Сравнительное влияние модуляторов CFTR на фагоцитарный, метаболический и воспалительный профили макрофагов CF и неCF

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 11995 (2023) Цитировать эту статью

423 доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Дисфункция макрофагов хорошо описана при муковисцидозе (МВ) и может способствовать персистенции бактерий в легких. Вопрос о том, связана ли дисфункция макрофагов при муковисцидозе напрямую с регулятором трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) в макрофагах или является косвенным следствием хронического воспаления и слизистой оболочки, остается предметом постоянных дискуссий. Модуляторы CFTR, которые восстанавливают функцию CFTR в эпителиальных клетках, улучшают глобальные воспалительные реакции моноцитов CF, но их прямое влияние на макрофаги менее изучено. Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, мы измерили фагоцитоз, метаболизм и экспрессию цитокинов в ответ на классический патоген CF, Pseudomonas aeruginosa, в макрофагах моноцитарного происхождения (MDM), выделенных из гомозиготных субъектов CF F508del и контрольной группы без CF. Неожиданно мы обнаружили, что модуляторы CFTR усиливают фагоцитоз как в когортах с CF, так и без CF. Тройные модуляторы CFTR также ингибировали функцию митохондрий MDM, что согласуется с активацией MDM. В отличие от исследований на людях, где модуляторы CFTR снижали уровни воспалительных цитокинов в сыворотке, модуляторы не изменяли секрецию цитокинов в нашей системе. Таким образом, наши исследования показывают, что метаболические эффекты, индуцированные модулятором, могут способствовать клиренсу бактерий как в макрофагах, происходящих из моноцитов CF, так и не в них.

Муковисцидоз (МВ) представляет собой мультисистемное генетическое заболевание, при котором респираторные заболевания играют важную роль в заболеваемости и смертности1. Люди с МВ (pwCF) страдают хроническими инфекциями легких, которые часто начинаются с стереотипных патогенов Staphylococcus aureus и Haemophilus influenzae, с последующим переходом к колонизации Pseudomonas aeruginosa (Pa), другими бактериями и грибами по мере возрастания pwCF и прогрессирования заболевания легких2. Классически считается, что этот процесс возникает каскадно, начиная с недостаточной CFTR-опосредованной секреции хлоридов, что приводит к гипервязкости слизи, отказу мукоцилиарного эскалатора и образованию биопленок, что завершается отсутствием стерилизующего иммунитета в легких1.

Эта модель в некоторой степени подвергается сомнению из-за реального опыта пациентов с pwCF, которые проходят высокоэффективную терапию модулятором CFTR. Для тех, у кого есть хотя бы одна копия наиболее распространенной мутации CFTR, делеции фенилаланина в положении 508 (F508del), модуляторы могут восстановить функцию CFTR до уровней, приближающихся к уровням у людей без мутаций CFTR3,4. Хотя модуляторы могут вызывать значительное улучшение функции легких, клиренса легких, а также снижение продукции мокроты и количества бактерий, бактериальная колонизация, к сожалению, сохраняется у большинства субъектов и может способствовать дальнейшему прогрессированию заболеваний легких5,6,7. Это подчеркнуло необходимость понять, могут ли существовать внутренние иммунные дефекты у CF8,9,10,11,12. Макрофаги служат привратниками иммунной системы легких, и поэтому исследование их реакции на модуляторы CFTR имеет решающее значение для более широкого понимания иммунитета легких к CF13.

Предыдущие исследования сывороточных моноцитов pwCF изучали их профили до и после начала высокоэффективной модуляторной терапии как у пациентов с воротными мутациями, начавших лечение ивакафтором, так и у пациентов с мутациями F508del, начавшими лечение элексакафтором/тезакафтором/ивакафтором (ETI). тройная комбинированная терапия6,14,15,16,17. Эти исследования показали снижение продукции воспалительных цитокинов моноцитами CF, однако они не могут дифференцировать прямое воздействие модуляторов на моноциты и косвенное воздействие, вторичное по отношению к улучшению мукоцилиарной функции и снижению бактериальной нагрузки. Было показано, что корректор CFTR более раннего поколения люмакафтор улучшает фагоцитоз и уничтожение макрофагов CF, тогда как потенциатор CFTR ивакафтор снижает секрецию воспалительных цитокинов18. В более поздней публикации показано влияние тройных модуляторов CFTR новейшего поколения in vitro на изолированные макрофаги, полученные из моноцитов (MDM)19. Они обнаружили, что, хотя ETI увеличивает бактериальный клиренс под действием CF MDM, он не влияет на секрецию цитокинов в ответ на инфекцию комплекса Burkholderia cepacia. Мы исследовали влияние ETI по ​​сравнению с комбинацией тезакафтор/ивакафтор (TI) старшего поколения на прямое поглощение Pa CF и неCF MDM, а также влияние модуляторов на метаболизм MDM и выработку цитокинов. Наши результаты подтверждают модель, согласно которой ETI активирует макрофаги и усиливает клиренс бактерий, а не сдвигает их в сторону менее воспалительного фенотипа, как это наблюдалось при предыдущих комбинациях модуляторов.