Abstract

Recrutat pulmonar macrofage sunt esențiale în conducerea fibroză pulmonară, dar locația variază cu diferite forme de fibroză http://ow.ly/kTIq30ixgpR

Radiatii induse de fibroză pulmonară se dezvoltă următoarele radioterapie pentru peretelui toracic și pulmonare maligne, afectează calitatea vieții și este de multe ori letale . În mod similar, formele idiopatice de fibroză pulmonară prezintă acumularea progresivă a matricei extracelulare care duce la insuficiență respiratorie ., În prezent, tratamentele pentru formele de fibroză pulmonară induse de radiații sau idiopatice sunt limitate și în mare parte ineficiente. Terapiile imunosupresoare pot fi dăunătoare în fibroza pulmonară idiopatică și sunt utilizate în fibroza indusă de radiații cu efect limitat . Dovezile în creștere sugerează că macrofagele sunt regulatori critici ai fibrozei pulmonare ; cu toate acestea, subtipurile implicate și mecanismele responsabile abia încep să fie înțelese., Macrofagele pulmonare sunt esențiale pentru imunitatea înnăscută și răspunsul la agenți patogeni sau leziuni, dar joacă, de asemenea, roluri importante în rezolvarea inflamației și vindecarea rănilor. Aceste celule imune versatile sunt compuse din populații eterogene cu origini diferite, care locuiesc în locații unice în plămân.macrofagele țesutului pulmonar pot fi împărțite în subseturi pe baza locațiilor anatomice: macrofage alveolare (AMs) și macrofage interstițiale (IMs)., AMs și IMs sunt separate pe baza diferențialului de exprimare a CD11c și CD11b și colonie factor de stimulare a receptorilor (CSFR) subtipuri . Am-urile rezidențiale provin din sacul de gălbenuș în timpul embriogenezei și sunt celule cu durată lungă de viață care se reînnoiesc în timpul homeostaziei . În plus, AMs provin postnatal din monocitele circulante recrutate printr-o axă CCL2/CCR2 ., Un studiu care a comparat rezident și-a recrutat AMs timpul experimentale pulmonar acut prejudiciul constatat recrutat AMs îmbogățit pentru sistemul imunitar semnalizare, inflamație și glicolitice și arginină metabolismul, întrucât rezident AMs-au caracterizat prin proliferarea, ciclul acidului tricarboxilic, aminoacizi și acizi grași metabolismul căi .IMs sunt derivate atât din macrofage ale sacului de gălbenuș, cât și din monocite derivate din măduva osoasă și pot fi reumplute prin monocite circulante . Trei populații distincte de IMs se disting prin markeri de suprafață și rate de cifra de afaceri., În mod colectiv, populațiile de IM cuprind ∼9% din celulele mieloide extravasculare din plămâni, în timp ce AMs constituie ∼75% din acest grup de celule . În special, expresie a CSF2R este proeminent pe AMs în timp ce CSF1R caracterizează toate IM subtipuri care sunt de lungă durată în timpul homeostaziei dar nu în cele din urmă umple de circulație .macrofagele sunt adesea găsite în imediata apropiere a site-urilor fibrogenice și pot contribui la inflamația cronică pentru a promova fibroza progresivă., Studiile recente indică rolurile populațiilor specifice de macrofage în diferite forme de fibrogeneză, dar utilizarea unor markeri diferiți pentru a clasifica AMs versus IMs și diferite metode de epuizare în diferite studii fac comparații dificile. În plus, după leziune, monocitele sunt recrutate în plămâni și se diferențiază în macrofage derivate din monocite care pot intra atât în spații alveolare, cât și în spații interstițiale ., În fibroza pulmonară indusă de bleomicină, AMs derivați de monocite (recrutați), mai degrabă decât AMs sau IMs rezidenți în țesut, sunt necesari pentru dezvoltarea fibrozei, iar transcriptomul AMs recrutat față de rezident diferă semnificativ . În schimb, într-o leziune repetată a modelului de fibroză indusă de celule epiteliale alveolare de tip II, macrofagele nerezidente derivate din monocite Ly6Chi conduc fibroza . În acest număr al European Respiratory Journal, Meziani et al. identificat gr-1-IMs ca populația macrofagelor pulmonare necesare pentru dezvoltarea fibrozei induse de radiații., Dacă numărați, adică trei forme diferite de fibroză pulmonară care implică trei tipuri diferite de macrofage pulmonare găsite atât în spațiile alveolare, cât și în cele interstițiale ca șoferi ai bolii. Deci, este locația, originea sau activarea fenotipului macrofagelor care contează?polarizarea M1 / M2 a fost definită inițial prin răspunsurile diferențiate ale macrofagelor la stimularea in vitro cu interferon-γ sau interleukină-4 ., Macrofagele M1 mediază rezistența la agenți patogeni, dar contribuie și la distrugerea țesuturilor, în timp ce macrofagele M2 sunt mai puțin toxice pentru microbi și celulele gazdă, au funcții antiinflamatorii și reparative , dar sunt adesea implicate în vindecarea aberantă a rănilor care duce la fibroză în rinichi, vezică, ficat și plămâni . Cu toate acestea, această paradigmă M1/M2 reprezintă extremele spectrului, în timp ce macrofagele activate in vivo pot obține fenotipuri mixte ., În plus, macrofagele pulmonare sunt foarte plastice și pot obține fenotipuri de activare tranzitorie în loc să obțină stări diferențiate terminal .

