en juicios clínicas y proveer del cuerpo una nueva arma de la destrucción en masa - una que el ordenador principal emplea contra los ejércitos invasores de bacterias.”

Fuente: Centro Médico de la Diaconisa de Beth Israel