Stan zapalny jest ochronną reakcją na infekcję mikrobiologiczną lub uszkodzenie tkanki, która wymaga ścisłej regulacji wchodzenia i wychodzenia leukocytów z tkanki objętej stanem zapalnym, aby umożliwić rozwiązanie1,2. Wzajemne oddziaływanie między komórkami śródbłonka (EC) wyściełającymi naczynia krwionośne, krążącymi leukocytami i komórkami zrębu rezydującymi w tkance jest niezbędne do koordynowania tego procesu3. Jednak niekontrolowana rekrutacja leukocytów i ich nieskuteczny klirens leżą u podstaw rozwoju przewlekłych chorób zapalnych4. Nasza obecna wiedza na temat rekrutacji leukocytów w zdrowiu i chorobie jest niekompletna i do analizy tego procesu potrzebne są bardziej solidne modele.
Mechanizmy wspomagające rekrutację leukocytów z krwi przez naczyniowe EC w żyłkach pozakapilarnych zostały dobrze opisane1,2,5. Krążące leukocyty są wychwytywane przez wyspecjalizowane receptory (np. VCAM-1, E-selektyna, selektyna P), które są regulowane w górę na śródbłonku objętym stanem zapalnym. Te przejściowe interakcje umożliwiają leukocytom interakcję z chemokinami związanymi z powierzchnią i mediatorami pochodzącymi z lipidów (pochodzenia śródbłonkowego lub zrębowego), które aktywują integryny wyrażane przez leukocyty6-11. To z kolei stabilizuje adhezję i napędza migrację przez śródbłonek do tkanki12-15. W tkance rekrutowane leukocyty są poddawane działaniu czynników pochodzenia zrębowego, które wpływają na ich ruchliwość, funkcję i przeżycie16,17. Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że sygnały odbierane na każdym etapie procesu rekrutacji warunkują leukocyty na kolejny. Jednak nasza wiedza na temat rekrutacji leukocytów pozostaje niekompletna i bardzo niewiele wiadomo na temat składników kształtujących ruch leukocytów w tkance.
W Birmingham opracowaliśmy kilka modeli "naczyniowych" in vitro do badania rekrutacji leukocytów z przepływu9,18,19. Teraz rozumiemy, że EC naczyniowe działają jako bezpośrednie regulatory rekrutacji leukocytów, reagując na zmiany w ich lokalnym mikrośrodowisku. W szczególności komórki zrębu rezydujące w tkance mogą aktywnie regulować odpowiedź zapalną, częściowo poprzez rozmowę z sąsiednim naczyniowym EC w celu wpływania na ich rolę w rekrutacji3. Wcześniej wykazaliśmy, że różne komórki zrębu modulują zdolność EC do wspierania adhezji i migracji leukocytów w sposób specyficzny dla tkanki, oraz że efekty te ulegają zmianie w chorobach przewlekłych13,16,20,21. W ten sposób komórki zrębu ustanawiają tkankowe "kody adresowe", które definiują kontekst każdej reakcji zapalnej22. Niedawno wykazaliśmy, że MSC pochodzące ze szpiku kostnego (BMMSC) silnie obniżają odpowiedź EC na cytokiny, prowadząc do zmniejszenia rekrutacji zarówno neutrofili, jak i limfocytów23.
Mechanizmy rządzące rekrutacją wyjaśnione in vitro w dużej mierze wykorzystywały testy obejmujące pojedynczy typ komórki (np. EC) lub białko w izolacji. Badania te nie uwzględniają jednak wpływu lokalnego środowiska tkankowego (tj. obecności komórek zrębu) na rekrutację leukocytów i ich późniejszą migrację do tkanki. W tym miejscu opisujemy dwie metody oparte na przepływie, w których komórki zrębu, w szczególności mezenchymalne komórki macierzyste (MSC), są hodowane wspólnie z EC23. Takie modele pozwalają nam zbadać wpływ komórek zrębu na odpowiedzi śródbłonka, w szczególności ich zdolność do wspierania rekrutacji leukocytów z przepływu.