Ein detaillierterer Blick darauf, wie das Immunsystem auf ein Trauma reagiert, ebnet den Weg für eine einfache Blutuntersuchung, um festzustellen, wie schnell sich ein Patient erholt.
Als Anästhesist wollte Dr. Martin Angst von der medizinischen Fakultät der Stanford University wissen, warum einige der Patienten, die er behandelte, gleich nach der Operation zurückprallten, während andere nur zur Normalität zurückkehrten.
Angst hat sich mit dem Stanford-Professor für Immunologie und Mikrobiologie Garry Nolan zusammengetan, um 32 Patienten im Alter zwischen 50 und 80 Jahren zu untersuchen, die sich von einer Hüftoperation erholt hatten. Obwohl die Patienten dieselbe Operation, denselben anfänglichen Gesundheitszustand und denselben hattenAnästhesiemittel, deren Erholungszeiten sehr unterschiedlich waren.
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Mithilfe einer Methode namens Einzelzell-Massenzytometrie identifizierten die Forscher ein charakteristisches Bluttestergebnis, das vorhersagte, welche Patienten sich schnell von der Operation erholen würden und welche Probleme haben würden. Sie veröffentlichte ihre Ergebnisse heute in der Zeitschrift Science Translational Medicine.
Die Forscher untersuchten das Immunsystem in den Stunden nach der Operation. Sie fanden heraus, dass sich der Patient gut erholen würde, wenn die Aktivität der Monozyten - als „Ersthelfer“ des Immunsystems angesehen - unmittelbar nach der Operation ihren Höhepunkt erreichte, aber 24 Stunden nach der Operation abfielDie Zellen waren nach 24 Stunden immer noch sehr aktiv, der Patient hätte eine schwierigere Genesung.
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Die anfängliche Entzündung ist eine gesunde Möglichkeit für den Körper, auf ein Trauma zu reagieren, sagte Angst. Das Problem tritt auf, wenn es seinen Zweck nicht erfüllt und sich dann auflöst.
"Sie müssen den Drachen loslassen, aber dann müssen Sie ihn reiten können, denn wenn er außer Kontrolle gerät, können Sie sich möglicherweise viel langsamer erholen", sagte Angst.
Die Monozyten machen nur 1 bis 2 Prozent der weißen Blutkörperchen im Blut einer gesunden Person aus, aber ihre Immunsignatur machte ungefähr die Hälfte des Unterschieds in der Heilung der Patienten aus. Die Patienten berichteten ausführlich, wie gut sie sich fühltendrei Tage für sechs Wochen nach ihrer Operation.
Der gleiche Test könnte auch verwendet werden, um vorherzusagen, wie gut sich Soldaten oder Sportler von Verletzungen erholen werden.
"Sie können sich den Operationssaal als den perfekten Ort vorstellen, um Verletzungen zu untersuchen und wie wir uns unter ziemlich gut kontrollierten Umständen von Verletzungen erholen", sagte Angst.
Der nächste Schritt besteht darin, ähnliche Marker für die Genesung früher zu finden. Im Idealfall können chirurgische Patienten vor der Operation erfahren, wie lange sie möglicherweise brauchen, um sich zu erholen.
Angst, Nolan und ihre Kollegen in Stanford suchen bereits vor der Operation nach einer verräterischen Immunaktivität. Sie verwenden Chemikalien, um das Immunsystem herauszufordern, und geben ihm im Wesentlichen einen Stresstest, um zu sehen, wie es reagiert.
Idealerweise möchten sie "es auf einen einfachen Labortest reduzieren", sagte Angst. Stanford hat optimistisch ein vorläufiges Patent für solche Tests erhalten.
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Unmittelbar nach der Operation zu wissen, wie gut sich eine Person erholt, ist eine Annehmlichkeit. Aber vorher zu wissen, könnte das Spiel verändern. Jedes Jahr gibt es weltweit mehr als 200 Millionen Operationen, eine Studie aus dem Jahr 2008.
"Sie könnten Patienten schichten, sie über Risikofaktoren aufklären. Möglicherweise können Sie sogar ihr Immunsystem modifizieren, um sie zu schnelleren Genesern zu machen", sagte Angst.
Einzelzell-Massenzytometrie könnte verwendet werden, um eine Reihe von Rätseln über das Immunsystem zu lösen.
Die Methode gibt Forschern einen „Schnappschuss“ nicht nur darüber, welche Arten von Immunzellen sich im Blut befinden, sondern auch darüber, was sie tun.
Durch die Verwendung einer anderen Methode zum Stechen und Stoßen von Zellen als bei der herkömmlichen Zytometrie können Forscher mit Nolans Methode mehr Parameter in ihren Studien untersuchen. Sie müssen nicht im Voraus wissen, wonach sie suchen, sondern können eine durchführenbreite Umfrage.
Wenn unser derzeitiges Verständnis des Immunsystems einer schematischen Roadmap gleicht, versprechen diese Ergebnisse eher Satellitenbildern.
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"Es gibt keine Möglichkeit, die Immunfitness zu messen, und das haben wir versucht zu erreichen", sagte Angst.
Die Nuancen der Funktionsweise des Immunsystems spielen auch bei der Erforschung von HIV und Krebs eine große Rolle. Nolan prüft bereits die Verwendung des von ihm entwickelten Systems zur Unterstützung der Erforschung von Immuntherapien gegen Krebs.
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