DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1357967
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38433838
تاريخ النشر: 2024-02-16
المؤلف: Ahmed Adel Baz وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات العدلات، الميالوبيروكسيداز والأكسدة
نظرة عامة
تعتبر العدلات، كأحد المكونات الرئيسية للجهاز المناعي الفطري، تلعب دورًا حاسمًا في الدفاع عن المضيف ضد العدوى. واحدة من آليات الدفاع الأساسية لديها هي تشكيل مصائد خارج الخلوية للعدلات (NETs)، والتي تتكون من شبكة من الكروماتين المتشابك مع الهيستونات والبروتينات المختلفة. تم تصميم NETs لالتقاط وإزالة مسببات الأمراض، وخاصة البكتيريا، وقد حظيت باهتمام بحثي كبير في السنوات الأخيرة.
ومع ذلك، لوحظ أن بعض البكتيريا قد طورت آليات لتفادي احتجاز NET، مما يبرز تفاعلًا معقدًا بين دفاعات المضيف واستراتيجيات بقاء البكتيريا. تستعرض هذه القسم التقدمات الحديثة في فهم دور NETs في العدوى البكتيرية، بالإضافة إلى التكتيكات المختلفة التي تستخدمها البكتيريا لمقاومة أو الهروب من الاستجابات التي تتوسطها NET. من خلال توضيح الجزيئات والآليات التي تنظم إفراز NET، تهدف هذه الأبحاث إلى تعزيز فهمنا لوظائف NET في العدوى واستكشاف استراتيجيات محتملة للوقاية من الأمراض البكتيرية وعلاجها.
مقدمة
في المقدمة، يبرز المؤلفون الدور الحاسم للعدلات، وهي أكثر الكريات البيضاء وفرة في مجرى الدم، في الحفاظ على الصحة والاستجابة للعدوى. تنشأ العدلات من خلايا جذعية دموية، وتنضج في نخاع العظام وتكون أول المستجيبين لمواقع العدوى، حيث تؤدي وظائف أساسية مثل البلعمة لإزالة مسببات الأمراض والخلايا الميتة، وإطلاق الحبيبات لتعديل الاستجابات المناعية من خلال إفراز الحبيبات.
كما يقدم القسم اكتشافًا حديثًا نسبيًا في وظيفة العدلات: مصائد خارج الخلوية للعدلات (NETs). تتضمن هذه الآلية تخفيف الكروماتين داخل نواة العدلة، والذي يتحد مع البروتينات الحبيبية والسيتوبلازمية لتشكيل NETs التي يتم إفرازها في الفضاء خارج الخلوي. تعمل هذه NETs على احتواء وقتل الكائنات الدقيقة، مما يمنع انتشارها ويساهم في الدفاع المناعي العام.
نقاش
يناقش القسم تشكيل وآليات وآثار مصائد خارج الخلوية للعدلات (NETs)، وهي شكل متخصص من الموت الخلوي المبرمج يختلف عن الموت المبرمج، والنخر، والموت الحراري. يتم بدء تشكيل NET عند التعرف على الكائنات الدقيقة، مما يؤدي إلى انهيار الغشاء النووي وإفراز الحمض النووي النووي غير المتكثف إلى السيتوبلازم. يتحد هذا الحمض النووي مع الهيستونات والبروتينات السيتوبلازمية المختلفة، مما يؤدي إلى تمزق الغشاء البلازمي وإفراز NETs في الفضاء خارج الخلوي، والتي يمكن أن تحبس وتفكك عوامل البكتيريا. تحفز مجموعة متنوعة من المحفزات، بما في ذلك أنواع بكتيرية مختلفة ووسائط التهابية، إفراز NET من خلال مستقبلات محددة على العدلات، مما ينشط مسارات الإشارة داخل الخلوية.
