В некоторых случаях иммунные клетки в легких могут способствовать усилению вирусной атаки. В новом исследовании исследователи из Каролинского института в Швеции описывают, как иммунные клетки, называемые макрофагами, развиваются в легких и какие из них могут быть причиной тяжелых заболеваний легких. Исследование, опубликованное в журнале Immunity, может внести вклад в будущее лечение COVID-19, среди других заболеваний.
Структура легких подвергает их воздействию вирусов и бактерий как из воздуха, так и из крови. Макрофаги – это иммунные клетки, которые, помимо прочего, защищают легкие от таких атак. Но при определенных условиях легочные макрофаги также могут способствовать возникновению тяжелых заболеваний легких, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и COVID-19.
На сегодняшний день исследования по развитию макрофагов легких человека были ограничены.
Макрофаги могут иметь разное происхождение и развиваться, среди прочего, из белых кровяных телец, моноцитов, которые делятся на генетически определенные основные типы. У людей два из них "классический" CD14 + моноциты и "неклассический" CD16 + моноциты.
В новом исследовании Каролинского института исследователи использовали модель для изучения развития легочных макрофагов непосредственно в живом легком. Они объединили модель с секвенированием РНК, методом изучения активности генов в отдельных клетках, и тем самым обнаружили, как моноциты крови становятся макрофагами легких человека.
"В нашем исследовании мы показываем, что классические моноциты мигрируют в дыхательные пути и легочную ткань и превращаются в макрофаги, которые защищают здоровье и функцию легких. Мы также идентифицировали особый вид моноцитов, HLA-DRhi, который представляет собой промежуточную иммунную клетку между моноцитом крови и макрофагом дыхательных путей. Эти моноциты HLA-DRhi могут покидать кровообращение и мигрировать в ткань легких," говорит Тим Виллинджер, доцент кафедры медицины Худдинге, Каролинский институт, который руководил исследованием.
Однако неклассические моноциты развиваются в макрофаги во многих кровеносных сосудах легких и не мигрируют в легочную ткань.
"Определенные макрофаги в легких, вероятно, связаны с рядом тяжелых заболеваний легких. Например, при респираторных инфекциях моноциты в легких превращаются в макрофаги, которые борются с вирусами и бактериями. Но определенный тип макрофагов также может способствовать серьезному воспалению и инфекциям," говорит первый автор исследования Эльза Эврен, докторант исследовательской группы Тима Виллинджера.
Исследователи полагают, что при заражении новым коронавирусом SARS-COV-2, вызывающим COVID-19, защитные противовоспалительные макрофаги заменяются провоспалительными макрофагами легких из моноцитов крови.
"В других исследованиях было показано, что существование этих макрофагов, происходящих из моноцитов крови, коррелирует с тем, насколько серьезно человек заболевает COVID-19 и насколько обширным является повреждение легких. У пациентов с тяжелой формой COVID-19 также меньше моноцитов HLA-DRhi в крови, вероятно, потому, что они перемещаются из крови в легкие. Учитывая их важную роль в быстром воспалительном ответе, наши результаты показывают, что в будущем лечение должно быть сосредоточено на воспалительных макрофагах и моноцитах, чтобы уменьшить повреждение легких и смертность от тяжелого COVID-19," говорит Тим Виллинджер.