Макрофаги – это белые кровяные тельца, которые, в зависимости от сигналов, которые они получают от иммунной системы, специализируются на увеличении или уменьшении воспаления. Когда макрофаги запрограммированы на провоспалительное действие, они способствуют усилению воспаления, что полезно для борьбы с инфекциями; когда они запрограммированы на противовоспалительное действие, они помогают уменьшить воспаление.
Это регулируемое программирование позволяет организму бороться с инфекциями, но также гарантирует, что воспаление естественным образом спадает после первоначального иммунного ответа и способствует восстановлению тканей. Появление противовоспалительных макрофагов помогает предотвратить чрезмерный и опасный иммунный ответ, который наблюдается при аутоиммунных заболеваниях или при остром респираторном дистресс-синдроме, или ОРДС, от которого страдают некоторые пациенты с COVID-19.
Новое исследование ученых из Иллинойского университета в Чикаго, опубликованное в журнале Nature Immunology, предполагает, что программирование макрофагов сложнее, чем считалось ранее.
"Мы обнаружили, что программирование макрофагов зависит не только от иммунной системы, но и от среды, в которой находятся макрофаги," сказал ведущий автор исследования Асрар Малик, заслуженный профессор семьи Швеппе и руководитель отдела фармакологии и регенеративной медицины Медицинского колледжа.
В исследовании специально изучалось программирование макрофагов на животных моделях повреждения легких.
"Мы продемонстрировали, что эндотелиальные клетки легких – клетки, выстилающие кровеносные сосуды – играют важную роль в программировании макрофагов с мощными тканеворепаративными и противовоспалительными функциями," сказал доктор. Джалис Рехман, профессор медицины, фармакологии и регенеративной медицины UIC, соавтор статьи.
Исследовательская группа сначала проанализировала белки, которые функционируют как химические сигналы, выделяемые клетками кровеносных сосудов, а затем они провели эксперименты, чтобы выяснить, влияют ли эти сигналы на работу макрофагов.
Они обнаружили, что один белок, называемый Rspondin3, высвобождается на высоких уровнях во время воспалительного повреждения и играет ключевую роль в программировании макрофагов.
"Когда мы удалили ген, ответственный за Rspondin3, из эндотелиальных клеток кровеносных сосудов, мы обнаружили, что макрофаги не замедляют воспаление. Вместо этого легкие стали травмироваться сильнее," сказал Бишенг Чжоу, доцент кафедры фармакологии и регенеративной медицины UIC и первый автор исследования. "Мы попробовали это на нескольких моделях воспалительного поражения легких и получили последовательные результаты, предполагающие, что кровеносные сосуды играют важную поучительную роль в управлении программированием макрофагов."
Рехман сказал, что это открытие не только открывает новые возможности для изучения разработчиками лекарств, но и дает ключ к пониманию того, почему у некоторых людей результаты могут быть лучше.
"Большинство людей выздоравливают после легочной инфекции, но, к сожалению, у части пациентов развивается тяжелое повреждение легких в виде ОРДС, что мы наблюдали во время недавней пандемии COVID-19," Рехман сказал.
"Возможно, у этих пациентов имеется основное и, возможно, недиагностированное плохое состояние сосудов, и в результате кровеносные сосуды не могут посылать соответствующие сигналы макрофагам и выключать воспаление," он сказал. "Отсутствие адекватной автоматической тормозной системы для замедления воспаления после уничтожения бактерий или вирусов приводит к ситуации, в которой собственная неконтролируемая иммунная система нашего организма становится причиной еще большего повреждения уязвимых тканей и органов, таких как легкие."
Рехман сказал, что даже несмотря на то, что исследование было сосредоточено на легких, его результаты также могут иметь отношение к заболеваниям других органов, таких как сердце, кишечник, мозг и печень, где иммунные клетки могут нанести ущерб, если необходим баланс между провоспалительным и противовоспалительным действием. воспалительные клетки нарушены.