Summary. A definitive role of tobacco smoking as a risk factor for development of chronic obstructive pulmonary diseases (COPD) is of no doubt today. We performed in vivo experimental modeling of COPD in mice of different genetic strains (С57 and Balb/c). We studied phenotypes of main cells of the innate immunity that are alveolar macrophages, and revealed genetic and age susceptibility to COPD in experimental animals. We showed that 1) there is a certain genetic susceptibility to hazardous exposition of tobacco smoke, probably, associated with proinflammatory М1 macrophage phenotype; 2) aging promotes transformation of macrophage phenotypes towards antiinflammatory М2 which is more expressed in mice macro-phages with baseline genetically determined М1 phenotype (mice strain С57), and 3) long-time exposition to tobacco smoke enhances age-dependent macrophage transformation aside М2 phenotype, that is also more expressed in mice macrophages with genetically determined М1 phenotype (С57).
Abstract. Macrophages are among key players of inflammatory events, acquiring either pro-inflammatory M1, or anti-inflammatory M2 phenotype, dependent on their microenvironment. Some endogenous macrophagereprogramming factors (MRFs), e.g., TGF-β (an M2-inducing agent), are found in blood serum. This work confirms a hypothesis on in vitro M1-to-M2 phenotype reprogramming of cultured macrophages, by means of decrease or increase in serum concentration. Noteworthy, the macrophages from C57BL/6 и BALB/c mice strains did not differ with their reprogramming capacity. In general, our results allow of extending present knowledge about a role of environmental factors in regulation of macrophage activities.
Summary. A definitive role of tobacco smoking as a risk factor for development of chronic obstructive pulmonary diseases (COPD) is of no doubt today. We performed in vivo experimental modeling of COPD in mice of different genetic strains (С57 and Balb/c). We studied phenotypes of main cells of the innate immunity that are alveolar macrophages, and revealed genetic and age susceptibility to COPD in experimental animals. We showed that 1) there is a certain genetic susceptibility to hazardous exposition of tobacco smoke, probably, associated with proinflammatory М1 macrophage phenotype; 2) aging promotes transformation of macrophage phenotypes towards antiinflammatory М2 which is more expressed in mice macro-phages with baseline genetically determined М1 phenotype (mice strain С57), and 3) long-time exposition to tobacco smoke enhances age-dependent macrophage transformation aside М2 phenotype, that is also more expressed in mice macrophages with genetically determined М1 phenotype (С57).
Summary. We studied phenotypic specificity and flexibility of innate immunity cells, such as alveolar macrophages isolated from bronchoalveolar lavage fluid (BALF) in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), bronchial asthma (BA) and sarcoidosis which are lung diseases with inflammatory component. We found that M1 macrophages prevailed in COPD and sarcoidosis patients and M2 macrophages prevailed in BA patients though the macrophage populations were not monophenotypic. The investigation of macrophage phenotypic flexibility in COPD, BA and sarcoidosis demonstrated that different phenotypic markers show different macrophage phenotypic flexibility in COPD, BA and sarcoidosis. This fact allows suggestion that phenotypic flexibility is specific to a certain parameter (receptor, structural or functional flexibility). The obtained data extend our knowledge on pathogenesis of pulmonary diseases and can be used to develop a new approach for management of these diseases.
Surfactant protein D (SP-D) is a component of lung surfactant, the representative of collagen-like lectines (collectines) family. It plays one of the significant roles in innate antibody-independent immune response. Structural features of SP-D, the possibility of its influence on pathogenetic componentes of inflammatory reaction, expression of inflammatory mediators and attainment of necessary balance between control of inflammatory reaction intensity and formation of the proper response to pathogens allow to consider SP-D as a part of innate immune system of the lung and endogenous regulator of inflammatory reactions in the organism.
An important role in the development of the immune response is played by macrophages that acquire either anti-inflammatory M1 or anti-inflammatory M2 phenotype depending on their microenvironment. The possibility of targeted reprogramming of the initial M2 macrophage phenotype towards M1 phenotype and vice versa using macrophage reprogramming factors IFN-γ and IL-4, respectively, was demonstrated. We showed that macrophages of genetically different mouse strains did not practically differ by their reprogramming capacity. Our findings suggest that macrophage programming not only participates in the triggering of the immune response, but also can ensure plasticity of functional activity during the developing response.
http://www.pulmonology.ru Основным звеном патогенеза заболеваний легких, таких как хроническая обструктивная болезнь лег ких (ХОБЛ), бронхиальная астма (БА), саркоидоз и др., является неадекватная воспалительная реак ция [1, 2]. Изучение возможностей ее коррекции и молекулярных механизмов воспаления в легких является одной из фундаментальных задач медици ны и представляет собой значимое направление кли нических исследований.
Значимую роль в инициации и развитии воспалительных реакций в легких играют альвеолярные макрофаги – одни из центральных клеток системы врожденного иммунитета. Важными компонентами врожденного ответа являются способность макрофагов к фагоцитированию и их миграционная активность. Альвеолярные макрофаги провоспалительного М1 фенотипа, выделенные от мышей линии С57/BL6, обладают большей фагоцитарной активностью по отношению к S.aureus по сравнению с выделенными от мышей линии BALB/c альвеолярными макрофагами антивоспалительного М2 фенотипа. При сравнительном анализе миграционной активности установлена альтернативная зависимость показателя активности от типа используемого хемоаттрактанта.
Макрофаги играют исключительно важную роль в иммунных ответах. В зависимости от микроокружения макрофаги могут приобретать или М1, или М2 фенотип. Факторы, которые влияют на этот процесс, представляют кардинальный интерес для современной иммунопатологии. В этом отношении сурфактантный белок D (SP-D) привлекает особое внимание. В легких SP-D может связываться с разными типами рецепторов на макрофагах и стимулировать или М1-, или М2-активность макрофагов. Недавно было показано, что SP-D обнаружен не только в легких, но и в других органах. Цель работы состояла в том, чтобы определить: 1). может ли SP-D регулировать секреторную активность других макрофагов, кроме альвеолярных? 2). зависят ли регуляторные эффекты SP-D от фенотипа макрофагов? 3). вовлечен ли SP-D в процесс программирования фенотипа макрофагов? Для того чтобы ответить на эти вопросы, мы сравнили ЛПС-индуцированную продукцию цитокинов (IL-6, IL-10, IL-12, IL-13, TNF-α и IFN-γ) в разных фенотипах перитонеальных макрофагов, выделенных от нормальных и SP-D (-/-) мышей. Показано, что отсутствие SP-D влияет на секреторную активность перитонеальных макрофагов. Это означает, что SP-D является не только локальным фактором легочного иммунитета, но также играет роль в развитии иммунного ответа всего организма. Обнаружено также, что эффекты SP-D зависят от фенотипа макрофагов. Наиболее ярко это проявилось на примере IL-13 – отсутствие SP-D приводило к снижению продукции этого цитокина в М0 фенотипе, не влияло на продукцию в М1 фенотипе и повышало в М2 фенотипе. Также показано, что отсутствие SP-D приводит к инверсии феномена программирования, а именно: программирование нормальных макрофагов привело к тому, что продукция IL-13 в М2 фенотипе была существенно ниже по сравнению с М0 фенотипом, тогда как программирование SP-D (-/-)макрофагов привело к обратному соотношению. Критическая значимость SP-D в формировании фенотипа макрофагов позволяет считать SP-D эндогенным фактором программирования макрофагов и определяет важную роль SP-D в развитии иммунных ответов организма.
