Wywiad z dr. Andrew Retterem, lekarzem medycyny, członkiem Królewskiego Kolegium Lekarzy oraz Królewskiego Kolegium Patologów w Wielkiej Brytanii, specjalistą chorób wewnętrznych, hematologii i intensywnej terapii.

Doktor Retter pełni funkcję kierownika ds. opieki klinicznej w NHS oraz dyrektora medycznego w VolitionRx Limited.

Czym są zewnątrzkomórkowe sieci neutrofilowe (ang. neutrophil extracellular traps, NETs) i jaka jest ich główna rola w obronie organizmu? W jaki sposób proces NETozy różni się od innych form śmierci komórkowej neutrofili?

Zewnątrzkomórkowe sieci neutrofilowe to pajęczynowate struktury zbudowane ze skondensowanego DNA jądrowego, na którym znajdują się histony i białka o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Są one uwalniane przez neutrofile poprzez specjalny typ śmierci komórkowej, zwany NETozą.

Można je porównać do pajęczyn Spider-Mana – są „wyrzucane” przez neutrofile, aby wychwytywać i unieruchamiać mikroorganizmy, szczególnie bakterie i grzyby. Te sieci DNA nie tylko zatrzymują patogeny, ale także stanowią rusztowanie, na którym koncentrują się enzymy przeciwdrobnoustrojowe zdolne do ich degradacji i zniszczenia.

Na czym polega różnica między NETozą a innymi rodzajami śmierci neutrofili?

Śmierć komórkowa to złożony proces, obejmujący różne mechanizmy, takie jak apoptoza i nekroza. NEToza jest wyjątkowa, ponieważ stanowi zaprogramowaną, kontrolowaną formę śmierci, której celem jest wyciek chromatyny do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. W przeciwieństwie do apoptozy (procesu uporządkowanego i niepowodującego stanu zapalnego) czy nekrozy (niekontrolowanej i patologicznej formy rozpadu komórki) NEToza obejmuje celową dezintegrację DNA jądrowego i jego kontrolowane uwolnienie na zewnątrz neutrofili. Nie jest to przypadkowy wyciek DNA – to ściśle regulowany, celowy proces, dzięki któremu neutrofile mogą uwolnić swoje mechanizmy obronne właśnie w momencie śmierci.

NETs w sepsie mogą nie tylko pomagać organizmowi w walce z infekcją, ale też przyczyniać się do uszkodzeń narządów. Jak odróżnić sytuacje, w których tworzenie NETs wspiera odporność, od tych, gdy staje się niebezpieczne?

NETs są niezwykle przydatne, gdy działają lokalnie i przejściowo – jako rusztowania pomagające koordynować odpowiedź immunologiczną, wchodzić w interakcję z układem krzepnięcia i ograniczać infekcję. Jednak gdy ich tworzenie staje się nadmierne lub niekontrolowane, składniki NETs mogą przedostawać się do krwiobiegu i powodować uszkodzenia tkanek.

Przy wysokim stężeniu produkty rozpadu NETs, takie jak histony – będące cząsteczkami DAMP (ang. damage-associated molecular patterns) – wykazują toksyczne działanie na tkanki, nasilają proces zapalny i mogą prowadzić do uszkodzenia narządów. Różnica między korzystną a szkodliwą aktywnością NETs zależy prawdopodobnie od ich lokalizacji, czasu i stężenia.

Obecne dane wskazują, że gdy stężenie biomarkerów NETs w krwiobiegu przekracza około 1000 ng/mL, znacząco rośnie ryzyko powikłań, takich jak niewydolność nerek i śmierć.

W jaki sposób NETs mogą pełnić funkcję diagnostycznych lub prognostycznych biomarkerów sepsy i uszkodzenia narządów?

Test Nu.Q® H3.1, opracowany przez firmę Volition, został zaprojektowany do wczesnej stratyfikacji ryzyka u pacjentów z sepsą. Nie jest to typowe narzędzie diagnostyczne, lecz pomaga zidentyfikować pacjentów, którzy pomimo zastosowania optymalnego postępowania, zgodnego ze standardami opieki medycznej, są bardziej narażeni na pogorszenie stanu zdrowia, wstrząs septyczny, niewydolność nerek lub zespół rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego (ang. disseminated intravascular coagulation, DIC). DIC to stan, w którym dochodzi do patologicznej aktywacji układu krzepnięcia, co prowadzi do powstawania licznych mikrozakrzepów i niekontrolowanych krwawień.

