אדים בטעם פירות יער פוגעים בתגובה החיסונית של הריאות

החשיפה משנה את תנועת התאים החיסוניים ומפחיתה את פינוי הפתוגנים, ומגבירה את הסיכון לזיהומי ריאות חמורים.

לִלמוֹד: תפקוד המקרופאג המכתשי נפגע בעקבות שאיפה של אדי סיגריה אלקטרונית של פירות יער. קרדיט תמונה: Shutterstock AI / Shutterstock.com

מקרופאגים של המכתשיים (AM) הם תאי חיסון מולדים הנמצאים בתוך alveoli המגנים על דרכי הנשימה התחתונות מפני פתוגנים פולשים. מחקר חדש שפורסם ב PNAS מדווח על שינויים בתפקוד AM בעקבות חשיפה לסיגריות אלקטרוניות בטעם פירות יער, מה שמוביל לתגובות חיסוניות גרועות לפתוגנים ולהפחתת הישרדות המארח.

מה זה AMs?

הריאות מורכבות משקי אוויר דקי דופן הנקראים alveoli. חילופי גזים מתרחשים בין אוויר מכתשית לנימים בתוך שכבות דקות של רקמה אינטרסטיציאלית, בעובי מיקרומטר.

חתימת התא החיסוני המולד של הריאות כולל תאים המווסתים את התגובה החיסונית לפתוגנים כמו Pseudomonas aeruginosa, אשר בסופו של דבר לגרום לציטוקינים דלקתיים כדי למנוע דלקת ריאות הרסנית. בדרך כלל, חיידקים אלה מזוהים, פגוציטוזים ומפוקים על ידי AMs. עם זאת, תפקוד לקוי של AM יכול להוביל להתיישבות חיידקית עם נויטרופיליה תגובתית, מה שמגביר את הסיכון למחלות קשות ומוות בקרב אנשים מדוכאי חיסון או חולים כרוניים.

כדי למנוע פלישת פתוגנים, AMs יכולים להוציא את הציטופלזמה שלהם לתוך הנקבוביות הבין-אלוויאולריות הצרות של קון, שם הם יכולים לנוע סביב כל חלל מכתשית. פעילות זו תלויה בפעילות בקרת חלוקת תאים חלבון 42 (CDC42), המתווך פילמור של החלבון המתכווץ אקטין המעורב בסחיטת גרעין AM הגדול דרך פתחים מכווצים.

כיצד משפיע אידוי על AMS?

סיגריות אלקטרוניות מורכבות מנוזל המכיל פרופילן גליקול (PG) וגליצרין צמחי (VG) עם ניקוטין וחומרי טעם נוספים. כאשר הוא מחומם, נוזל זה מייצר אירוסולים שונים אשר בסופו של דבר נשאפים על ידי המשתמש, ובכך מגבירים את הסיכון שלו לחשיפה לכימיקלים מזיקים.

טעמי פירות וסוכריות משולבים לעתים קרובות בסיגריות האלקטרוניות, מה שהוביל למשיכתם הנרחבת בקרב משתמשים צעירים, במיוחד אלה שבין 13 ל-18 שנים. לאחרונה, מספר רב של איידים מתבגרים פיתחו במהירות פגיעה בריאותית, לעתים קרובות תוך חודשים, אשר ניתן להשוות לנזק שנגרם כתוצאה מסיגריות, המתעורר לעתים קרובות לאחר מספר שנים.

במחקר הנוכחי, החוקרים בדקו כיצד אדי סיגריות אלקטרוניות (BFEV) בשאיפה בטעם פירות יער משפיעה על התנהגות AM. תנועת AM נוטרה עם PKH26, צבע ממברנה המכתים פגוציטים.

בשתי קבוצות, עכברים נחשפו ל-BFEV מדי יום במשך שלושה או עשרה ימים. קבוצת בקרה שלישית נחשפה לאוויר החדר.

פגיעה בתנועת AM עם חשיפה

התנהגות AM השתנתה באופן משמעותי בין עכברים שנחשפו ל-BFEV ובקרות, אך לא בין הקבוצות שנחשפו לשלושה ועשרה ימים. AMs חשופים הפגינו ביטוי RhoGTPase ו-CDC42 נמוך באופן משמעותי, ובכך הצביעו על שינוי בתנועה.

AMs חשופים נסעו מרחק ממוצע קטן יותר במשך שעה אחת מאשר בקרות עם מסלולי תאים קצרים יותר. פחות AMs חשופים נסעו מעל 40 מיקרומטר במהירות ממוצעת נמוכה יותר.

