Испытываете бактериальную инфекцию? Вы, как правило, прописали антибиотики своему врачу. Но как именно эти антибиотики и ваши лейкоциты работают вместе, чтобы улучшить вашу инфекцию?

«Первая линия защиты человеческого организма от бактерий — это определенные лейкоциты, называемые нейтрофилами», — говорит Дж. Скотт ВанЭппс, доктор медицинских наук, доцент кафедры экстренной медицины в Мичиганской медицине. «Одним из их оружия являются нейтрофильные внеклеточные ловушки, также называемые сетями».

Ловушки представляют собой микроскопические сети волокон, состоящие в основном из ДНК, которые вырабатываются нейтрофилами для захвата бактерий. Но как именно они работают, отмечает VanEpps, до сих пор неясно.

«Точная функция и механизм сетей остается загадкой, потому что у них разные функции для разных ситуаций», — говорит он. «И очень трудно выделить эти сети в лаборатории и изучить их подробно».

VanEpps является соавтором нового исследования, опубликованного в Advanced Materials , в котором было исследовано, существует ли способ успешного создания сетей NET в лаборатории, чтобы лучше понять, как сети могут захватывать бактерии.

«Мы надеялись предоставить инженерный подход« снизу вверх », чтобы лучше понять, как иммунная система борется с бактериями, в частности с оружием иммунной системы: NET», — говорит ВанЭппс, заместитель директора Мичиганского центра интегративных исследований в области интенсивной терапии.

Воссоздание и изучение сетей

VanEpps объясняет, что он и команда нашли свою первую удивительную находку во время воссоздания сетей.

«Хотя в естественных сетях буквально сотни различных ингредиентов, мы смогли воссоздать большую часть их структуры и функций с помощью всего двух ингредиентов и определили оптимальное соотношение этих ингредиентов», — говорит он. «Они выглядят и функционируют очень похоже на сети, вырабатываемые этими нейтрофильными лейкоцитами, и метод синтеза намного проще, чем изолировать их от нейтрофилов».

После создания микросетей исследовательская группа более тщательно изучила их, чтобы дать более подробное понимание того, как сети могут захватывать, и второй неожиданный вывод исследования — даже убивать бактерии.

«Мы изучили, как наши микросети захватывают кишечную палочку, и обнаружили, что они также могут ее убить», — говорит ВанЭппс. «Это привело к тому, что мы изучили, как микросети могут играть роль антибиотиков».

«Важно, что мы обнаружили, что доза антибиотика, необходимая для уничтожения кишечной палочки (включая устойчивый к колистину штамм кишечной палочки ), была меньше при наличии наших микросетей».

Со-старший автор VanEpps, Shuichi Takayama, доктор философии, профессор в Джорджии, говорит, что результаты являются примером командной работы.

«Это исследование было выдающимся командным усилием», — говорит Такаяма. «Микробиология из лаборатории VanEpps, материалы NET-подобных материалов из лаборатории Луны, опыт NET в лаборатории Найта, экспертиза устойчивости к колистину из лаборатории Вайсса и доктора философии Янга Сонга, возглавляющего усилия, позволили объединить все это. »

Будущие исследования

VanEpps отмечает, что это исследование может стать отправной точкой для будущих исследований.

«Теперь, когда у нас есть платформа, мы можем синтезировать микросети с различными компонентами NET, чтобы более точно описать, как иммунная система использует NET в различных ситуациях», — говорит он.

Такое понимание естественного уничтожения организмом бактерий может также помочь в разработке новых методов лечения инфекций.

«Знания, полученные в этом исследовании, могут быть полезны в будущем при разработке новых и более эффективных антибиотиков, которые имитируют естественные защитные механизмы организма, а также потенциально меняют то, как мы дозируем антибиотики, учитывая потенциальную синергию между иммунной системой и некоторыми антибиотиками», — VanEpps говорит.

«Это очень важно, так как мы не разрабатывали новый класс антибиотиков более 30 лет, и резистентность продолжает расти».