يؤثر اضطراب تعاطي الكحول (AUD) على أكثر من 28 مليون شخص في الولايات المتحدة1. الأشخاص المصابون بالاضطراب الأسترالي أكثر عرضة للإصابة بعدوى الجهاز التنفسي2،3 ، مما يزيد من خطر الإصابة بالأمراض المبكرة والوفيات3،4،5. يزيد إساءة استخدام الكحول من القابلية للإصابة بالتهابات الجهاز التنفسي ، جزئيا من خلال قمع وظيفة المناعة في الرئة. البلاعم السنخية (AMs) هي خط الدفاع الخلوي ضد مسببات الأمراض في الرئة السفلية ، حيث تقوم بلعمة وإزالة الميكروبات المستنشقة. ومع ذلك ، فإن استهلاك الكحول المزمن يضعف قدرة AMs على ابتلاع ومسببات الأمراضوقتلها 6،7.
الوظائف المناعية ل AMs ، مثل البلعمة ، هي عمليات تتطلب الطاقة وتتطلب مسارات نشطة من الناحية الأيضية ضرورية لتوليد ثلاثي الفوسفات الأدينوسين (ATP). الفسفرة المؤكسدة للميتوكوندريا هي العملية الخلوية الأكثر كفاءة لإنتاج ATP ، لكن التعرض المزمن للإيثانول (EtOH) يزيد من الإجهاد التأكسدي المشتق من الميتوكوندريا ، والذي يمكن أن يؤدي إلى خلل في الميتوكوندريا في AMs8،9،10. يمكن قياس تنفس الميتوكوندريا المقاس باستخدام معدل استهلاك الأكسجين الخلوي (OCR) باستخدام محلل حيوي للتدفق خارج الخلية في الوقت الفعلي. يتم تقييم ملامح تنفس الميتوكوندريا استجابة للأوليغومايسين (مثبط سينسيز ATP) ، وكاربونيل سيانيد - ف ثلاثي فلورو ميثاوكسي فينيل هيدرازون (FCCP ، مفك اقتران البروتون) ، والروتينون / أنتيمايسين أ (R / A ، مثبطات الميتوكوندريا المركب الأول والثالث ، على التوالي) لتحديد الطاقة الحيوية للميتوكوندريا. يقلل EtOH المزمن من الطاقة الحيوية للميتوكوندريا في AMs ، كما يتضح من تناقص التنفس القاعدي للميتوكوندريا ، والتنفس المرتبط ب ATP ، والتنفس الأقصى ، والقدرة التنفسيةالاحتياطية 10.
الخلايا لها مستويات مختلفة من الاعتماد على مصادر الوقود ، مثل البيروفات أو الجلوتامين أو الأحماض الدهنية ، لإنتاج ATP. لديهم أيضا مستوى من المرونة يمكنهم من خلاله تبديل استخدام الوقود لتنظيم الطاقة الحيوية الخلوية. يعد تحلل الجلوتامينات مسارا رئيسيا لتنفس الميتوكوندريا ، خاصة عندما يتم تحويل البيروفات نحو إنتاج حمض اللاكتيك أو عندما تكون الأحماض الدهنية غير كافية. أظهرت دراستنا الحديثة أن التعرض المزمن ل EtOH يزيد من اعتماد AM على الجلوتامين ويقلل من مرونة AM لاستخدام الجلوتامين ومصادر الوقود الأخرى لتنفس الميتوكوندريا11. هذه النتائج ، جنبا إلى جنب مع البيانات التي توضح أن معالجة خلايا MH-S المعرضة ل EtOH بمثبط أكسدة البيروفات UK5099 لم يغير الطاقة الحيوية للميتوكوندريا مقارنة بخلايا MH-S المعرضة للتحكم في الوسائط المعالجة ب UK5099 ، اقترحت تحولا بعيدا عن التنفس المعتمد على البيروفات ونحو التنفس المعتمد على الجلوتامين في خلايا EtOH MH-S. ومع ذلك ، فإن هذا التحول غير كاف لتلبية متطلبات الطاقة الحيوية AM11. هنا ، نصف طرق تقييم الجلوتامين كمصدر وقود لتنفس الميتوكوندريا في AMs المزمنة المعرضة ل EtOH باستخدام محلل حيوي للتدفق خارج الخلية. تم إنشاء هذا البروتوكول وتحسينه لتنسيق 96 بئرا (مساحة 11.04 مم2 ) ويجب تعديله لأحجام آبار زراعة الخلايا الأكبر. يتم تحديد الاعتماد على الجلوتامين للطاقة الحيوية للميتوكوندريا باستخدام كبريتيد الإيثيل bis-2- (5-phenylacetamido-1،3،4-thiadiazol-2-yl) (BPTES ، مثبط الجلوتاميناز 1) لتثبيط التحويل الأنزيمي للجلوتامين إلى غلوتامات بشكل انتقائي البيانات المقدمة في هذه الدراسة عبارة عن مكررات بيولوجية إضافية للمجموعات التجريبية المعالجة بالتحكم في الوسائط والمجموعات التجريبية المعالجة ب BPTES من خط خلايا الفأر AM غير المعالج والمزمن المتعرض ل EtOH ، خلايا MH-S ، والتي تم نشرها في Crotty et al.11.