تختلف تركيبة NETs بناءً على المحفزات وتتكون بشكل أساسي من الحمض النووي، والهيستونات، والبروتينات الحبيبية من العدلات. يمكن أن يحدث تشكيل NET عبر آليتين: الآلية “الليتية”، التي تتضمن موت الخلايا وإفراز NETs، والآلية “غير الليتية”، حيث يتم إفراز NETs دون تحلل الخلايا، مما يسمح للعدلات بالبقاء وظيفية. كما يبرز القسم دور NETs في العدوى البكتيرية، مشيرًا إلى قدرتها على احتجاز وقتل البكتيريا، وتعطيل الأغشية الحيوية، وتأثيرها على شكل البكتيريا. ومع ذلك، تطورت بعض مسببات الأمراض آليات لتفادي الاستجابات التي تتوسطها NET، بما في ذلك إفراز نوكليازات تقوم بتفكيك مكونات NET وتعديل مسارات إشارة العدلات لمنع تشكيل NET. إن فهم هذه التفاعلات أمر بالغ الأهمية لتطوير استراتيجيات علاجية ضد العدوى البكتيرية ومعالجة الحالات التي تؤثر على وظيفة NET.
DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1357967
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38433838
Publication Date: 2024-02-16
Author(s): Ahmed Adel Baz et al.
Primary Topic: Neutrophil, Myeloperoxidase and Oxidative Mechanisms
Overview
Neutrophils, as key components of the innate immune system, play a crucial role in defending the host against infections. One of their primary defense mechanisms is the formation of neutrophil extracellular traps (NETs), which consist of a network of chromatin intertwined with histones and various proteins. NETs are designed to capture and eliminate pathogens, particularly bacteria, and have garnered significant research attention in recent years.
However, it has been observed that some bacteria have developed mechanisms to evade NET entrapment, highlighting a complex interplay between host defenses and bacterial survival strategies. This section reviews recent advancements in understanding the role of NETs in bacterial infections, as well as the various tactics employed by bacteria to resist or escape NET-mediated responses. By elucidating the molecules and mechanisms that regulate NET release, this research aims to enhance our comprehension of NET functions in infections and to explore potential strategies for preventing and treating bacterial diseases.
Introduction
In the introduction, the authors highlight the critical role of neutrophils, the most abundant leukocytes in the bloodstream, in maintaining health and responding to infections. Originating from hematopoietic stem cells, neutrophils mature in the bone marrow and are the first responders to sites of infection, where they perform essential functions such as phagocytosis to eliminate pathogens and dead cells, and degranulation to modulate immune responses through the release of granules.
The section also introduces a relatively recent discovery in neutrophil function: neutrophil extracellular traps (NETs). This mechanism involves the loosening of chromatin within the neutrophil nucleus, which combines with granular and cytoplasmic proteins to form NETs that are released into the extracellular space. These NETs serve to encapsulate and kill microorganisms, thereby preventing their spread and contributing to the overall immune defense.
Discussion
The section discusses the formation, mechanisms, and implications of Neutrophil Extracellular Traps (NETs), a specialized form of programmed cell death distinct from apoptosis, necroptosis, and pyroptosis. NET formation is initiated upon the recognition of microorganisms, leading to the breakdown of the nuclear membrane and the release of decondensed nuclear DNA into the cytoplasm. This DNA combines with histones and various cytoplasmic proteins, culminating in the rupture of the plasma membrane and the release of NETs into the extracellular space, which can trap and degrade bacterial factors. Various stimuli, including different bacterial species and inflammatory mediators, trigger NET release through specific neutrophil receptors, activating intracellular signaling pathways.
The composition of NETs varies based on the stimuli and primarily consists of DNA, histones, and granular proteins from neutrophils. NET formation can occur via two mechanisms: the “lytic” mechanism, which involves cell death and the release of NETs, and the “non-lytic” mechanism, where NETs are released without cell lysis, allowing neutrophils to remain functional. The section also highlights the role of NETs in bacterial infections, noting their ability to trap and kill bacteria, disrupt biofilms, and influence bacterial morphology. However, certain pathogens have evolved mechanisms to evade NET-mediated responses, including the secretion of nucleases that degrade NET components and the modulation of neutrophil signaling pathways to inhibit NET formation. Understanding these interactions is crucial for developing therapeutic strategies against bacterial infections and addressing conditions that impair NET function.