Interacțiunile dintre microbiomul respirator și celulele epiteliale formează imunitatea în plămâni
Secțiunea Inflamare, Reparații și Dezvoltare
Institutul Național al Inimii și Plămânilor, Colegiul Imperial
Articole similare pentru „”
rezumat
Bariera epitelială
Fig. 1.
Compoziția epiteliului respirator sănătos. Tractul respirator uman este împărțit în tractul respirator superior, care include cavitatea nazală, faringele și laringele, și tractul respirator inferior, care include căile respiratorii conducătoare (traheea și bronhiile), bronhiolele și alveolele. Epiteliul traheei și căilor respiratorii mari este format din celule ciliate („epiteliu ciliat”), mucus (mucus) producând celule calice, celule neuroendocrine și celule bazale nediferențiate. Celulele stromale etc. Fibroblastele formează matricea extracelulară și modulează rotația celulelor epiteliale respiratorii. Alveolele constau din macrofage alveolare și celule epiteliale alveolare de tip I și tip II.
Microbiomul pulmonar în sănătate și boală
Tab. 1.
Prezentare generală a studiului pentru a ilustra modificările microbiomului respirator în bolile cronice pulmonare
Un echilibru homeostatic între plămâni și microbiota lor
Epiteliul respirator ca senzor pentru prezența microorganismelor
Epiteliul respirator nu este doar o barieră structurală, este esențial și pentru apărarea imună înnăscută a gazdei. Celulele epiteliale respiratorii exprimă diverși receptori de recunoaștere a modelelor (PRR) și secretă molecule și mucine antimicrobiene care contribuie la apărarea împotriva agenților patogeni invadatori [3]. PRR sunt receptori codificați de gene ale celulelor germinale care recunosc tiparele moleculare conservate asociate cu agentul patogen (PAMP) sau modelele moleculare asociate cu deteriorarea celulei [66-68]. Acești receptori transmembranari pot fi activați independent de răspunsul imun adaptiv și pot fi împărțiți în patru clase: receptori similari (TLR), receptori RIG-I (RLR) ai proteinelor citoplasmatice, receptori NOD (NLR) și C- Receptor de lectină de tip (CLR) [69].
Infecții respiratorii și inițierea răspunsului imun epitelial
Infecțiile joacă un rol central în inducerea și exacerbarea unui număr mare de boli respiratorii cronice, cum ar fi astmul și BPOC [98]. Infecțiile sunt o cauză majoră de morbiditate și mortalitate la nivel mondial și pot fi cauzate de bacterii (de ex. Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Chlamydia pneumoniae) și viruși (de exemplu, RSV, gripă) [99, 100]. Infecția este de obicei declanșată de expunerea căilor respiratorii la celule bacteriene sau particule de virus (Fig. 2).
Fig. 2.
Răspunsul epiteliului respirator la infecție. Bacteriile și virusurile se leagă de receptorii celulari, i.a. molecula de adeziune intercelulară 1 (ICAM-1), reziduuri de acid sialic, factor de activare a trombocitelor (PAF) și manoză-6-fosfat (Man-6-P). Agenții patogeni sunt internalizați de celulele epiteliului respirator, care, la rândul său, stimulează producția de defensine imune înnăscute, precum și stimularea receptorilor imuni intra și extracelulari, cum ar fi receptorii cu taxă (TLR), receptorii RIG-I (RLR) și NOD-like- Receptorii (NLR) induși. La persoanele sănătoase, după generarea unui răspuns imun înnăscut sau adaptativ pro-inflamator, agenții patogeni sunt eliminați.
Celulele bazale, care acționează ca potențiale celule stem în căile respiratorii conducătoare, se găsesc în cea mai mare concentrație din trahee și numărul lor scade în secțiunile din aval ale arborelui bronșic spre bronșiole. Când sunt deteriorate, aceste celule induc o reglare ascendentă a p63, un factor de transcripție limitat la celulele bazale, care joacă probabil un rol în tranziția epitelial-mezenchimală (EMT) [132]. S-ar putea arăta că celulele bazale epiteliale care stau pe focare fibroblastice dezvoltă o reactivitate crescută determinată de expresia p63 și își asumă un fenotip parțial mezenchimal [133] - dovezi suplimentare pentru implicarea celulelor bronșice originale în patogeneza IPF.
În general, dialogul dintre comunități bacteriene specifice și gazdă este un proces dinamic. Așezarea și localizarea comunităților bacteriene din plămâni sunt influențate atât de componentele celulare din plămâni, cât și de factorii de mediu abiotici (temperatura, valoarea pH-ului, mucusul și surfactantul). În special, pierderea funcției de barieră poate influența compoziția microbiomului respirator prin aceea că permite penetrarea agenților patogeni și a altor particule. Cu toate acestea, este clar că sunt necesare mai multe date pentru a descrie mai bine natura dialogului dintre microbiota respiratorie și celulele epiteliale din plămâni și, astfel, să înțeleagă mai bine funcția și mecanismele prin care microbiomul formează imunitatea în plămâni.
Axa intestin-plămân
Concluzii și perspective de viitor
Declarație de divulgare
Autorii declară că nu au interese concurente sau conflicte de interese.