Meziani și colab. s-a constatat că atât AMs cât și IMs au crescut la 20 de săptămâni post-radiație atunci când fibroza progresează. IMs prezintă un fenotip puternic M2 la 20 de săptămâni, după cum reiese din reglarea în sus a CD206, o creștere de 400 de ori a ARNm arginazei și reglarea în jos a markerilor M1. În schimb, AMs prezintă fenotipuri mixte M1/M2., Profitând de capacitatea de liposomi administrat intranazal pentru a epuiza atât rezident și-a recrutat AMs versus capacitatea de CSF1R neutralizare specific diminuează IMs, acest studiu a arătat în mod convingător epuizarea IMs din săptămână 15-20 post-limitele de expunere la radiații de dezvoltare de radiatii induse de fibroză pulmonară. Autorii au descoperit, de asemenea, infiltrarea crescută a macrofagelor cu fenotipuri asemănătoare M2 în parenchimul fibrozei pulmonare induse de radiații umane., Izbitor, într-o co-sistem de cultură numai IMs izolat de fibroase plămâni, dar nu AMs, ar putea induce fibroblastele să producă α-actina mușchiului neted și transformarea growth factor-β, distinctive ale myofibroblast diferențiere. Luate împreună, aceste date stabilesc rolul critic al IMs în acest model.implicarea populațiilor macrofage distincte în diferite modele de fibroză pulmonară poate reflecta diferite căi de fibrogeneză., Radiatii induse de fibroză pulmonară se dezvoltă peste 20 de săptămâni și implică leziuni în parenchimul pulmonar, precum și a spațiilor alveolare, în timp ce intratraheală bleomicina sau leziuni repetitive de tip II epiteliul alveolar duce la fibroza în 2-3 săptămâni, cu daune de natură limitată a epiteliului pulmonar. În plus, fibroza pulmonară indusă de bleomicină se auto-limitează după 28 de zile și se remite adesea în 8-12 săptămâni ., Interesant este că, în urma tratamentului cu bleomicină, monocitele se diferențiază continuu de AMs recrutat, dar în urma rezoluției, aceste AMs derivate din monocite devin din ce în ce mai asemănătoare cu AMs rezidente în țesut în profilurile de expresie a genelor . În mod similar, IMs crește în timpul fibrozei pulmonare induse de radiații , sugerând acumularea IMs derivată din monocite. Astfel, se pare că tema comună poate fi macrofagele asociate cu patologia fibrozei pulmonare derivă cel mai adesea din monocitele circulante, indiferent de localizarea în spațiul alveolar versus interstițial., Credem că localizarea și durata leziunii sunt factori care influențează locul în care aceste celule se acumulează în cele din urmă în diferitele forme de fibroză pulmonară.dacă originea dictează patogeneza, aceasta ridică posibilitatea terapiei direcționate prin blocarea recrutării macrofagelor derivate din monocite. CCR2 epuizarea fost prezentat pentru prima dată limită de bleomicina induse de fibroză în 2001 și este, de asemenea, esențială pentru epiteliale-prejudiciu model si radiatii induse de fibroză pulmonară , deci este CCL2/CCR2 magia țintă? S-ar putea să nu fie atât de simplu., Lucrările recente într-un model de interleukina-17-dependente herpesvirus induse de fibroza post-transplant de celule stem surprinzător arătat că CCR2 pierdere a făcut boala mai rau , ceea ce sugerează diferențe semnificative în fibroza legate de patogen stimul față de steril prejudiciu. Mai mult, un studiu de fază 2 al unei terapii anti-ccl2 a fost oprit precoce pentru rezultate slabe în fibroza pulmonară idiopatică și a dus în mod neașteptat la niveluri mai mari de CCL2 la pacienți., Direcționarea receptorului este probabil să fie mult mai eficientă, având în vedere că ccr2 poate lega mai mulți liganzi, dar nu există rapoarte de terapie direcționată CCR2 în fibroza pulmonară. Cu toate acestea, există un studiu al unui antagonist dublu CCR2/CCR5 efectuat în fibroza hepatică .identificarea IMs ca factor major al fibrozei pulmonare induse de radiații oferă noi strategii terapeutice orientate către CSF1R. CSF1R este, de asemenea, puternic exprimat în macrofage asociate tumorii, despre care se crede că sunt permisive tumoral și imunosupresoare ., Studiile clinice ale inhibitorilor CSF1R în terapia cancerului sunt în curs de desfășurare și s-ar putea imagina această terapie repurposed pentru fibroza pulmonară indusă de radiații. Va fi interesant să vedem dacă studiile viitoare privind bleomicina și modelele de leziuni ale celulelor epiteliale arată beneficii în urma neutralizării CSF1R pentru a ajuta la clarificarea în continuare a întrebărilor de origine față de locație. În timp ce Meziani și colab., studiul specifică importanța IMs asemănătoare M2 în fibroza pulmonară indusă de radiații, IMs sunt puternic imunosupresoare, iar o eliminare totală determină hipersensibilitate la inducerea astmului și accelerează boala acută grefă versus gazdă în setările de transplant de celule stem hematopoietice . Astfel, prudența este justificată atunci când se analizează strategiile de epuizare IM ca terapeutice. În timp ce juriul este „în” în ceea ce privește rolul macrofagelor în fibroza pulmonară, avem încă nevoie de mai multe cercetări pentru a înțelege cum, când și unde să vizăm aceste celule în beneficiul terapeutic.,

