Neutrofilni granulociti, ključne imunološke ćelije, igraju dvostruku ulogu u organizmu – neophodni su za odbranu od patogena, ali mogu izazvati dugotrajnu upalu i oštećenja tkiva, posebno u mozgu nakon moždanog udara. Da bi precizno analizirali proteine neutrofila u inflamatornim žarištima i bolje razumeli njihovu funkcionalnu dinamiku, istraživači su razvili inovativnu metodu koja omogućava masenu spektrometrijsku analizu uz korišćenje samo 1.000 neutrofila.
Ovo revolucionarno dostignuće rezultat je zajedničkog rada Instituta za analitičke nauke (ISAS), Univerzitetske bolnice Esen i Univerziteta u Minsteru. Njihova metoda otvara nove mogućnosti za istraživanje imunoloških odgovora u specifičnim upalnim žarištima i značajno smanjuje potrebu za velikim brojem ćelija, što je ranije predstavljalo ograničenje u analizama.
Rezultati istraživanja su objavljeni u prestižnom časopisu Molecular & Cellular Proteomics, a uključuju i javno dostupnu bazu podataka i veb servis Neutrophil Proteome, koji omogućava drugim naučnicima korišćenje ovih podataka kao referentne vrednosti za sopstvene studije.
Neutrofili čine oko 60% leukocita u krvi zdravih ljudi, ali se u inflamatornim žarištima često nalazi manje od 1.000 ćelija, što otežava njihovu analizu. Do sada su istraživači morali da kombinuju uzorke iz više ljudi ili laboratorijskih životinja kako bi prikupili dovoljno materijala, što je značajno ograničavalo preciznost podataka.
Prvi autor studije, Susmita Goš (ISAS), objašnjava prednosti novog pristupa:
„Naš metod omogućava analizu proteoma neutrofila iz samo 1.000 ćelija iz jednog upalnog fokusa kod jednog pacijenta ili laboratorijske životinje. To ne samo da povećava specifičnost analiza, već i smanjuje potrebu za velikim brojem uzoraka, što je posebno važno za istraživanja sa ograničenim biološkim materijalom.“
Kako bi smanjili broj ćelija potrebnih za masenu spektrometriju tečne hromatografije (LC-MS), istraživači su optimizovali pripremu uzoraka i metode obrade podataka. Ovim su uspeli da kreiraju sveobuhvatne proteinske profile koristeći neutrofile iz krvi pet zdravih ljudi i pet zdravih miševa.
Rezultati su otkrili značajne razlike između ljudskih i miševih neutrofila – identifikovano je oko 5.300 proteina kod ljudi i približno 6.200 proteina kod miševa. Ove baze podataka sada su javno dostupne putem veb servisa Spectral Library & Neutrophil Proteome, čime se omogućava naučnoj zajednici da koristi ove podatke za dalja istraživanja.
Kako bi potvrdili efikasnost metode, istraživači su analizirali neutrofile u dva različita upalna modela:
Moždani udar kod miševa – Nakon moždanog udara, neutrofili u mozgu su pokazali povećanu mitohondrijalnu aktivnost i pojačano stvaranje reaktivnih vrsta kiseonika kao odgovor na okruženje sa niskim nivoom glukoze.
Simulacija prolazne upale kod ljudi – U sedam ispitanika izazvana je prolazna upala u oralnoj šupljini ispiranjem usta rastvorom koji sadrži Tabasko sos. Neutrofili su prešli iz krvotoka u inflamatorno tkivo, pri čemu su pokazali funkcionalne promene potvrđene analizom citometrije protoka.
Ovi rezultati potvrđuju da je metoda pogodna za različite upalne modele i omogućava preciznu analizu neutrofila u različitim fiziološkim i patološkim stanjima.
Istraživači planiraju dalja poboljšanja metode kako bi omogućili analizu još manjih populacija neutrofila, uključujući čak i pojedinačne ćelije. Preliminarni eksperimenti već su pokazali obećavajuće rezultate sa samo pet ćelija.
„Dugoročno, želimo da omogućimo proteomske analize čak i za izuzetno male subpopulacije neutrofila ili pojedinačne ćelije. Prvi rezultati su ohrabrujući, što otvara nove mogućnosti za istraživanje imunoloških odgovora u različitim patološkim stanjima.“ – zaključuje Goš.
Ovaj metod ima potencijal da revolucionizuje istraživanja inflamatornih bolesti, omogućavajući detaljnije razumevanje uloge neutrofila u raznim patološkim procesima, uključujući neuroinflamatorne poremećaje, autoimune bolesti i tumore.