Oznaczanie stężeń histonów H3.1 uzupełnia tradycyjne systemy oceny klinicznej, takie jak NEWS2 (ang. National Early Warning Score 2), dostarczając dodatkowych informacji. Połączenie danych klinicznych i biomolekularnych może pomóc lekarzom lepiej przewidywać, którzy pacjenci są zagrożeni pogorszeniem stanu i w przyszłości mogą odnieść korzyść z terapii modulujących NETs.

Na jakiej zasadzie działa test immunologiczny Nu.Q® NETs i w jaki sposób wykrywa on biomarkery NETs w krwiobiegu?

Test Nu.Q® NETs to chemiluminescencyjny test immunologiczny, zaprojektowany do wykrywania nukleosomów zawierających histony H3.1, które stanowią doskonały marker pośredni uwalniania NETs.

Działa poprzez zastosowanie przeciwciał selektywnie wiążących się z nukleosomami zawierającymi histony H3.1 w osoczu. Po usunięciu niezwiązanego materiału sygnał chemiluminescencyjny umożliwia ilościowe oznaczenie tych kompleksów, a jego intensywność jest proporcjonalna do poziomu NETs w badanej próbce.

Najnowsze publikacje, w tym badania Volition Innovation Lab, potwierdzają, że histony H3.1 są wiarygodnym wskaźnikiem powstawania NETs.

W jakich przypadkach klinicznych oznaczanie biomarkerów NETozy testem Nu.Q® NETs może być szczególnie pomocne dla lekarzy w ocenie stanu pacjenta?

Z testu mogą skorzystać zwłaszcza następujące grupy:

• Pacjenci z podejrzeniem lub rozpoznaniem sepsy – podwyższone poziomy H3.1 pozwalają identyfikować osoby z gorszą prognozą, większym ryzykiem rozwoju niewydolności nerek lub zgonu.
• Pacjenci z zaburzeniami zakrzepowymi, ponieważ coraz więcej dowodów wskazuje na związek wysokiego poziomu H3.1 z podwyższonym ryzykiem zakrzepicy, co odzwierciedla ścisłą współpracę między układem immunologicznym i układem krzepnięcia.
• Pacjenci z chorobami autoimmunizacyjnymi, szczególnie z zespołem antyfosfolipidowym, w którym NETs mogą przyczyniać się do powikłań naczyniowych i zapalnych.

W miarę postępu badań klinicznych zastosowanie pomiaru H3.1 prawdopodobnie rozszerzy się na inne choroby zapalne i autoimmunizacyjne, w których NETs odgrywają rolę patogenną.

Test Nu.Q® NETs zdobywa coraz większe uznanie na świecie – w jakich krajach lub ośrodkach klinicznych jest już stosowany i jakie doświadczenia płyną z jego wdrożenia?

Z testu Nu.Q® NETs korzysta się już w coraz większej liczbie krajów. Został on przetestowany i zwalidowany m.in. w Holandii, Niemczech, Francji i Wielkiej Brytanii. Uzyskiwane wyniki podkreślają znaczenie oznaczania histonu H3.1 jako biomarkera oraz dynamiczny rozwój i międzynarodową implementację testu Nu.Q® NETs w badaniach i diagnostyce sepsy oraz chorób zapalnych.

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiała: Barbara Pawłowska

Neutrophil Extracellular Traps Like Spider-Man’s Webs – Precise Diagnosis of NETosis

Interview with Dr Andrew Retter, MBBS, BSc, MRCP, FRCPath(Haem), DICM – Clinical Care Lead at the NHS and Chief Medical Officer at VolitionRx Limited

What are neutrophil extracellular traps (NETs), and what is their primary role in host defense? How does the process of NETosis differ from other forms of neutrophil cell death?

Neutrophil extracellular traps (NETs) are web-like structures composed of condensed nuclear DNA decorated with histones and antimicrobial proteins. They are released by neutrophils through a specialized form of cell death called NETosis.

