-Исследование компенсаторного фагоцитарного ответа на условнопатогенный гриб Aspergillus fumigatus в слизистой главного бронха мышей с индуцированной нейтропенией

Условно-патогенные грибы рода Aspergillus являются одними из наиболее распространенных микроорганизмов в атмосфере городов. Вдыхая споры грибов, люди с врожденной или вызванной приемом иммуносупрессорных препаратов нейтропенией подвергаются риску проникновения спор через эпителиальный барьер респираторного тракта и прорастания в тканях организма. Одним из наиболее опасных инфекционных микозов является инвазивный аспергиллез, в более чем 50% случаев приводящий к летальному исходу. Исследования, направленные на борьбу с этим заболеванием, придерживаются двух стратегических концепций – разработка фунгицидных препаратов, специфически вызывающих гибель гриба с минимальным ущербом для организма, и создание препаратов, модулирующих иммунную систему с целью обеспечить устойчивость к инфекции. Поскольку пациенты из группы риска характеризуются ослаблением или отсутствием нейтрофил-опосредованного иммунного ответа, являющегося основным компонентом защиты организма от патогенных грибов, необходим поиск иных клеточных мишеней, способных компенсировать нейтропению. Нейтрофилы препятствуют проникновению конидий через эпителиальный барьер путем фагоцитоза, а их прорастанию путем образования внеклеточных сетей (NET). Среди клеток врожденной иммунной системы, представленных в дыхательных путях, способностью к фагоцитозу, помимо нейтрофилов, обладают макрофаги и дендритные клетки представленные в дыхательных путях субпопуляциями, различающимися по происхождению, морфологии и расположению относительно эпителиального барьера. Фагоцитарная активность зависит как от субпопуляции фагоцитов, так и от физических и биологических параметров микроокружения в момент взаимодействия с патогеном. Способность интернализовать конидии гриба Aspergillus fumigatus описана как для макрофагов, в том числе выделенных из бронхо-альвеолярных смывов инфицированных животных, так и для некоторых субпопуляций дендритных клеток. Большинство исследований фагоцитарной активности проведено in vitro; в экспериментах in vivo выводы о значимости того или иного фагоцита делают по результатам его деплеции, причем деплеция иногда затрагивает несколько субпопуляций. Исследования in vitro, даже с использованием трехмерных матриксов, могут лишь показать возможность или не возможность участия конкретного субкласса фагоцитов в интернализации конидий, но не могут сказать, будет ли именно этот субкласс взаимодействовать со спорами грибов в конкретном сегменте респираторного пути в условиях иммуносупрессии. Таким образом, очевидна необходимость планируемого в данной работе детального анализа взаимодействия различных субпопуляций макрофагов и дендритных клеток, расположенных в подэпителиальном и межэпителиальном пространстве дыхательных путей, с конидиями гриба Aspergillus fumigatus. Оценка фагоцитарной активности субпопуляций фагоцитов будет проведена с использованием тотальных препаратов бронхов мышей с индуцированным инвазивным аспергиллезом. Функциональность этих фагоцитов будет определена in vitro. Анализ параметров фагоцитарного ответа в различные интервалы времени после ингаляции конидий для иммунокомпетентных мышей и мышей с деплецией нейтрофилов позволит идентифицировать принципиальные компоненты, препятствующие проникновению патогена, и поможет в создании новых стратегий активации иммунной системы для компенсации иммунодефицитных состояний.

July 1, 2019 — June 30, 2021

Troyanova N.I. (PI)

Laboratory of cell interactions

Grant, RSF

List of publications

  1. Bogorodskiy AO, Bolkhovitina EL, Gensh T, Troyanova NI, Mishin V, Okhrimenko S, Braun A, Spies E, Gordeliy VI, Sapozhnikov AM, Borshchevskiy VI, Shevchenko MA (2020). Murine Intraepithelial Dendritic Cells Interact With Phagocytic Cells During Aspergillus fumigatus-Induced Inflammation. Front Immunol 11 (298), 1–15
  2. Maslov IV, Bogorodskiy AO, Paveilchenko MV, Zykov IO, Troyanova NI, Borshchevskiy VI, Shevchenko MA (2021). Confocal Laser Scanning Microscopy-Based Quantitative Analysis of Aspergillus fumigatus Conidia Distribution in Whole-Mount Optically Cleared Mouse Lung. J Vis Exp 2021 (175),
  3. (conference) Pavelchenko V, Zykov O, Bogorodskiy O, Maslov V, Bolkhovitina L, Troyanova I, Borshchevskiy I, Shevchenko A (2021). 3D Imaging of Whole-Mount Optically Cleared Organs as a Tool to Estimate Pathogen Distribution in the Lungs. Biophys J 120 (3), 267a
  4. (book) Shevchenko A, Troyanova I, Sapozhnikov M (2020). Effects of Heat Shock Protein 70 kDa in Allergic Airway Inflammation. Heat Shock Proteins. Springer, Dordrecht. 20, 1–10