Neutrophil extracellular traps
ન્યુટ્રોફિલ એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર ટ્રેપ્સ (એનઇટી) એ એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર ફાઇબરનું નેટવર્ક છે, જે મુખ્યત્વે ન્યુટ્રોફિલ્સમાંથી ડીએનએથી બનેલું છે, જે પેથોજેન્સને જોડે છે. ન્યુટ્રોફિલ્સ એ રોગપ્રતિકારક તંત્રની ચેપ સામે સંરક્ષણની પ્રથમ લાઇન છે અને પરંપરાગત રીતે બે વ્યૂહરચનાઓ દ્વારા આક્રમણકારી પેથોજેન્સને મારી નાખવાનું માનવામાં આવે છેઃ સુક્ષ્મજીવાણુઓનો સમાવેશ અને એન્ટિ-માઇક્રોબાયલ્સનો સ્ત્રાવ. 2004 માં, એક નવીન ત્રીજા કાર્યની ઓળખ કરવામાં આવી હતીઃ NET ની રચના. એન. ઇ. ટી. ન્યુટ્રોફિલ્સને બાહ્યકોષીય પેથોજેન્સને મારવા માટે પરવાનગી આપે છે જ્યારે યજમાન કોષોને નુકસાન ઘટાડે છે. ફાર્માકોલોજીકલ એજન્ટ ફોર્બોલ માયરિસ્ટેટ એસિટેટ (પી. એમ. એ.), ઇન્ટરલ્યુકિન 8 (આઇ. એલ.-8) અથવા લિપોપોલિસેકરાઇડ (એલ. પી. એસ.) સાથે ઈન વિટ્રો સક્રિયકરણ પછી, ન્યુટ્રોફિલ્સ સક્રિય પ્રક્રિયા દ્વારા એન. ઇ. ટી. તરીકે ઓળખાતા એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર ફાઇબ્રિલ મેટ્રિક્સ બનાવવા માટે ગ્રાન્યુલ પ્રોટીન અને ક્રોમેટિન છોડે છે. માળખું અને રચના ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન સ્કેનીંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીએ દર્શાવ્યું છે કે એન. ઇ. ટી. માં અનુક્રમે <આઇ. ડી. 1> એન. એમ. અને 25 એન. એમ. ના વ્યાસ સાથે ડીએનએ અને ગોળાકાર પ્રોટીન ડોમેન્સનો સમાવેશ થાય છે. આ 50 એનએમના વ્યાસ સાથે મોટા થ્રેડમાં ભેગા થાય છે. જો કે, પ્રવાહની પરિસ્થિતિઓમાં, NETs ઘણી મોટી રચનાઓ બનાવી શકે છે, જે લંબાઈ અને પહોળાઈમાં સેંકડો નેનોમીટર સુધી પહોંચી શકે છે. ઇમ્યુનોફ્લોરેસેન્સ દ્વારા કરવામાં આવેલા વિશ્લેષણમાં પુષ્ટિ મળી છે કે એનઈટીમાં એઝુરોફિલિક ગ્રાન્યુલ્સ (ન્યુટ્રોફિલ ઇલાસ્ટેસ, કેથેપ્સિન જી અને માયલોપેરોક્સિડેઝ), ચોક્કસ ગ્રાન્યુલ્સ (લેક્ટોફેરિન), ટર્શરી ગ્રાન્યુલ્સ (જિલેટિનેઝ) અને સાયટોપ્લાઝમમાંથી પ્રોટીન હોય છે; જો કે, સીડી63, એક્ટિન, ટ્યુબ્યુલિન અને અન્ય વિવિધ સાયટોપ્લાઝમેટિક પ્રોટીન એનઈટીમાં હાજર નથી. એન્ટિ-માઇક્રોબાયલ પ્રવૃત્તિ એન. ઇ. ટી. ન્યુટ્રોફિલ ઇલાસ્ટેસ, કેથેપ્સિન જી અને હિસ્ટોન્સ જેવા એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્રોટીન સાથે પેથોજેન્સને નિઃશસ્ત્ર કરે છે જે ડીએનએ માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ ધરાવે છે. એન. ઇ. ટી. એ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ ઘટકોની ઉચ્ચ સ્થાનિક સાંદ્રતા પૂરી પાડે છે અને ફેગોસાયટીક ગ્રહણથી સ્વતંત્ર રીતે બાહ્યકોષીય રીતે સૂક્ષ્મજીવાણુઓને બાંધે છે, નિઃશસ્ત્ર કરે છે અને મારી નાખે છે. તેમના એન્ટિમાઇક્રોબાયલ ગુણધર્મો ઉપરાંત, NET એક ભૌતિક અવરોધ તરીકે કામ કરી શકે છે જે પેથોજેન્સના વધુ ફેલાવાને અટકાવે છે. વધુમાં, દાણાદાર પ્રોટીનને એન. ઇ. ટી. માં પહોંચાડવાથી પ્રોટીએઝ જેવા સંભવિત હાનિકારક પ્રોટીન બળતરાના સ્થળની નજીકની પેશીઓમાં ફેલાતા અને નુકસાન પહોંચાડતા રહી શકે છે. એન. ઇ. ટી. ની રચના બહુવિધ બેક્ટેરિયલ પેથોજેન્સના પ્રતિભાવમાં મેક્રોફેજ બેક્ટેરિસાઈડલ પ્રવૃત્તિને વધારવા માટે પણ દર્શાવવામાં આવી છે. તાજેતરમાં, એવું પણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે માત્ર બેક્ટેરિયા જ નહીં પરંતુ કેન્ડિડા આલ્બિકન્સ જેવા પેથોજેનિક ફૂગ પણ ન્યુટ્રોફિલ્સને એનઈટી બનાવવા માટે પ્રેરિત કરે છે જે સી. આલ્બિકન્સ હાયફલ તેમજ યીસ્ટ-સ્વરૂપના કોષોને પકડે છે અને મારી નાખે છે. બાળકોમાં પ્લાઝમોડિયમ ફાલ્સીપેરમ ચેપ સાથે જોડાણમાં પણ NET નું દસ્તાવેજીકરણ કરવામાં આવ્યું છે. જ્યારે મૂળરૂપે એવી દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી કે બેક્ટેરિયલ/યીસ્ટના ચેપના સ્થળે પેશીઓમાં એન. ઇ. ટી. ની રચના કરવામાં આવશે, ત્યારે સેપ્સિસ દરમિયાન (ખાસ કરીને ફેફસાના રુધિરકેશિકાઓ અને યકૃતના સાઇનસોઈડ્સમાં) રક્તવાહિનીઓમાં એન. ઇ. ટી. ની રચના પણ દર્શાવવામાં આવી છે. ઇન્ટ્રા-વેસ્ક્યુલર નેટની રચના ચુસ્તપણે નિયંત્રિત થાય છે અને પ્લેટલેટ્સ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, જે પ્લેટલેટ ટીએલઆર 4 દ્વારા ગંભીર ચેપ અનુભવે છે અને પછી નેટ બનાવવા માટે ન્યુટ્રોફિલ્સ સાથે જોડાય છે અને સક્રિય કરે છે. પ્લેટલેટ-પ્રેરિત NET રચના ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે (મિનિટોમાં) અને ન્યુટ્રોફિલ્સનું મૃત્યુ થઈ શકે છે અથવા ન પણ થઈ શકે. રુધિરવાહિનીઓમાં રચાયેલી એન. ઇ. ટી. રુધિરવાહિનીઓમાંથી પસાર થતાં ફરતા બેક્ટેરિયાને પકડી શકે છે. પ્રવાહ હેઠળના બેક્ટેરિયાને સીધા ઈન વિટ્રો અને ઇન્ટ્રાવીટલ માઇક્રોસ્કોપીમાં ફ્લો ચેમ્બરમાં ફસાવવામાં આવ્યા છે જે દર્શાવે છે કે બેક્ટેરિયલ ફસાવવું લીવર સાઇનસોઈડ્સ અને ફેફસાના રુધિરકેશિકાઓ (તે સ્થળો