You can think of them a bit like Spider-Man’s webs – they are ejected from neutrophils to ensnare and trap invading microorganisms, particularly bacteria and fungi. These DNA meshes not only immobilize pathogens but also serve as scaffolds that concentrate antimicrobial enzymes capable of degrading and destroying them.

How does the process of NETosis differ from other forms of neutrophil cell death?

Cell death in general is a complex process, with several distinct mechanisms including apoptosis and necrosis.
NETosis is unique because it is a programmed, controlled form of cell death specifically designed to release chromatin structures into the extracellular space. Unlike apoptosis (a tidy, non-inflammatory senescence process) or necrosis (an uncontrolled, damaging form of cell lysis), NETosis involves deliberate decondensation of nuclear DNA followed by its extrusion into the extracellular environment.

This release of DNA is not accidental leakage – it’s a regulated, purposeful process that allows neutrophils to deploy antimicrobial defenses even as they die.

NETs in sepsis play both protective and detrimental roles – how can we distinguish when their formation is beneficial and when it becomes harmful?

NETs are incredibly useful when they function locally and transiently; acting as scaffolds that help coordinate immune responses, interact with the coagulation system, and restrict infection. However, when NET formation becomes excessive or dysregulated, their components can escape into circulation and cause collateral damage.

At high levels, breakdown products of NETs, including histones, which are themselves Damage-Associated Molecular Patterns (DAMPs), can become toxic to surrounding tissues, promote inflammation, and contribute to organ injury.

The distinction between beneficial and harmful NET activity likely depends on localization, timing, and quantity. Current evidence suggests that once circulating NET biomarkers exceed roughly 1,000 ng/mL, the risk of complications such as renal failure and mortality increases significantly.

How can NETs serve as diagnostic or prognostic biomarkers in sepsis and organ dysfunction?

The Nu.Q® H3.1 assay developed by Volition is designed for early risk stratification in sepsis. While it’s not a diagnostic tool per se, it helps identify patients who, despite receiving optimal standard care, are at higher risk of deterioration, septic shock, renal failure, or Disseminated Intravascular Coagulation (DIC). DIC is a condition where the coagulation system becomes dysregulated, leading to both clotting and bleeding simultaneously.

The H3.1 assay complements traditional scoring systems like the National Early Warning Score (NEWS2) by providing an additional layer of biological information. This integrated approach may help clinicians better predict which patients are likely to worsen and could benefit from targeted NET-modulating therapies in the future.

What is the principle behind the Nu.Q® NETs Immunoassay, and how does it specifically detect circulating NET-related biomarkers?

The Nu.Q® NETs assay is a chemiluminescent immunoassay specifically designed to detect nucleosomes containing the histone variant H3.1, an excellent surrogate marker for NET release.

It works by using antibodies that selectively bind to H3.1-bearing nucleosomes in plasma. After binding, unbound material is washed away, and detection is achieved through a chemiluminescent signal. The intensity of this light output corresponds to the concentration of circulating NETs.

Recent publications, including work from Volition’s Innovation Lab, have confirmed that H3.1 is a reliable indicator of NET formation.

In clinical practice, what types of patients or conditions would benefit most from measuring NETs with the Nu.Q® assay?

Several patient groups are likely to benefit:

• Patients with suspected or confirmed sepsis, where elevated H3.1 levels can identify those at higher risk of deterioration, kidney injury, or death.
• Patients with thrombotic (blood clotting) disorders, as there is growing evidence linking high H3.1 levels to increased thrombotic risk, reflecting the close interaction between the immune and coagulation systems.
• Patients with autoimmune diseases, particularly antiphospholipid syndrome, where NETs may contribute to vascular and inflammatory complications.

As research progresses, the clinical utility of H3.1 measurement will likely expand into other inflammatory and autoimmune conditions where NETs play a pathogenic role.

What international experience is available with the Nu.Q® NETs Immunoassay? In which countries or clinical settings has it already been successfully implemented?

There’s growing international experience with the Nu.Q® NETs assay. It has now been tested and validated in multiple countries, including the Netherlands, Germany, France, and the U.K.

Together, these studies underscore the growing international recognition and adoption of the Nu.Q® NETs platform in sepsis and inflammatory disease research.

Thank you for the interview!

Interviewed by: Barbara Pawłowska