סחיטת AM הופחתה ל-9%, בעוד שהתנהגות הגישושים עלתה ל-75%. כמו כן נצפה אורך בדיקה מוגבר, מה שמצביע על הגירה מופחתת בין-אלוויאולרית בעכברים חשופים. התנהגות הסיור ירדה מ-33% ל-21% לאחר החשיפה.

תצפיות אלו אינן מיוחסות לירידה בכדאיות AM, אפופטוזיס או שינויים בציטוקינים, כולל אינטרלוקין (IL)-1β ו-Tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), אשר יעידו על פירופטוזה או נקרופטוזיס. נצפו שינויים ב-AM בלתי תלויים באינטגרין.

פינוי מופחת של פתוגנים

שינויים בתנועה הפחיתו את הכימותקסיס אך ​​לא את הפעילות הפגוציטית, מה שהשפיע לרעה על פינוי הנשאף בתיווך AM P. aeruginosa. במקום זאת, AMs עברו לסיור עיוור בתגובה לעלייה הנגרמת על ידי זיהום בפעילות האינטגרין.

חוסר היכולת להסוות את החיידקים הקלה על שחרור ציטוקינים, דלקת וגיוס נויטרופילים. עכברים נגועים חשופים איבדו משקל ולקח זמן רב יותר לחזור למשקל הבסיס, עם עלייה מתונה בתמותה בהשוואה לבקרות נגועים שנחשפו לאוויר או לאדים חסרי טעם.

ההשפעות השליליות של חשיפת BFEV על תפקוד AM באו לידי ביטוי בעכירות מוגברת של נוזל שטיפה ברונכואלוואולרי (BALF) ובחומר פעיל שטח A לאחר חשיפה.

חוסר הפעלת AM

רמות הציטוקינים והכימוקין ב-BALF לא השתנו באופן משמעותי בעקבות חשיפה ל-BFEV, מה שמשקף AMs לא פעיל. ההחזרה המופחתת מ-BALF נבעה מאובדן יכולת הסחיטה ולא מהדביקות של AMs מופעלים, מה שמגביר את רגישותם ללכידה במככיות.

הומאוסטזיס AM מושפע מחשיפה ל-BFEV למרות פרופיל אנטי-פרו-דלקתי מעורב המחליף את המעבר הקלאסי בין פנוטיפים פרו ואנטי-דלקתיים.

שינויים בציטוט של AM ואקטין

BFEV, במקום אדי סיגריות אלקטרוניות חסרות טעם, יצרו שינויים דו-כיווניים משמעותיים במספר חלבוני AM בהשוואה לעשן סיגריה אלקטרונית חסרת טעם. שינויים מטבוליים והצטברות שומנים נצפו לעתים קרובות בעקבות כל החשיפה לאדי סיגריות אלקטרוניות.

עם זאת, טעם פירות היער השפיע על שינויים בלקליזציה ובעוצמת האקטין. חשיפה ל-BFEV גם הפחיתה את רמות CDC42, חלבון שמקל על פילמור אקטין באזור הפרי-גרעיני לצורך נדידת תאים.

בדומה לניקוטין, סימולציות עגינה זיהו מספר תרכובות ב-BFEV עם זיקה לאתר קשירה אלוסטרי של עיכוב CDC42. עם זאת, אף אחת מהתרכובות הללו, כולל מנטול, לא שינתה את פעילות AM באותה מידה כמו נוזל ה-vape בטעם פירות יער.

לתרכובות ארומטיות מסוימות בנוזל vape בטעם פירות יער יש השפעות מעכבות נוספות זו על זו ועל ניקוטין, ובכך מפחיתות את פעילות CDC42.

חסימת אינטגרין הפחיתה את סיורי AM אך לא פגע בדפורמציה או שינה בהתנהגות. באופן השוואתי, כל השינויים ב-AM ו-BALF שיקפו על ידי חשיפת AMs בדרכי הנשימה למעכבי CDC42 פונקציונלי, ML 141, ובכך מצביעים על מנגנון הפעולה של BFEV.

עם זאת, BFEV, ולא ML 141, הובילו להפחתת הביטוי ושינוי הגודל של CDC42, מה שמצביע על כך שהשפעה זו מתעוררת עקב שינוי שלאחר התרגום של החלבון, מה שגורם לאובדן תפקוד.

CDC42 בתוך תאים אלה לא היה פעיל, כפי שהוכח על ידי חלבון ציטוזולי מפוזר באופן שווה. זה דומה לרמות מרוכזות של חלבון ציטוזולי במקום בודד ליד קרום הפלזמה הקיים בבקרות, המשקף CDC42 מופעל.

יחד התגובה החיסונית המעוותת הזו ועומס החיידקים המוגבר הובילו לירידה בהישרדות של בעלי חיים."