DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1794524
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42088577
تاريخ النشر: 2026-04-20
المؤلف: Irene Fasciani وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات العدلات، الميالوبيروكسيداز والأكسدة
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دور الكيموكين إنترلوكين-8 (CXCL8) في تشكيل الفخاخ خارج الخلوية للعدلات (NETs)، والتي تعتبر حاسمة للدفاع عن المضيف ولكن يمكن أن تسهم أيضًا في الالتهاب المعقم وتلف الأنسجة. تكشف الدراسة أن CXCL8 يعزز بشكل كبير NETosis الناتج عن بلورات كربونات الكالسيوم (CaCO₃) وبلورات ثنائي هيدرات فوسفات الكالسيوم (CPPD) في العدلات البشرية. هذه الزيادة في تشكيل NET مستقلة عن نوع البلورة وتتطلب إعادة ترتيب الهيكل الخلوي، مع مشاركة كينازات عائلة Src، وPI3K، ومسارات إشارات ERK1/2، بينما لا تكون نشاط أكسيداز NADPH ضرورية. تؤكد التجارب الحية أيضًا أن الجمع بين CXCL8 وبلورات CaCO₃ يؤدي إلى زيادة مستويات السيروم من الهيستون H3 المترسب، مما يشير إلى تأثير تآزري.
تؤكد النتائج أن CXCL8 هو معزز قوي لتشكيل NET بدلاً من كونه محفزًا أساسيًا، مما يوفر نموذجًا قابلًا للتكرار في المختبر لاستكشاف دور إشارات CXCR1/2 في NETosis. تبرز الدراسة أهمية الميكروبلورات القائمة على الكالسيوم في تحضير العدلات لتشكيل NET وتقترح أن هذه العملية هي آلية مستقلة عن ROS تختلف عن NETosis التحللي الكلاسيكي. من خلال توضيح التفاعل بين إشارات الكيموكين وتشكيل NET المعتمد على البلورات، تتصالح الأبحاث مع التناقضات السابقة بشأن دور CXCL8 وتقدم رؤى حول الفيزيولوجيا المرضية للأمراض الالتهابية المرتبطة بالبلورات مثل النقرس، والنقرس الكاذب، وتصلب الشرايين، والتهاب البنكرياس. تؤكد هذه النتائج على الإمكانية لاستهداف محور CXCL8/CXCR1/2 علاجيًا في المرضى الذين لديهم مستويات مرتفعة من CXCL8 واضطرابات التهابية مدفوعة بالبلورات.
مقدمة
تناقش المقدمة تشكيل الفخاخ خارج الخلوية للعدلات (NETs)، وهي هياكل تتكون من الهيستونات، وألياف الحمض النووي، وبروتينات حبيبية مختلفة للعدلات تلعب دورًا حاسمًا في تكسير عوامل الضراوة وقتل البكتيريا. يمكن أن تحدث عملية تشكيل NET من خلال آليتين متميزتين: NETosis الانتحارية، حيث تموت العدلات لإطلاق NETs، وNETosis الحيوية، حيث تطرد العدلات الحمض النووي بينما تبقى قابلة للحياة. تشير النتائج الأخيرة إلى أن تشكيل NET ليس فقط وقائيًا ولكن أيضًا يسهم في حالات مرضية مثل انسداد الأوعية، وتلف الأنسجة، والسرطان، مما يبرز الحاجة إلى علاجات تمنع تشكيل NET غير الطبيعي مع الحفاظ على وظائفها المضادة للبكتيريا.
لا يزال دور الكيموكين CXCL8 في NETosis مثيرًا للجدل، حيث تشير بعض الدراسات إلى أنه قد يحفز NETosis مباشرة بينما تقترح أخرى أنه غير كافٍ بمفرده. ومن الجدير بالذكر أن هناك فرضية تفيد بأن CXCL8 قد يعزز NETosis بطريقة تعتمد على الكالسيوم، ربما من خلال مسارات تشمل الميكروبلورات. تُعرف هذه الميكروبلورات، التي يمكن أن تنشط العدلات وتثير استجابات التهابية، بأنها محفزات قوية للالتهابات. تبرز المقدمة الحاجة إلى التحقيق فيما إذا كانت الميكروبلورات يمكن أن تتفاعل مع CXCL8 لتعزيز NETosis والمساهمة في تلف الأنسجة، وهو محور الدراسة الحالية.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم استخدام ذكور الفئران C57BL/6 (بعمر 8-9 أسابيع) للتحقيق في NETosis في الجسم الحي تحت ظروف بيئية محكومة. تم تكييف الفئران لمدة أربعة أيام قبل التجربة، والتي التزمت بإرشادات ARRIVE 2020 واللوائح الإيطالية والأوروبية ذات الصلة. شملت العلاجات التجريبية الإدارة داخل الصفاق لمحلول ملحي (تحكم)، CXCL8، جرعة تحت قاتلة من LPS، CaCl₂، ومجموعات من هذه العوامل.
