Vliv elektrických pulzů na lidské krevní fagocyty

Abstract

Fagocytárne bunky cirkulujúce v krvnom riečisku hrajú kľúčovú úlohu ako v obrane organizmu pred patogénmi, tak v patológii zápalových ochorení. Cielené ovplyvnenie ich funkcií má teda potenciálne využitie pre moduláciu imunitnej odpovede, hlavne behom zápalovej fáze. Predložená diplomová práca bola zameraná na sledovanie vplyvu elektrických pulzov na najabundantnejšiu populáciu fagocytov v ľudskej periférnej krvi, a to neutrofilov. Teoretická časť práce popisuje úlohu neutrofilov v rozvoji imunitnej odpovedi a účinky elektrického poľa na rôzne bunky. Ďalšou dôležitou časťou práce bola optimalizácia elektrickej stimulácie buniek s využitím unikátnej platformy so sieťou zlatých elektród. U vyizolovaných neutrofilov stimulovaných elektrickými pulzmi bola sledovaná aktivácia vybraných signálnych dráh, degranulácia, produkcia ROS, citrulinácia histónu H3 a expresia povrchových markerov. Celkovo bolo pozorované, že elektrická stimulácia indukovala aktiváciu neutrofilov, avšak štatisticky významný vplyv bol zaznamenaný len u vložených elektrických pulzov o veľkosti 1 V, a to v prípade produkcie ROS a pri veľkosti pulzov 10 mV a 100 mV u degranulácie metaloproteinázy MMP8. Absencia významných efektov u väčšiny sledovaných parametrov bola pravdepodobne spôsobená nežiadanou aktiváciou neutrofilov v kontrolných vzorkách.The phagocytic cells circulating in the bloodstream play a key role in both the defense of the body and the pathology of inflammatory diseases. Thus, targeting their functions has potential to modulate an immune response, especially during the inflammatory phase. This master's thesis was focused on the influence of electric pulses on the most abundant phagocyte population in human peripheral blood, namely neutrophils. The theoretical part describes the role of neutrophils in the development of the immune response and the effects of the electric field on various cells. Consequent part of the thesis was the optimization of the electrical stimulation of neutrophils using a unique platform with a network of gold electrodes. In stimulated cells by electrical pulses, activation of selected signaling pathways, degranulation, ROS production, citrullination of histone H3 and expression of surface markers were monitored. Overall, electrical stimulation was observed to induce neutrophil activation but only electrical pulses of size 1 V were found to be statistically significant in the case of ROS production and 10 mV and 100 mV electrical pulses in the case of metalloproteinase MMP8 degranulation. The absence of significant effects in the most observed parameters was probably due to unwanted activation of neutrophils in control samples.