Исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что иммунные клетки легких, известные как альвеолярные макрофаги, могут быть "обучены" запоминать ранее встречавшиеся патогены. Такое обучение повышает их способность очищать организм от клеточного мусора и уменьшать воспаление при инфекциях. Полученные результаты позволяют предположить, что эти иммунные клетки обладают формой "тренированного иммунитета", что может иметь существенное значение для лечения различных заболеваний. Исследование было опубликовано в Journal of Experimental Medicine
Альвеолярные макрофаги отвечают за очистку легких от мусора и защиту от патогенных микроорганизмов и вдыхаемых частиц окружающей среды. Они играют важнейшую роль в регулировании воспаления и организации иммунного ответа легких. Недавние исследования показали, что эти клетки могут сохранять память о повторном воздействии патогенов, что приводит к улучшению иммунного ответа.
Для изучения тренированного иммунитета альвеолярных макрофагов исследователи заражали мышей ингаляционным бактериальным токсином, называемым липополисахаридом (ЛПС). После первого воздействия ЛПС альвеолярные макрофаги помогли уменьшить выраженность воспаления при повторном воздействии через неделю. Эти обученные клетки вырабатывали значительно более высокий уровень противовоспалительного цитокина интерлейкина-10 (IL-10) без повышения уровня провоспалительного цитокина фактора некроза опухоли-альфа (TNF-альфа).
Память о токсине сохранялась даже тогда, когда второе воздействие происходило через месяц после первого. Обученные альвеолярные макрофаги стали очень эффективно удалять провоспалительные клеточные остатки, накопившиеся после заражения. Это очень важно, поскольку сохраняющийся мусор может вызывать длительные реакции иммунной системы и усиливать воспаление.
В другом эксперименте исследователи заразили мышей бактерией Pseudomonas aeruginosa, которая может вызывать пневмонию у человека. У мышей, которых "обучали" этой бактерии, был значительно выше уровень альвеолярных макрофагов и меньше нейтрофилов, которые являются первыми иммунными клетками, рекрутируемыми в очаги воспаления. Это позволяет предположить, что обученные клетки способствовали снижению степени воспалительного повреждения.
Уникальные характеристики альвеолярных макрофагов делают их особенно перспективными для терапевтического применения. Эти клетки присутствуют в легких с детства и до зрелого возраста и способны регенерировать из выживших клеток. Кроме того, они передают эпигенетическую информацию своему потомству, что позволяет новым макрофагам сохранять память о предыдущих инфекциях.
Исследователи считают, что обученные альвеолярные макрофаги потенциально могут снизить риск острого повреждения легких, вызванного различными заболеваниями. Помимо лечения легочных заболеваний, эти клетки могут быть ценными в клеточной терапии, ограничивающей воспалительные повреждения при аутоиммунных заболеваниях, таких как диабет 1-го типа, или при трансплантации органов.
Исследование открывает новые возможности для дальнейшего изучения макрофагов в других органах. В будущем можно будет изучить, могут ли макрофаги в других органах также обучаться начальным инфекциям, что потенциально может привести к прогрессу в лечении различных заболеваний.
