El profesor de la tecnología de Virginia gana la concesión de $1,85 millones NIH para la investigación de la sepsia

Una gota de la sangre contiene 5.000 neutrófilos, el tipo más abundante de glóbulo blanco que sea desplegado por el sistema inmune humano. En la carrocería entera, un ser humano tiene 25 mil millones de estos soldados de infantería que estén patrullando implacablemente para luchar patógeno invasores.

Pero, a veces, este ejército celular malinterpreta señales y hace confuso.

Imagínese que el daño disperso que estos soldados podrían causar si caminaron de línea y atacaron los mismos órganos de los cuales nuestras vidas dependen. Tristemente, esto es una realidad que 1,7 millones de americanos hacen frente a cada año. Esta condición se llama sepsia.

La sepsia ocurre cuando los overresponds del sistema inmune de la carrocería a una infección. Si la condición no se diagnostica temprano bastante, puede llevar a la falla y a la muerte del órgano. Según el Centro de control de enfermedades y la prevención, la sepsia es responsable de las muertes de 270.000 americanos cada año - y es el asesino del número uno en hospitales de los E.E.U.U.

Es como usted está teniendo esta guerra dentro de su carrocería. Queremos entender cómo podemos sintonizar las células inmunes de modo que puedan luchar infecciones sin esta sobrerreacción enorme que ésa lleva a la sepsia.”

Caroline Jones, profesor adjunto, departamento de ciencias biológicas en la universidad de la ciencia

Jones recibió una concesión de $1,85 millones MIRA R35 del instituto nacional de las ciencias médicas generales (NIGMS), uno de los institutos de la salud nacionales (NIH), para estudiar los factores que son la base de los procedimientos de toma de decisión que determinan la migración, la diferenciación, y la activación de la célula inmune en respuesta a sepsia.

La concesión de MIRA, que representa la recompensa de la investigación de los investigadores de maximización, provee de científicos mayores estabilidad y adaptabilidad en su investigación, que intrínsecamente aumenta las ocasiones para que los científicos hagan rupturas enormes en el campo.

Este último marzo, Jones publicó un papel en fronteras en inmunología con Liwu Li, profesor de ciencias biológicas en la universidad de la ciencia, y Bretaña Boribong, estudiante de tercer ciclo en genética, bioinformática, y la biología de cómputo, que era el primer autor. Este trabajo estaba en la parte financiada por Discovery Fund que fue concedida a Jones y a Li por el decano de la universidad de la ciencia, Sally Morton del decano, el año pasado.

Actuando como progresión toxicológica a su investigación actual, el papel mostró que el procedimiento de toma de decisión de neutrófilos llega a ser defectuoso cuando las células inmunes se exponen a los niveles muy bajos de la inflamación.

Los investigadores observaron que estos niveles bajos de la inflamación prepararon el sistema inmune para una reacción excesivamente violenta a un invasor. También notaron que las células emigraron espontáneamente a través del microambiente, en vez del rumbo al sitio de la infección.

“Los neutrófilos consiguen a veces perdidos cuando se exponen a los niveles bajos estupendos de la inflamación. Y usted puede imaginarse que una persona que sea malsana, como si tienen síndrome permeable de la tripa o una dieta malsana, tendría esto bajo de la inflamación. Y entonces cuando consiguen una infección, sus células inmunes toman las decisiones incorrectas, y responden de la manera incorrecta,” dijo a Jones.

“Es que golpe secundario donde consiguen sepsia. Estuvieron predispuestas a ésa anterior conectado debido a la programación de las células.”

Vigilando la inflamación, Jones espera que esta investigación puede ayudar a doctores y a pacientes a pellizcar sepsia en el brote.

La literatura popular ha mostrado que hay ciertos dietas y cambios de la forma de vida que pueden ayudar a pacientes a regular sus niveles de la inflamación. Si los investigadores pueden encontrar que una manera vigila de cerca funciones celulares en una fijación médica, los pacientes podrán ver si están predispuestos no sólo a la sepsia, solamente otras enfermedades inflamatorias también.

La “inflamación puede desempeñar un papel en básicamente cada enfermedad, y controlar sus niveles inflamatorios es altamente importante,” dijo a Jones.

Usando in vitro y in vivo los modelos, Jones y sus personas podrán asegurarse de que su investigación es efectiva de banco de trabajo a la cabecera.

“Tomaremos una aproximación reductionist con la viruta microfluidic in vitro, donde podemos controlar exacto ciertas variables. Y entonces en in vivo la situación, podemos entonces confirmar lo que estamos observando y que qué estamos observando son los factores más importantes o las variables.”

Jones y sus personas comenzarán tomando las células de pacientes sépticos. Usando una viruta microfluidic, manipularán el microambiente para ver bajo qué condiciones pueden emigrar correctamente y luchar las células patógeno efectivo. Aunque usar este método provea de investigadores una gran cantidad de datos, éste no refleja exactamente los procesos que están continuando dentro de un organismo vivo.

Para llevar cosas el nivel siguiente, los investigadores implantarán hidrogeles en modelos del ratón para visualizar cómo las células emigrarán y lucharán en un organismo entero. Estos hidrogeles también permitirán que los investigadores sintonicen qué señales recibe una célula.

La mayoría de los científicos estarían de acuerdo que tener demasiados datos nunca es una cosa mala. Para Jones, ella necesita un equipo extra de manos tener sentido de estos conjuntos de datos y del modelado grandes. Así pues, Stanca Ciupe, Lauren Childs, y Matías Chungkin, toda en el departamento de las matemáticas de la tecnología de Virginia en la universidad de la ciencia, echarán hacia adentro para ayudar a Jones y a sus esfuerzos.

“Tenemos que tener matemáticos a bordo a poder tener sentido de él. No está apenas sí y no. Consigue mucho más complicado que ése. Cuando usted está recogiendo muestras pacientes, hay toneladas de variables y hay muchos fenotipos que estamos observando.”

Jones es un autor fuerte de la investigación interdisciplinaria porque la hacen frente a menudo con resolver los problemas insuperables, que ella llama las “preguntas grandes,” con la sepsia que es uno de ellos.

“Hay tan muchas complejidades, y pienso realmente que usted necesita tomar las fuerzas de todos estos diversos campos y ponerlos juntos para poder contestar a estos tipos de preguntas.”

Si los investigadores pueden entender los mecanismos básicos detrás de la inflamación y de la sepsia, Jones querría después explorar cómo la sepsia afecta a la función del cerebro.

“Se sabe con el 60 por ciento de la gente que sobrevive sepsia desarrolla trastorno por estrés postraumático (PTSD). Podría ser porque ella pasó con una acción tan traumática, pero es también substancia química probable - que ella tiene estos niveles enormes de inflamación que afecten a su cerebro.”

Además del grupo y de Boribong de la inmunología de Li, Jones está colaborando con el IE de Susanti, un especialista en remedio crítico del cuidado y profesor adjunto en el departamento del remedio interno en la Facultad de Medicina de Carilion de la tecnología de Virginia, que ayudará con la identificación y la colección de muestras pacientes para esta investigación.