Neutrophil extracellular traps as a novel mechanism of pathogen elimination by neutrophils.

Neutrofile czyli granulocyty obojętnochłonne to jedne z komórek układu odpornościowego, charakteryzujące się obecnością licznych ziarnistości w cytoplazmie oraz wielopłatowym jądrem. Jako komórki żerne neutrofile potrafią niszczyć drobnoustroje poprzez trzy mechanizmy: fagocytozę – wchłonięcie przez neutrofil patogenu i jego zniszczenie przez mechanizmy zależne i niezależne od tlenu, degranulację – wydzielanie białek przeciwbakteryjnych oraz trzeci mechanizm – tworzenie „zewnątrzkomórkowych sieci” NET. Celem pracy było opisanie i scharakteryzowanie ostatniego z wymienionych sposobów a mianowicie tworzenia sieci – NET czyli Neutrophil Extracellular Traps. NET to struktury zbudowane z chromatyny (DNA i histonów) oraz białek przeciwbakteryjnych i enzymów (m.in. mieloperoksydazy (MPO), elastazy neutrofilowej (NE), MMP-9) pochodzących z ziarnistości neutrofila. Rolą NET jest unieruchomienie i zniszczenie patogenów. Wydzielanie NET inicjowane jest przez reaktywne formy tlenu, a enzymami które rozpoczynają ten proces są NE i MPO. Również inne granulocyty – mastocyty i eozynofile potrafią wyrzucać struktury podobne do NET (ET, extracellular traps). Istnieją trzy sposoby tworzenia sieci: bezpośrednio inicjowany przez patogeny, pośredni zależny od aktywacji neutrofila przez płytki krwi oraz trzeci mechanizm polegający na wyrzucie ET zawierających DNA mitochondrialne. Pomimo iż mechanizm zabijania patogenów przez NET został odkryty niedawno (w 2004 r.) wykazano już, że jest on ważny w eliminacji patogenów, a jego głębsze poznanie może mieć duże znaczenie terapeutyczne.Neutrophils belong to granulocytes, one of the major immune cell types characterized by presence of abundant granules in the cytoplasm and the multilobe nucleus. Being phagocytes, neutrophils can destroy microorganisms through either of three mechanisms: phagosytosis – engulfment of pathogens and their destruction by respiratory burst or oxygen-independent mechanisms, degranulation – secretion of antibacterial proteins, and a release of NETs – neutrophil extracellular traps. The purpose of this thesis was to describe and characterize the latter mechanism, formation of NETs. NET are structures that consist of chromatin (DNA and histones), antibacterial proteins and enzymes (inter alia myleoperoxidase (MPO), neutrophil elastase (NE), MMP-9) originating from neutrophil granuls. The role of NETs is to immobilize and destroy pathogens. The secretion of NETs is initiated by reactive oxygen species, and the enzymes initiating this process are NE and MPO. It was demonstrated that also other granulocytes – mast cells and eosinophils can release similar structures (ET, extracellular traps). There are three mechanisms that lead to formation of traps: direct – initiated by pathogens, indirect – initiated by pathogen sensitized platelets that activate neutrophils, and finally – release of ETs containing mitochondrial DNA. Although the mechanism of pathogen killing by NETs was discovered recently (in 2004) it was already demonstrated that it represents an important mechanism of pathogen elimination of potential therapeutic significance