SCD затрагивает приблизительно 100 000 американцев и происходит приблизительно в каждом 500-м Черном или афроамериканском рождении. Болезнь поражает миллионы людей во всем мире, особенно те с предками из Африки к югу от Сахары и испаноязычных регионов в Западном полушарии (Южная Америка, Карибская, и Центральная Америка.)У людей с болезнью есть унаследованная генная мутация, которая приводит к неправильному гемоглобину, белок эритроцита, который несет кислород к тканям тела.
Эритроциты с неправильным гемоглобином берут форму серпа и становятся менее гибкими. sickled эритроциты имеют тенденцию забивать маленькие суда – препятствующий кровотоку и препятствующий тому, чтобы кислород достиг тканей. Это может привести к внезапным приступам тяжелой боли, названной кризисом серповидного эритроцита или vaso-преграждающим кризисом, которые часто нуждаются в госпитализации.
За многие годы плохая кислородная поставка из-за SCD может повредить органы включая селезенку, печень и почки. В среднем американцы с болезнью могут ожидать жить только в их середину 40-х.
Исследование Эйнштейна было во главе с Полем Френеттом, Доктором медицины, преподавателем медицины и цитобиологии и стула и директора Института Готтесмана Эйнштейна Стволовой клетки и Регенеративного Исследования Медицины. В 2002 доктор Френетт сообщила, что блокировки судна SCD происходят, когда sickled эритроциты связывают с лейкоцитами, названными нейтрофилами, которые придерживались стенок сосуда. Нейтрофилы – наиболее распространенный тип лейкоцитов в крови и защищают от вызывающих болезнь микробов.«Эта более ранняя работа указала, что не все нейтрофилы – то же самое», сказала доктор Френетт. «Некоторые, кажется, инертны, в то время как другие кажутся чрезмерно активными в продвижении воспламенения – который полезен для нападения на микробы, но заставляет нейтрофилы захватывать sickled эритроциты в судах.
Таким образом в текущем исследовании, мы занялись расследованиями, мог ли бы возраст нейтрофилов влиять, становятся ли они активными и проподстрекательскими».Определенные поверхностные белки показывают, покоятся ли нейтрофилы или стали активными; различные белки поверхности клеток указывают, молоды ли нейтрофилы или стары. После переливания целой крови в мышей и затем анализ молодых нейтрофилов (получил постпереливание 10 минут) и в возрасте нейтрофилов (получил постпереливание шести часов), доктор Френетт и коллеги нашли, что нейтрофилы стали более активными, поскольку они стареют в обращении – предложение, они получают некоторые внешние сигналы, говоря им стареть.
Исследователи провели эксперименты, которые проследили эти «стареющие» сигналы до микробиома тела. Они нашли, что микробиом производит химикаты, которые пересекают барьер кишечника и входят в кровоток, где они производят в возрасте, чрезмерно активное подмножество нейтрофилов, которое способствует SCD. «Начиная с микробиоматерии тела, кажется, «обучают» нейтрофилы стареть», сказала доктор Френетт, «мы поняли, что чистка тех микробов посредством использования антибиотиков могла бы помочь против SCD».Чтобы узнать, команда доктора Френетт выполнила исследования модели мыши SCD.
Они нашли, что мыши SCD обладали в пять раз больше в возрасте нейтрофилов, чем здоровые мыши контроля. Когда исследователи исчерпали микробиоматерию мышей SCD, используя антибиотики, они наблюдали поразительное сокращение нейтрофилов, но не других лейкоцитов, таких как моноциты, T клетки и клетки B. Кроме того, предоставление антибиотиков мышам SCD, казалось, предотвратило кризис серповидного эритроцита: взаимодействия между нейтрофилами и эритроцитами были заметно уменьшены у исчерпанных микробиоматерией мышей SCD, приводящих к улучшенному местному кровотоку и значительно улучшенному выживанию этих мышей.«Что было самым удивительным и захватывающим для нас, был эффект антибиотиков на хроническом повреждении ткани», сказала доктор Френетт. «Мы нашли, что увеличение селезенки мышей SCD было значительно уменьшено у исчерпанных микробиоматерией животных, и анализ печени показал основные сокращения повреждения печени включая воспламенение, царапание и смерть ткани.
Это – первый раз, когда что-либо, как находили, оказало влияние на повреждение органа, которое может быть настолько разрушительно в SCD».Исследователи тогда изучили септический шок – другое серьезное нарушение кровоснабжения, в котором активированные, проподстрекательские нейтрофилы играют роль.
Сепсис поражает больше чем один миллион американцев каждый год и уносит жизни до половины из них. Чтобы вызвать септический шок, контроль и исчерпанные микробиоматерией мыши получили дозу бактериального токсина, который обычно будет смертелен. Мыши контроля показали совокупности нейтрофила и сбор в группу ДНК нейтрофила, которая способствует до смерти от септического шока; но исчерпанные микробиоматерией мыши были в основном свободны от осложнений нейтрофила и выжили.
«Замечательно», сказала доктор Френетт, «мы могли препятствовать тому, чтобы исчерпанные микробиоматерией мыши пережили септический шок, если бы мы вселили их с в возрасте нейтрофилов, но не, если мы вселили то же самое количество молодых нейтрофилов. Так истощение микробиоматерии может помочь против воспалительных болезней крови в дополнение к SCD».
Наконец, исследователи занялись расследованиями, могли ли бы их результаты у мышей относиться к людям с SCD. С помощью Программы Серповидно-клеточной анемии в Детской больнице в Montefiore (CHAM) они получили образцы крови от девяти здоровых детей и от 34 пациентов с SCD: 11 пациентов принимали пенициллин ежедневно, чтобы отразить инфекции, как рекомендуется для детей с возрастом SCD пять или моложе; другие 23 пациента с SCD были от пенициллина в течение по крайней мере двух месяцев.
В соответствии с результатами у мышей SCD, у детей с SCD, не принимающим пенициллин еще, были многие циркулирующие в возрасте нейтрофилов по сравнению со здоровыми детьми, которые служили средствами управления. Исследователи тогда сравнили уровни нейтрофила в двух группах детей с SCD – тех, которые принимают пенициллин и тех не на препарате – и нашли намного более низкое количество в возрасте нейтрофилов в крови тех, кто принимал пенициллин.«Ежедневный пенициллин для пациентов с SCD, моложе, чем пять работ действительно хорошо в предотвращении инфекций», сказал доктор Френетт. «Наше исследование предполагает, что пенициллин и другие антибиотики могли играть еще более широкую роль в потенциальной пользе пожилым пациентам.
В сотрудничестве с Дипой Мэнвани, Доктором медицины, который направляет Программу Серповидно-клеточной анемии ХАНА, мы надеемся выполнить клиническое испытание, чтобы определить, могут ли антибиотики помочь пациентам с SCD, предотвратив кризис серповидного эритроцита и долгосрочное повреждение органа, связанное с болезнью».