જ્યાં પ્લેટલેટ્સ ન્યુટ્રોફિલ્સને બાંધે છે) માં થાય છે. NETosis NET સક્રિયકરણ અને પ્રકાશન, અથવા NETosis, એક ગતિશીલ પ્રક્રિયા છે જે બે સ્વરૂપોમાં આવી શકે છે, આત્મઘાતી અને મહત્વપૂર્ણ NETosis. એકંદરે, પ્રક્રિયાના ઘણા મુખ્ય ઘટકો બંને પ્રકારના નેટોસિસ માટે સમાન છે, જો કે, ઉત્તેજના, સમય અને અંતિમ પરિણામમાં મુખ્ય તફાવતો છે. સક્રિયકરણ માર્ગ સંપૂર્ણ NETosis સક્રિયકરણ માર્ગ હજુ પણ તપાસ હેઠળ છે પરંતુ કેટલાક મુખ્ય પ્રોટીનની ઓળખ કરવામાં આવી છે અને ધીમે ધીમે માર્ગનું સંપૂર્ણ ચિત્ર ઉભરી રહ્યું છે. આ પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (આરઓએસ) મધ્યસ્થીઓ દ્વારા પ્રોટીન-આર્જિનિન ડેઇમિનેઝ 4 (પીએડી 4) ના એનએડીપીએચ ઓક્સિડેઝ સક્રિયકરણથી શરૂ થાય છે. પી. એ. ડી. 4 ન્યુટ્રોફિલમાં હિસ્ટોન્સના સિટ્રુલિનેશન માટે જવાબદાર છે, જેના પરિણામે ક્રોમેટિનનું વિઘટન થાય છે. એન. ઇ. ટી. ઓ. સી. એસ. નું એન. એ. ડી. પી. એચ. ઓક્સિડેઝ-સ્વતંત્ર સ્વરૂપ પણ વર્ણવવામાં આવ્યું છે, જે સંપૂર્ણપણે મિટોકોન્ડ્રીયલ-વ્યુત્પન્ન આરઓએસ પર આધાર રાખે છે. માયેલોપેરોક્સિડેઝ (એમ. પી. ઓ.) અને ન્યુટ્રોફિલ ઇલાસ્ટેસ (એન. ઈ.) જેવા એઝુરોફિલિક ગ્રાન્યુલ પ્રોટીન પછી ન્યુક્લિયસમાં પ્રવેશ કરે છે અને ડીકોન્ડેન્સેશન પ્રક્રિયાને આગળ ધપાવે છે, જેના પરિણામે પરમાણુ પરબિડીયું ફાટી જાય છે. બિન-કન્ડેન્સ્ડ ક્રોમેટિન કોષરસમાં પ્રવેશ કરે છે જ્યાં પ્રારંભિક તબક્કામાં NETમાં વધારાના ગ્રાન્યુલ અને કોષરસાત્મક પ્રોટીન ઉમેરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયાનું પરિણામ પછી તેના પર નિર્ભર કરે છે કે કઈ NETosis પાથવે સક્રિય છે. આત્મઘાતી NETosis આત્મઘાતી NETosis પ્રથમ 2007 ના અભ્યાસમાં વર્ણવવામાં આવ્યું હતું જેમાં નોંધ્યું હતું કે NET ના પ્રકાશનને કારણે એપોપ્ટોસિસ અથવા નેક્રોસિસ કરતાં અલગ માર્ગ દ્વારા ન્યુટ્રોફિલનું મૃત્યુ થયું હતું. આત્મઘાતી NETosis માં, અંતઃકોશિક NET રચના પછી પ્લાઝ્મા પટલનું ભંગાણ થાય છે, જે તેને બાહ્યકોશિક અવકાશમાં મુક્ત કરે છે. આ NETosis માર્ગ ટોલ જેવા રીસેપ્ટર્સ (TLRs), Fc રીસેપ્ટર્સ અને એન્ટિબોડીઝ, PMA વગેરે જેવા વિવિધ લિગાન્ડ્સ સાથે પૂરક રીસેપ્ટર્સના સક્રિયકરણ દ્વારા શરૂ કરી શકાય છે. વર્તમાન સમજ એ છે કે આ રીસેપ્ટર્સને સક્રિય કરવા પર, ડાઉનસ્ટ્રીમ સિગ્નલિંગ એન્ડોપ્લાઝ્મિક રેટિક્યુલમમાંથી કેલ્શિયમ મુક્ત કરવામાં પરિણમે છે. કેલ્શિયમનો આ અંતઃકોશિક પ્રવાહ બદલામાં એન. એ. ડી. પી. એચ. ઓક્સિડેઝને સક્રિય કરે છે, પરિણામે ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ એન. ઈ. ટી. ઓ. સી. એસ. માર્ગ સક્રિય થાય છે. નોંધની વાત એ છે કે, આત્મહત્યાના નેટોસિસમાં કલાકો લાગી શકે છે, પી. એમ. એ. ઉત્તેજનાના ઉચ્ચ સ્તર સાથે પણ, જ્યારે મહત્વપૂર્ણ નેટોસિસ જે થોડી મિનિટોમાં પૂર્ણ થઈ શકે છે. વાઇટલ નેટોસિસને બેક્ટેરિયલ લિપોપોલિસેકરાઇડ (એલ. પી. એસ.), અન્ય "બેક્ટેરિયલ ઉત્પાદનો, ટી. એલ. આર. 4-સક્રિય પ્લેટલેટ્સ, અથવા ટી. એલ. આર. 2 લિગાન્ડ્સ સાથે પૂરક પ્રોટીન" દ્વારા ઉત્તેજિત કરી શકાય છે. વાઇટલ નેટોસિસ ન્યુક્લિયસના બ્લીબિંગ દ્વારા શક્ય બને છે, જેના પરિણામે ડીએનએથી ભરેલા ફોલ્લાઓ બને છે જે એક્સોસાયટોઝ થાય છે અને પ્લાઝ્મા પટલને અકબંધ રાખે છે. તેની ઝડપી રચના અને પ્રકાશન ન્યુટ્રોફિલના મૃત્યુમાં પરિણમતું નથી. એ નોંધવામાં આવ્યું છે કે ન્યુટ્રોફિલ્સ ફેગોસાઇટોઝ ચાલુ રાખી શકે છે અને મહત્વપૂર્ણ નેટૉસિસ પછી સુક્ષ્મજીવાણુઓને મારી શકે છે, જે ન્યુટ્રોફિલની એન્ટિ-માઇક્રોબાયલ વર્સેટિલિટીને પ્રકાશિત કરે છે. નિયમન NET ની રચના લિપોક્સિજેનેઝ માર્ગ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે-સક્રિયકરણના ચોક્કસ સ્વરૂપો દરમિયાન (બેક્ટેરિયા સાથેના સંપર્ક સહિત) ન્યુટ્રોફિલ 5-લિપોક્સિજેનેઝ 5-HETE-ફોસ્ફોલિપિડ્સ બનાવે છે જે NET ની રચનાને અટકાવે છે. પ્રયોગશાળાના પ્રયોગોના પુરાવા સૂચવે છે કે એન. ઇ. ટી. ને મેક્રોફેજ દ્વારા સાફ કરવામાં આવે છે જે ફેગોસાઇટોઝ કરે છે અને તેમને અધોગતિ પામે છે. NET-સંકળાયેલ યજમાન નુકસાન NETs પણ યજમાન પર હાનિકારક અસર કરી શકે છે, કારણ કે હિસ્ટોન સંકુલનું બાહ્યકોષીય સંપર્ક પ્રણાલીગત લ્યુપસ એરિથેમેટોસસ (SLE) જેવા સ્વયંપ્રતિરક્ષા રોગોના વિકાસ દરમિયાન ભૂમિકા ભજવી શકે છે. NETs બળતરા રોગોમાં પણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે, કારણ કે NETs ને પ્રીક્લેમ્પસિયામાં ઓળખી શકાય છે, જે ગર્ભાવસ્થા સંબંધિત બળતરા વિકાર છે જેમાં ન્યુટ્રોફિલ્સ સક્રિય થવા માટે જાણીતા છે. બળતરા આંતરડાના રોગ અલ્સરેટિવ કોલેટીસ ધરાવતા દર્દીઓના આંતરડાના શ્વૈષ્મકળામાં પણ એનઈટીની જાણ કરવામાં આવી છે. પી. ફાલ્સીપેરમ મેલેરિયાથી ચેપગ્રસ્ત બાળકોમાં આઇજીજી એન્ટીન્યૂક્લિયર ડબલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ એન્ટિબોડીઝના ઉત્પાદન સાથે પણ નેટ સંકળાયેલા છે. કેન્સરના