Альвеолярные макрофаги — иммунные клетки, которые находятся в альвеолах легких и первыми встречаются с микроорганизмами, проникшими в нижние дыхательные пути. В норме альвеолярные макрофаги поддерживают гомеостаз легких: поглощают чужеродные частицы и отмирающие клетки, но выделяют мало воспалительных молекул. Такой баланс особенно важен для легких, поскольку чрезмерное воспаление повреждает ткань и может нарушить газообмен.
Свойства альвеолярных макрофагов во многом определяет среда, в которой они находятся. На работу этих клеток влияют высокая концентрация кислорода, легочный сурфактант и локальные сигнальные молекулы. Одну из ключевых ролей играет гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF) — белок, необходимый для поддержания нормального количества и функций макрофагов. Значение этого белка хорошо видно у людей с нарушением передачи сигнала GM-CSF: у них может развиваться легочный альвеолярный протеиноз, при котором снижаются количество и функция макрофагов и повышается восприимчивость к легочным инфекциям.
Данные о происхождении альвеолярных макрофагов пока остаются противоречивыми. Популяция альвеолярных макрофагов может формироваться из нескольких источников:
- Ранние макрофаги из желточного мешка позднее в значительной степени замещаются клетками, происходящими из моноцитов печени плода.
- Макрофаги желточного мешка могут сохраняться и во взрослом организме.
- При воспалении популяцию макрофагов также могут пополнять клетки, происходящие из моноцитов костного мозга.
Альвеолярные макрофаги распознают признаки инфекции и повреждения ткани с помощью рецепторов распознавания образов (PRR) и запускают защитный ответ. Однако патогенные микроорганизмы могут подавлять или обходить этот механизм. Если им удается достичь нижних дыхательных путей и нарушить работу макрофагов, инфекция может сопровождаться эффективным размножением возбудителя, сильным воспалением и повреждением легочной ткани.
В ответ на патогенные микроорганизмы альвеолярные макрофаги продуцируют интерфероны I типа (ИФНα и ИФНβ). ИФН-I играют различную роль в определении реакции альвеолярных макрофагов на острые вирусные и хронические бактериальные инфекции и, как следствие, оказывают значительное влияние на течение и исход заболеваний.
Происхождение макрофагов определяет их судьбу при воспалении легких
При воспалении легких состав макрофагов быстро меняется: сигнальные молекулы, включая ИФН-I и хемокин CCL2, привлекают из костного мозга моноциты, что приводит к значительному расширению пула миелоидных лейкоцитов.
После острого повреждения легких, вызванного вирусом гриппа А или введением липополисахарида (LPS), образовавшиеся из моноцитов макрофаги постепенно погибают через Fas-зависимый апоптоз. При этом количество резидентных альвеолярных макрофагов практически не меняется. Другие исследования подтвердили, что резидентные альвеолярные макрофаги демонстрируют увеличенную продолжительность жизни и могут поддерживать свою популяцию независимо от моноцитов костного мозга.
Таким образом, судьба макрофагов при воспалении зависит от их происхождения и характера иммунного ответа. Главный регулятор судьбы и функции макрофагов — ИФН-I.
Действие интерферонов I типа при вирусных инфекциях
При гриппе А (IAV) альвеолярные макрофаги служат одним из основных источников интерферонов I типа. ИФН-I запускают противовирусные программы в зараженных и соседних клетках, ограничивают размножение и распространение вируса и помогают запускать адаптивный иммунный ответ. Вирус гриппа, в свою очередь, может подавлять этот защитный механизм.
Хотя клетки респираторного эпителия являются основным местом репликации вируса гриппа А, многочисленные исследования показывают, что IAV также инфицирует макрофаги и продуктивно реплицируется в этих клетках. Недавнее исследование показало, что инфицированные вирусом везикулярного стоматита (VSV) макрофаги селезенки CD169+ избирательно снижают ответ ИФН-I, чтобы усилить репликацию вируса и сделать вирусные антигены доступными для запуска и поддержания ответов антиген-специфических Т- и В-клеток. Таким образом, жесткая регуляция продукции ИФН-I макрофагами после заражения может служить для контроля репликации вируса, но при этом способствовать активации адаптивного иммунного ответа.
Выработку ИФН-I также регулируют эйкозаноиды — липидные сигнальные молекулы. Например, PGE2 подавляет выработку интерферонов I типа и поэтому повышает восприимчивость к вирусу гриппа. Таким образом, исход легочной инфекции зависит от того, как организм и патоген регулируют ось эйкозаноид-интерферон.
ИФН-I регулируют приток миелоидных клеток в инфицированные легкие. При гриппе ИФН-I, продуцируемые альвеолярными макрофагами, способствуют выходу моноцитов из костного мозга и этим поддерживают иммунную защиту. При нарушении ответа ИФН в легких накапливаются другие популяции моноцитов и нейтрофилов, что усиливает повреждение ткани и связано с повышенной смертностью.
Иммунорегуляторные свойства интерферонов I типа
Действие ИФН-I зависит от стадии инфекции. На ранних этапах ИФН-I помогают ограничивать размножение вирусов. При хронической инфекции организм может использовать длительно вырабатываемые ИФН-I для активации противовоспалительных реакций, ограничивающих иммуноопосредованное разрушение тканей.
Источник
Alveolar macrophages and type I IFN in airway homeostasis and immunity
