Zewnątrzkomórkowa sieć neutrofilowa (ang. neutrophil extracellular trap, NET) została odkryta w 1996 roku i szczegółowo opisana przez Brinkmanna i wsp., którzy nazwali proces tworzenia tych sieci mianem NETozy. Neutrofile to granulocyty, które stanowią wczesną obronę przed atakującymi patogenami, maksymalizując odpowiedź immunologiczną gospodarza poprzez fagocytozę, degranulację ziarnistości granulocytarnych, produkcję reaktywnych form tlenu oraz chemokin i cytokin. Neutrofile wzmacniają swoje właściwości przeciwdrobnoustrojowe poprzez uwalnianie sieci NET, które zostały zidentyfikowane jako część wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Struktury NET mogą prowadzić jednak do niekontrolowanej odpowiedzi zapalnej powodującej destrukcję tkanek. W takiej sytuacji dochodzi do bezpośredniego uszkodzenia komórek, napływu innych prozapalnych komórek i białek oraz tworzenia kompleksów immunologicznych. Wiadomo też, że sieci NET mogą również zaostrzać stan nowotworowy, a u pacjentów z cukrzycą m.in. opóźniają gojenie się ran.

Negatywne skutki sieci NET

Ostatnie odkrycia, uzyskane w badaniach in vitro oraz na modelach zwierzęcych, wykazały kluczową rolę struktur NET w patogenezie niektórych chorób autoimmunizacyjnych i metabolicznych. Najlepiej zbadanym stanem związanym z netozą pozostaje jednak sepsa.

Netoza a sepsa

Wpływ netozy na przebieg sepsy został gruntownie przebadany. Niedawno opublikowano trzy niezależne badania oceniające poziom krążących nukleosomów zawierających histony H3.1, które są kluczowym składnikiem sieci NET, u pacjentów ze szpitalnych oddziałów intensywnej terapii. Łącznie przeanalizowano dane ponad 4 tysięcy pacjentów z Niemiec, Francji i Holandii, a wyniki były jednoznaczne.

Podwyższony poziom H3.1 w chwili przyjęcia na oddział intensywnej terapii korelował z wyższym ryzykiem pogorszenia stanu zdrowia. Poziom H3.1 wynoszący ≥1000 ng/ml wiązał się z niekorzystnym rokowaniem (dla porównania, zdrowi dorośli wykazują w testach poziom: <30 ng/ml). Ponadto badania wykazały silny związek między podwyższonym poziomem H3.1 a niewydolnością narządów, szczególnie nerek i układu oddechowego.

Wszystkie trzy badania potwierdziły również, że podwyższony poziom H3.1 istotnie zwiększa ryzyko śmiertelności. Przykładowo, analiza przeprowadzona przez Volition ujawniła, że każdy pacjent z poziomem H3.1 >20 000 ng/ml zmarł w ciągu 14 dni od przyjęcia na oddział intensywnej terapii. U pacjentów z poziomem 10 000–20 000 ng/ml ryzyko zgonu wynosiło 25%, a u tych z poziomem 1000–10 000 ng/ml – 12%.

Netoza a choroby autoimmunizacyjne

Łuszczyca

Badania wskazują, że neutrofile odgrywają ważną rolę w patogenezie łuszczycy, gromadząc się w zmianach łuszczycowych. Wytwarzają one prozapalne cytokiny, takie jak IL-6, IL-8 i IL-17. Szczególną funkcję pełni IL-17, która indukuje w keratynocytach ekspresję przeciwdrobnoustrojowego peptydu katelicydyny (LL-37) oraz defensyn, wspomagających tworzenie NET w chorobach dermatologicznych. Związki te sprzyjają rozwojowi NETozy i nasilają patologiczne procesy u pacjentów z łuszczycą bez współistniejących infekcji.

Toczeń rumieniowaty układowy (TRU)

Udowodniono, że kwasy nukleinowe uwalniane przez neutrofile przechodzące NETozę mogą być celem dla autoprzeciwciał. Powstające kompleksy immunologiczne nasilają proces autoimmunizacyjny i zapalny u pacjentów chorujących na TRU.

Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS)

Badania wykazały, że krążące neutrofile wyizolowane od pacjentów z RZS mają większe predyspozycje do tworzenia sieci NET niż te pochodzące od osób zdrowych. Podobnie jak w przypadku innych chorób autoimmunizacyjnych, w przypadku RZS sieci NET działają jako źródło pozakomórkowych autoantygenów, co prowadzi do nadmiernej reakcji układu immunologicznego i zwiększonego uszkodzenia tkanek.

Zapalenie małych naczyń

Białka uwalniane podczas netozy są jedną z przyczyn syntezy przeciwciał przeciwko cytoplazmie neutrofilów (ang. anti-neutrophil cytoplasmic antibodies, ANCA). Wykazano, że ANCA anty-PR3 i anty-MPO indukują netozę podczas aktywnej postaci zapalenia małych naczyń, utrwalając pętlę sprzężenia zwrotnego.

Netoza a choroby metaboliczne

Cukrzyca

Badania wykazały, że hiperglikemia sprzyja uwalnianiu sieci NET przez neutrofile. Poziomy biomarkerów związanych z NET, takich jak elastaza neutrofilowa (NE), mieloperoksydaza (MPO) i pozakomórkowe DNA (cfDNA), są wyższe u osób z cukrzycą w porównaniu do osób zdrowych. Wzrost tych biomarkerów koreluje również z podwyższonymi poziomami hemoglobiny glikowanej (HbA1c). Wyniki sugerują, że przewlekłe stany prozapalne związane z hiperglikemią nasilają proces netozy zarówno w cukrzycy typu 1, jak i typu 2. W konsekwencji nadmierne tworzenie sieci NET obserwuje się w warunkach hiperglikemii niezależnie od rodzaju cukrzycy.

Otyłość

Naukowcy wskazują na silny związek między otyłością a przewlekłym stanem zapalnym, który objawia się m.in. zwiększoną aktywnością neutrofili oraz intensywniejszym tworzeniem sieci NET. W badaniach przeprowadzonych przez Moorthy i wsp. zaobserwowano, że neutrofile myszy żywionych dietą wysokotłuszczową wykazują większą skłonność do spontanicznego tworzenia NET w porównaniu z neutrofilami izolowanymi od myszy żywionych dietą niskotłuszczową. Podobne zjawisko stwierdzono u myszy zakażonych wirusem grypy żywionych dietą wysokotłuszczową, w przeciwieństwie do tych na diecie niskotłuszczowej. Biorąc pod uwagę globalny problem związany z otyłością, konieczne są dalsze badania nad jej wpływem na inne patologiczne procesy w organizmie i choroby często towarzyszące nadmiernej wadze ciała.

Sieci NET jako biomarkery

Możliwość wykrywania składników sieci NET może być wykorzystywana jako narzędzie prognostyczne u pacjentów z chorobami charakteryzującymi się wyższym wskaźnikiem tworzenia struktur NET, ułatwiając lekarzom zapewnienie spersonalizowanego leczenia.

Nowością w naszej ofercie jest test Nu.Q® NETs – innowacyjne rozwiązanie diagnostyczne z certyfikatem CE, służące do wykrywania NETozy u pacjentów. Do przeprowadzenia badania wykorzystywane jest osocze, a jedną z głównych zalet testu jest niewielka objętość próbki potrzebnej do jego wykonania.

Test Nu.Q® NETs to pionierskie narzędzie, które umożliwia ilościowy pomiar biomarkerów NETozy – krążących nukleosomów zawierających histony H3.1.

Badanie w oparciu o test Nu.Q® NETs może być wykorzystywane zarówno do wczesnego rozpoznania sepsy i innych chorób związanych z NETozą, jak i do prognozowania przebiegu tych schorzeń oraz monitorowania odpowiedzi na leczenie.

Piśmiennictwo

1. Brinkmann V., Zychlinsky A., Neutrophil extracellular traps: is immunity the second function of chromatin?, J Cell Biol. 2012; 198: 773–783, doi: 10.1083/jcb.201203170.
2. Narayana Moorthy A., Narasaraju T., Rai P. et al., In vivo and in vitro studies on the roles of neutrophil extracellular traps during secondary pneumococcal pneumonia after primary pulmonary influenza infection, Front Immunol. 2013; 4: 56, doi: 10.3389/fimmu.2013.00056.
3. Mutua V., Gershwin L.J., A Review of Neutrophil Extracellular Traps (NETs) in Disease: Potential Anti-NETs Therapeutics, Clin Rev Allergy Immunol. 2021 Oct; 61 (2): 194–211.
4. https://volition.com/symposium-2024-report-sepsis-a-brighter-hope-for-tomorrow/
5. https://www.euroimmun.pl/netoza-nowy-wymiar-diagnostyki-i-terapii-w-sepsie-i-chorobach-autoimmunizacyjnych/