بعد العلاج، تم تخدير الفئران باستخدام الإيزوفلوران وتم euthanized بعد 4 و 24 ساعة من الإدارة. تم جمع عينات السيروم عن طريق الشفط داخل القلب وتخزينها عند -20 درجة مئوية للتحليل اللاحق. تم قياس مستويات الهيستون H3 المترسب (H3Cit) في السيروم باستخدام اختبار ELISA، مما يوفر رؤى حول عملية NETosis استجابةً للمحفزات المعطاة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في سلوك النظام، كما يتضح من الأشكال والجداول المرفقة، التي تقدم تمثيلات بصرية للبيانات.
علاوة على ذلك، تؤكد تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق الملحوظة بين المجموعات ليست بسبب الصدفة العشوائية، مما يعزز صحة الفرضيات المختبرة. تسهم النتائج في المعرفة الحالية من خلال توضيح الآليات الأساسية المعنية، وتقترح تطبيقات محتملة في المجالات ذات الصلة. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية الدراسة وتفتح الطريق أمام اتجاهات البحث المستقبلية.
المناقشة
في هذه الدراسة، نوضح دور CXCL8 في تعزيز تشكيل الفخاخ خارج الخلوية للعدلات (NET) في وجود بلورات الكالسيوم، وبشكل خاص كربونات الكالسيوم (CaCO₃) وثنائي هيدرات فوسفات الكالسيوم (CPPD). تشير نتائجنا إلى أنه بينما لا يحفز CXCL8 بمفرده NETosis، فإنه يعزز بشكل كبير تشكيل NET عند دمجه مع بلورات الكالسيوم، مما يظهر آلية تعتمد على السياق. لوحظ تعزيز NETosis عبر تركيزات مختلفة من CXCL8 وبلورات الكالسيوم، مع دلالة إحصائية (p < 0.0001) ملحوظة عند تركيزات متعددة. يُعزى هذا التعزيز إلى الوجود الفيزيائي لبلورات الكالسيوم بدلاً من أيونات الكالسيوم القابلة للذوبان، حيث لم يُلاحظ NETosis عند مستويات pH المنخفضة التي تمنع تشكيل البلورات. ميكانيكيًا، حددنا أن تعزيز NETosis بواسطة CXCL8 يتضمن تنشيط مستقبلات CXCR1 وCXCR2، كما يتضح من استخدام المضاد المحدد SCH527123، الذي قلل بشكل كبير من تشكيل NET في وجود كل من CXCL8 وبلورات الكالسيوم. بالإضافة إلى ذلك، تم الإشارة إلى المسارات التي تشمل Src وPI3K وERK1/2 في هذه العملية، حيث أدى تثبيطها إلى انخفاض ملحوظ في NETosis. أكدت تجاربنا في الجسم الحي هذه النتائج، حيث أظهرت أن الجمع بين CXCL8 وبلورات الكالسيوم يعزز NETosis في نموذج الفئران، مما يعزز الأهمية السريرية لهذا التفاعل في الظروف الالتهابية المعقمة. بشكل عام، توفر هذه الدراسة رؤى جديدة حول العلاقة التآزرية بين CXCL8 وأنماط الجزيئات المرتبطة بتلف البلورات القائمة على الكالسيوم (DAMPs) في تنظيم NETosis.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2026.1794524
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42088577
Publication Date: 2026-04-20
Author(s): Irene Fasciani et al.
Primary Topic: Neutrophil, Myeloperoxidase and Oxidative Mechanisms
Overview
This research investigates the role of the chemokine interleukin-8 (CXCL8) in the formation of neutrophil extracellular traps (NETs), which are crucial for host defense but can also contribute to sterile inflammation and tissue damage. The study reveals that CXCL8 significantly enhances NETosis induced by calcium carbonate (CaCO₃) and calcium pyrophosphate dihydrate (CPPD) crystals in human neutrophils. This amplification of NET formation is independent of the crystal type and requires cytoskeletal rearrangements, with the involvement of Src family kinases, PI3K, and ERK1/2 signaling pathways, while NADPH oxidase activity is not necessary. In vivo experiments further confirm that the combination of CXCL8 and CaCO₃ crystals leads to increased serum levels of citrullinated histone H3, indicating a synergistic effect.
