Макрофаги человека активируют метаболизм и эффекторные функции нейтрофилов при инфицировании Mycobacterium tuberculosis (аннотация)Макрофаги человека активируют метаболизм и эффекторные функции нейтрофилов при инфицировании Mycobacterium tuberculosis
Инфекции легких являются одной из основных причин заболеваемости и смертности.
Нейтрофилы являются первыми клетками, рекрутируемыми в ткани во время инфекции, что позволяет им быстро реагировать на вторжение патогена. Нейтрофилы - динамичные клетки, играющие важнейшую роль в очищении организма от патогенов. Они могут быстро реагировать на инфекцию в таких тканях, как легкие, используя разнообразный арсенал эффекторных функций, таких как фагоцитоз, окислительный распад, захват патогена в нейтрофильные внеклеточные ловушки (NETs) и выработку цитокинов. Несмотря на их многочисленность, существует значительный пробел в исследованиях, посвященных изучению их функций при различных заболеваниях. Необходимо подтвердить эти выводы на моделях заболеваний и изучить, как иммунные клетки общаются и специфически взаимодействуют с нейтрофилами.
Пневмония - это воспаление легких, которое обычно вызывается грамотрицательными бактериями, такими как Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila и Haemophilus influenzae. Микобактерии, такие как Mycobacterium tuberculosis (Mtb), возбудитель туберкулеза (ТБ), также могут вызывать пневмонию во время острой инфекции. Хроническое заболевание туберкулезом также приводит к обширному патологическому воспалению в легких. Во время пневмонии и туберкулеза макрофаги дыхательных путей - первые клетки, взаимодействующие с вторгшимися в легкие патогенами, - активно привлекают нейтрофилы. Нейтрофилы являются одними из первых клеток, рекрутируемых в очаги легочной инфекции, где они быстро фагоцитируют бактерии.
Однако роль нейтрофилов в патологии и защите остается неопределенной и спорной. Хотя было показано, что они играют защитную роль на ранних стадиях инфекции Mtb, на более поздних стадиях заболевания ТБ нейтрофилы являются ключевыми факторами патологического воспаления, которое приводит к повреждению легких хозяина и ухудшению исхода заболевания. По мере прогрессирования заболевания выработка цитокинов и хемокинов как макрофагами, так и нейтрофилами приводит к дальнейшему привлечению обоих типов клеток, что может способствовать дальнейшему развитию воспалительного ответа. Нейтрофилы могут действовать как обоюдоострый меч, когда они защищают на ранних стадиях инфекции, а затем вызывают патологическое воспаление, приводящее к тяжелой пневмонии.
Хотя известно, что нейтрофилы могут привлекать моноциты к месту инфекции, а эти моноциты могут дифференцироваться в макрофаги и привлекать другие нейтрофилы, прямое влияние инфицированных макрофагов человека на активацию и фенотип нейтрофилов остается неясным. Устранение этого важного пробела в знаниях позволит нам понять, как рекрутированные макрофаги дыхательных путей распространяют воспаление, приводящее к патологическому повреждению легких.
В нашем исследовании мы изучили ось макрофаги-нейтрофилы, оценив влияние кондиционированной среды (MΦ-CM) из первичных человеческих моноцитарных макрофагов (hMDMs), стимулированных липополисахаридами (ЛПС) или цельными бактериями (Mycobacterium tuberculosis), на функцию нейтрофилов. Стимулированные hMDM-производные MΦ-CM усиливали активацию нейтрофилов, повышая окислительный и гликолитический метаболизм, но снижали миграционный потенциал. Эти нейтрофилы демонстрировали повышенное производство реактивных форм кислорода, повышенное образование NETs и повышенное содержание CXCL8, IL-13 и IL-6 по сравнению с нейтрофилами, не подвергавшимися воздействию hMDM или нестимулированными.
Полученные нами данные свидетельствуют о двойственной природе нейтрофилов, которые выступают в роли защитников, но в определенных ситуациях могут способствовать повреждению тканей и утяжелению симптоматики. Данные показывают, что MΦ-CM из стимулированных hMDM активируют нейтрофилы, повышают их энергетический профиль, усиливают эффекторные и воспалительные функции, а также удерживают их в местах инфекции, снижая их миграционную способность. Эти результаты подчеркивают сложность реакции нейтрофилов на различные стимулы, а также вносят ценный вклад в понимание оси макрофаги-нейтрофилы, раскрывая потенциальные терапевтические мишени и прокладывая путь к дальнейшим исследованиям сложности реакции нейтрофилов в различных контекстах заболевания. Поскольку взаимодействие макрофагов и нейтрофилов имеет решающее значение при различных патологических состояниях, понимание этих взаимодействий открывает перспективы для разработки специализированных методов лечения в борьбе с инфекционными и воспалительными заболеваниями.