note de subsol

  • declarație de susținere: această lucrare a fost susținută de centrul NIH pentru revizuire științifică (grantul nr. R01 HL127805). Informații de finanțare pentru acest articol a fost depus la Registrul finanțator Crossref.conflictul de interese: X. Zhou a primit granturi de la NIH, în timpul desfășurării studiului.

  • Conflict de interese: B. B. Moore a primit subvenții de la NIH, în timpul desfășurării studiului.

    i xmlns:hwp=”http://schema.highwire.org/Journal” > primit 16 ianuarie 2018., i xmlns:hwp=”http://schema.highwire.org/Journal”> acceptat 20 februarie 2018.
  • Copyright ©ERS 2018
    1. Carver JR,
    2. Shapiro CL,
    3. Ng O, et al.

    Societatea Americană de Oncologie Clinică revizuirea dovezilor clinice privind îngrijirea continuă a supraviețuitorilor de cancer adulți: efecte tardive cardiace și pulmonare. J Clin Oncol 2007; 25: 3991-4008.

    1. Raghu G,
    2. Collard HR,
    3. Egan JJ, și colab.,

    o declarație oficială ATS/ERS/JRS / ALAT: fibroza pulmonară idiopatică: orientări bazate pe dovezi pentru diagnostic și management. Am J Respir Crit Îngrijire Med 2011; 183: 788-824.