The findings establish CXCL8 as a potent amplifier of NET formation rather than a primary trigger, providing a reproducible in vitro model to explore the role of CXCR1/2 signaling in NETosis. The study highlights the importance of calcium-based microcrystals in priming neutrophils for NET formation and suggests that this process is a ROS-independent mechanism distinct from classical lytic NETosis. By elucidating the interplay between chemokine signaling and crystal-mediated NET formation, the research reconciles previous discrepancies regarding CXCL8’s role and offers insights into the pathophysiology of crystal-associated inflammatory diseases such as gout, pseudogout, atherosclerosis, and pancreatitis. These results underscore the potential for targeting the CXCL8/CXCR1/2 axis therapeutically in patients with elevated CXCL8 levels and crystal-driven inflammatory disorders.
Introduction
The introduction discusses the formation of neutrophil extracellular traps (NETs), which are structures composed of histones, DNA fibers, and various neutrophil granule proteins that play a crucial role in degrading virulence factors and killing bacteria. The process of NET formation can occur through two distinct mechanisms: suicidal NETosis, where neutrophils die to release NETs, and vital NETosis, where neutrophils eject DNA while remaining viable. Recent findings suggest that NET formation is not only protective but also contributes to pathological conditions such as vessel occlusion, tissue damage, and cancer, underscoring the need for therapies that inhibit aberrant NET formation while preserving their antibacterial functions.
The role of the chemokine CXCL8 in NETosis remains controversial, with some studies indicating it may directly induce NETosis while others suggest it is insufficient alone. Notably, there is a hypothesis that CXCL8 may promote NETosis in a calcium-dependent manner, potentially through pathways involving microcrystals. These microcrystals, which can activate neutrophils and trigger inflammatory responses, are recognized as potent proinflammatory stimuli. The introduction highlights the need to investigate whether microcrystals can interact with CXCL8 to enhance NETosis and contribute to tissue damage, which is the focus of the current study.
Methods
In this study, male C57BL/6 mice (8-9 weeks old) were utilized to investigate NETosis in vivo under controlled environmental conditions. The mice were acclimatized for four days prior to experimentation, which adhered to the ARRIVE 2020 guidelines and relevant Italian and European regulations. Experimental treatments included intraperitoneal administration of saline (control), CXCL8, a sublethal dose of LPS, CaCl₂, and combinations of these agents.
Following treatment, the mice were anesthetized with isoflurane and euthanized at 4 and 24 hours post-administration. Serum samples were collected via intracardiac aspiration and stored at -20 °C for subsequent analysis. The levels of citrullinated histone H3 (H3Cit) in the serum were quantified using an ELISA assay, providing insights into the NETosis process in response to the administered stimuli.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the results demonstrate a clear trend in the behavior of the system, as illustrated by the accompanying figures and tables, which provide visual representations of the data.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) confirms that the differences observed among the groups are not due to random chance, reinforcing the validity of the hypotheses tested. The findings contribute to the existing body of knowledge by elucidating the underlying mechanisms at play, and they suggest potential applications in relevant fields. Overall, the results underscore the importance of the study and pave the way for future research directions.
Discussion
In this study, we elucidate the role of CXCL8 in enhancing neutrophil extracellular trap (NET) formation in the presence of calcium crystals, specifically calcium carbonate (CaCO₃) and calcium pyrophosphate dihydrate (CPPD). Our findings indicate that while CXCL8 alone does not induce NETosis, it significantly amplifies NET formation when combined with calcium crystals, demonstrating a context-dependent mechanism. The enhancement of NETosis was observed across various concentrations of CXCL8 and calcium crystals, with statistical significance (p < 0.0001) noted at multiple concentrations. This amplification is attributed to the physical presence of calcium crystals rather than soluble calcium ions, as no NETosis was observed at lower pH levels that prevent crystal formation. Mechanistically, we identified that the potentiation of NETosis by CXCL8 involves the activation of CXCR1 and CXCR2 receptors, as evidenced by the use of the specific antagonist SCH527123, which significantly reduced NET formation in the presence of both CXCL8 and calcium crystals. Additionally, pathways involving Src, PI3K, and ERK1/2 were implicated in this process, as their inhibition led to a marked decrease in NETosis. Our in vivo experiments further corroborated these findings, showing that the combination of CXCL8 and calcium crystals enhances NETosis in a murine model, thereby reinforcing the clinical relevance of this interaction in sterile inflammatory conditions. Overall, this study provides a novel insight into the synergistic relationship between CXCL8 and calcium-based crystalline damage-associated molecular patterns (DAMPs) in the regulation of NETosis.