દર્દીઓમાં પણ નેટ મળી આવ્યા છે. પ્રીક્લિનિકલ સંશોધન સૂચવે છે કે એન. ઇ. ટી. થ્રોમ્બોસિસ, અંગ નિષ્ફળતા અને મેટાસ્ટેસિસ રચના જેવી કેન્સર સંબંધિત વિકૃતિઓ માટે સંયુક્ત રીતે જવાબદાર છે. એન. ઇ. ટી. એચ. વી./એસ. આઈ. વી. ના પેથોજેનેસિસમાં ફાળો આપે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. એન. ઇ. ટી. એચ. વી વાઈરિઅન્સને પકડવા અને તેનો નાશ કરવામાં સક્ષમ છે. એચ. આઈ. વી./એસ. આઈ. વી. ના સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન નેટ ઉત્પાદનમાં વધારો થયો છે, જે એ. આર. ટી. દ્વારા ઘટાડવામાં આવે છે. વધુમાં, NETs વિવિધ રોગપ્રતિકારક કોષ જૂથો જેમ કે CD4 + અને CD8 + T કોષો, B કોષો અને મોનોસાઇટ્સને પકડવા અને મારવામાં સક્ષમ છે. આ અસર માત્ર લોહીમાં ન્યુટ્રોફિલ્સ સાથે જ નહીં, પરંતુ આંતરડા, ફેફસાં, યકૃત અને રક્તવાહિનીઓ જેવી વિવિધ પેશીઓમાં પણ જોવા મળે છે. એન. ઈ. ટી. સંભવતઃ પ્લેટલેટ્સને ફસાવવા અને પેશી પરિબળને વ્યક્ત કરીને એચ. આઈ. વી. માં હાયપરકોએગ્યુલેબલ સ્થિતિમાં ફાળો આપે છે. થ્રોમ્બોસિસમાં પણ નેટની ભૂમિકા છે અને તે સ્ટ્રોક સાથે સંકળાયેલા છે. આ અવલોકનો સૂચવે છે કે એન. ઇ. ટી. ચેપી, બળતરા અને થ્રોમ્બોટિક વિકૃતિઓના પેથોજેનેસિસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે. એન. ઇ. ટી. ની ચાર્જ અને 'ચીકણી' પ્રકૃતિને કારણે, તેઓ કફની સ્નિગ્ધતામાં વધારો કરીને સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ પીડિતોમાં સમસ્યા બની શકે છે. સારવારોએ થૂંકની અંદર ડીએનએને તોડવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે, જે મોટાભાગે યજમાન નેટ ડીએનએથી બનેલું છે. જેએએમએ કાર્ડિયોલોજી જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા એક નાના અભ્યાસમાં સૂચવવામાં આવ્યું છે કે એસટી-એલિવેશન મ્યોકાર્ડિયલ ઇન્ફાર્ક્શન વિકસાવનારા કોવિડ-19 દર્દીઓમાં નેટએ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી હતી. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ મોલેક્યુલર ઇનનેટ ઇમ્યુનિટી સંશોધન વિષયમાં ફ્રન્ટિયર્સ "ન્યુટ્રોફિલ એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર ટ્રેપ (એનઈટી) ની રચનામાં સામેલ મોલેક્યુલર મિકેનિઝમ્સ", પીએચડી થીસીસ, જાયસી દેસાઈ, લુડવિગ મેક્સિમિલિયન યુનિવર્સિટી ઓફ મ્યુનિક, જર્મની. રસાયણશાસ્ત્ર વિજેતા, ડાન્સ યોર પીએચડી, 2015. કોષ જીવવિજ્ઞાન રોગપ્રતિકારક તંત્ર