    1. Raghu G,
    2. Anstrom KJ,
    3. Regele te Jr., și colab.

    prednison, azatioprină și N-acetilcisteină pentru fibroza pulmonară. N Engl J Med 2012: 366: 1968-1977.

    1. Giridhar P,
    2. Mallick S,
    3. Rath GK, și colab.,

    leziuni pulmonare induse de radiații: predicție, evaluare și management. Asiatice Pac J Canc Preveni 2015; 16: 2613-2617.

    1. Byrne AJ,
    2. Maher TM,
    3. Lloyd CM

    . Macrofagele pulmonare: o nouă cale terapeutică în boala pulmonară fibroasă? Tendințe Mol Med 2016; 22: 303-316.

    1. Misharin AV,
    2. Morales-Nebreda L,
    3. Mutlu GM, et al.

    analiza Citometrică a fluxului de macrofage și subseturi de celule dendritice în plămânul mouse-ului., Am J Respir Cell Mol Biol 2013; 49: 503-510.

    1. Zaynagetdinov R,
    2. Sherrill TP,
    3. Kendall PL, și colab.

    identificarea subseturilor de celule mieloide în plămânii murini folosind citometria în flux. Am J Respir Cell Mol Biol 2013; 49: 180-189.

    1. Gibbings SL,
    2. Thomas SM,
    3. Atif SM și colab.

    trei macrofage interstițiale unice în plămânul murin la starea de echilibru. Am J Respir Cell Mol Biol 2017; 57: 66-76.,

    1. Guilliams M,
    2. De Kleer eu,
    3. Henri S, et al. macrofagele alveolare se dezvoltă din monocitele fetale care se diferențiază în celule cu durată lungă de viață în prima săptămână de viață prin GM-CSF. J Exp Med 2013; 210: 1977-1992.
    1. Schneider C,
    2. Nobs SP,
    3. Kurrer M, și colab.

    inducerea receptorului nuclear PPAR-gamma de către citokina GM-CSF este critică pentru diferențierea monocitelor fetale în macrofage alveolare. Nat Immunol 2014; 15: 1026-1037.,

    1. nu ți-a mai AV,
    2. Morales-Nebreda L,
    3. Reyfman PA, et al. macrofagele alveolare derivate din monocite determină fibroza pulmonară și persistă în plămâni pe durata vieții. J Exp Med 2017; 214: 2387-2404.
    1. Mold KJ,
    2. Barthel L,
    3. Mohning MP, și colab.

    originea celulelor dictează programarea macrofagelor rezidente față de cele recrutate în timpul leziunilor pulmonare acute. Am J Respir Cell Mol Biol 2017; 57: 294-306.,

    1. Schulz C,
    2. Gomez Perdiguero E,
    3. Chorro L, și colab.

    o linie de celule mieloide independente de Myb și celule stem hematopoietice. Știință 2012; 336: 86-90.

    1. bain CC,
    2. Bravo-Blas A,
    3. Scott CL, și colab.

    reaprovizionarea constantă din monocitele circulante menține piscina macrofagelor în intestinul șoarecilor adulți. Nat Immunol 2014; 15: 929-937.,

    1. Osterholzer JJ,
    2. Olszewski MA,
    3. Murdock BJ, și colab.

    implicând macrofagele exudate și monocitele Ly-6C(înalte) în fibroza pulmonară dependentă de CCR2 în urma leziunilor alveolare vizate de gene. J Immunol 2013; 190: 3447-3457.

    1. Meziani L,
    2. Mondini M,
    3. Petit B, și colab.

    inhibarea CSF1R previne fibroza pulmonară prin epuizarea macrofagelor interstițiale. Eur Respir J 2018; 51: 1702120.,

    1. Martinez FO,
    2. Gordon S

    . Paradigma M1 și M2 a activării macrofagelor: timpul pentru reevaluare. F1000prime Rep 2014; 6: 13.

