Sepsa, ogólnoustrojowa reakcja zapalna na infekcję, stanowi główną przyczynę zgonów u pacjentów w stanie krytycznym1. Zakażenia wewnątrzbrzuszne, często prowadzące do sepsy wielodrobnoustrojowej, stanowią 20% przypadków sepsy, które charakteryzują się znaczną śmiertelnością sięgającą nawet 60%2. Śmiertelność związana z sepsą wynika przede wszystkim z dysfunkcji wielonarządowej z późniejszą niewydolnością narządową3,4. Pilnie potrzebne są dodatkowe badania nad mechanizmem patogennym tej choroby, aby wspierać rozwój nowych i skuteczniejszych terapii.
Metoda podwiązania i nakłucia jelita ślepego (CLP) jest powszechnie stosowaną procedurą do modelowania sepsy in vivo. Ponieważ jelito ślepe jest pełne bakterii, jego nakłucie powoduje wielobakteryjne zapalenie otrzewnej, translokację bakterii do krwi (bakteriemia), wstrząs septyczny, dysfunkcję wielonarządową i ostatecznie śmierć5. Powszechnie przyjmuje się, że CLP odzwierciedla rzeczywistość kliniczną dokładniej niż poprzednie techniki, takie jak wstrzykiwanie endotoksyny lub nawet oczyszczonych bakterii gryzoniom, dlatego CLP jest uważany za złoty standard (choć nie bez ograniczeń)6 dla indukcji eksperymentalnej, a co za tym idzie, badania patogenezy sepsy. W niniejszej monografii opisano protokoły mające na celu ocenę, czy mechanizmy chorobowe sepsy obejmują autofagię.
Autofagia, ewolucyjnie zachowany proces komórkowy, ułatwia obrót uszkodzonych białek i organelli, takich jak mitochondria, i odgrywa ważną rolę w usuwaniu wewnątrzkomórkowych patogenów, w tym bakterii7,8. Podczas autofagii białka cytozolowe lub organelle są sekwestrowane w pęcherzyki związane z podwójną błoną zwane autofagosomami, które są następnie dostarczane do lizosomów w celu degradacji9. Szereg białek zostało zidentyfikowanych jako ssacze homologi genów związanych z autofagią (Atg), pierwotnie zidentyfikowanych w drożdżach, które regulują proces autofagii. Konwersja łańcucha lekkiego 3B związanego z białkiem-1 związanym z mikrotubulami (LC3B) (homolog Atg8) z LC3B-I (forma wolna) do LC3B-II (forma sprzężona z fosfatydyloetanoloaminą) stanowi główny krok w tworzeniu autofagosomów9. Dysfunkcja autofagiczna jest związana ze starzeniem się i chorobami człowieka, w tym rakiem i zaburzeniami neurodegeneracyjnymi10. Ponadto autofagia wpływa na odporność wrodzoną i nabytą, taką jak prezentacja antygenu, rozwój limfocytów i wydzielanie cytokin przez komórki odpornościowe8. W związku z tym wydaje się rozsądne, że autofagia może również odgrywać rolę w ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej na zakażenie (tj. w sepsie).
Do tej pory opisano kilka metod oceny roli autofagii w uszkodzeniach tkanek in vivo. Obejmują one zastosowanie białka zielonej fluorescencji (GFP)-LC3 eksprymującego myszy oraz ilościowe oznaczanie autofagosomów w tkance za pomocą mikroskopii elektronowej (te dwie metody opisano w niniejszej monografii). Dodatkowe metody obejmują kwantyfikację ekspresji białek autofagicznych w homogenatach tkankowych oraz analizę strumienia autofagicznego (jak opisano w innym miejscu)11-13. Celem niniejszego przeglądu jest przedstawienie aktualnych protokołów oceny autofagii in vivo w kontekście eksperymentalnej sepsy.