    1. Stein M,
    2. Keshav S,
    3. Harris N, și colab.

    interleukina 4 intensifică puternic activitatea receptorilor de manoză macrofagelor murine: un marker al activării macrofagelor imunologice alternative. J Exp Med 1992; 176: 287-292.

    1. Byrne AJ,
    2. Mathie SA,
    3. Grigore, LG, et al.,

    macrofage pulmonare: actori cheie în apărarea înnăscută a căilor respiratorii. Thorax 2015; 70: 1189-1196.

    1. Braga TT,
    2. Agudelo JS,
    3. camara nu

    . Macrofage în timpul procesului fibrotic: M2 ca prieten și dușman. Immunol Față 2015; 6: 602.

    1. Murray PJ,
    2. Allen JE,
    3. Biswas SK, și colab.

    activarea macrofagelor și polarizarea: nomenclatură și orientări experimentale. Imunitate 2014; 41: 14-20.,

    1. Phan SH,
    2. Armstrong G,
    3. Sulavik MC, și colab.

    un studiu comparativ al fibrozei pulmonare induse de bleomicină și de un sistem enzimatic care produce metabolitul O2. Piept 1983: 83: Suppl. 5, 44S-45S.

    1. Moore BB,
    2. Paine R III.,
    3. Christensen PJ, et al.

    protecție împotriva fibrozei pulmonare în absența semnalizării CCR2. J Immunol 2001: 167: 4368-4377.,

    1. Plantații SUNT,
    2. Johnston CJ,
    3. Williams JP, et al.

    rolul monocitelor infiltrate în dezvoltarea fibrozei pulmonare induse de radiații. Radiat Res 2018; în presă .

    1. Gurczynski SJ,
    2. Procario MC,
    3. O ‘ dwyer DN, et al.

    pierderea semnalizării CCR2 modifică recrutarea leucocitelor și exacerbează pneumonita și fibroza indusă de gamma-herpesvirus în urma transplantului de măduvă osoasă. Am J Physiol Pulmonar Cell Mol Physiol 2016; 311: L611–L627.,

    1. Raghu G,
    2. Martinez FJ,
    3. Brown KK, și colab.

    inhibarea ligandului CC-chemokine 2 în fibroza pulmonară idiopatică: un studiu de fază 2 al carlumab. Eur Respir J 2015; 46: 1740-1750.

    1. Friedman S,
    2. Sanyal A,
    3. Goodman Z, și colab.

    studiul de eficacitate și siguranță al cenicriviroc pentru tratamentul steatohepatitei nealcoolice la subiecți adulți cu fibroză hepatică: proiectul studiului CENTAUR de fază 2b. Studii Clinice Contemporane 2016; 47: 356-365.,

    1. Lefebvre E,
    2. Gottwald M,
    3. Lasseter K, și colab.

    farmacocinetică, siguranță și activitate antagonistă ccr2 / CCR5 a cenicriviroc la participanții cu insuficiență hepatică ușoară sau moderată. Clin Transl Sci 2016; 9: 139-148.

    1. Laoui D,
    2. Van Overmeire E,
    3. De Baetselier P, et al.

    relație funcțională între macrofagele asociate tumorii și factorul de stimulare a coloniilor macrofage ca contribuitori la progresia cancerului. Immunol Față 2014; 5: 489.,

    1. Cannarii MA,
    2. Weisser M,
    3. Jacob W, și colab.

    inhibitori ai receptorului factorului de stimulare a coloniei 1 (CSF1R) în terapia cancerului. J Immunother Cancer 2017; 5: 53.

    1. Bedoret D,
    2. Wallemacq H,
    3. Marichal T, et al. macrofagele interstițiale pulmonare modifică funcțiile celulelor dendritice pentru a preveni alergia căilor respiratorii la șoareci. J Clin Invest 2009; 119: 3723-3738.
    1. MacDonald KP,
    2. Palmer JS,
    3. Cronau S, și colab.,

    un anticorp împotriva receptorului factorului 1 de stimulare a coloniilor epuizează subsetul rezident de monocite și macrofage asociate țesuturilor și tumorilor, dar nu inhibă inflamația. Sânge 2010; 116: 3955-3963.