Ученые смогли визуализировать работу альвеолярных макрофагов в легких

Ученые смогли визуализировать работающие иммунные клетки в легких

Исследователи из Университета Калгари открыли способ делать живые изображения иммунных клеток, работающих в альвеолярных пространствах в легких мышей.

Примечание редактора: данная новость является дополнением к заметке: Ацетат (метаболит кишечных бактерий) восстанавливает убивающую активность альвеолярных макрофагов

Ученые из Университета Калгари обнаружили, как делать «живые» изображения иммунных клеток в легких. Группа из Института хронических заболеваний Снайдера в Медицинской школе Камминга первой в мире нашла способ записывать в реальном времени, как иммунная система борется с бактериями, воздействующими на альвеолы или воздушные мешочки в легких. мышей. Это открытие уже дало новые сведения об очистителях иммунной системы, называемых альвеолярными макрофагами. Когда-то считавшиеся стационарными, ученые наблюдали за работой макрофагов, которые ползали по альвеолярным пространствам, между ними и вокруг них в поисках бактерий и вирусов.

«Есть смысл в том, что макрофаги будут перемещаться, но мы могли только предположить это, потому что не могли видеть их в действии. Теперь мы можем», - говорит доктор Пол Кубес, главный исследователь. «В легких намного больше альвеол, чем макрофагов, и эти крошечные очистители очень эффективны при обслуживании каждого воздушного мешочка».

Исследователи говорят, что работа макрофагов довольно проста. Представьте себе отель, в котором комнат больше, чем уборщиц. Персонал использует коридоры для уборки и содержания вещей в порядке. Внутри легких есть коридор, который обеспечивает пространство между альвеолами. Макрофаги используют это пространство для перемещения и уничтожения любых посторонних частиц, включая бактерии и вирусы, воздействующие на воздушные мешочки.

Ученым нужно было преодолеть три основных препятствия, чтобы получить живые изображения этой иммунной клетки в действии. Команда должна была разработать способ захвата изображения из воздуха в жидкость и снова в воздух, им нужно было стабилизировать легкие достаточно долго, чтобы получить четкую картину, и им нужно было найти способ идентифицировать и маркировать макрофаги.

«Эта работа является кульминацией многолетних исследований ученых всего мира. Мы собрали все воедино, комбинируя и улучшая многие методы визуализации», - говорит Арпан Неупане, кандидат наук и первый автор исследования. «Даже шесть лет назад это было бы невозможно».

Возможность видеть макрофаги в действии открыла еще кое-что: ученые наблюдали, как мощные очистители парализовались и перестали выполнять свою важную работу.

«Мы знаем, что когда кто-то борется с серьезной инфекцией, особенно с респираторным вирусом, таким как грипп или COVID-19, у него часто развивается вторичная инфекция, которая может привести к смерти», - говорит Кубес. «С помощью этой новой техники визуализации мы смогли увидеть, что происходит с макрофагами во время этого процесса».

Оказывается, в определенный момент во время борьбы с инфекциями эффективные очистители парализуются, что облегчает укоренение и распространение новых инфекций.

«Следующий шаг в нашем исследовании - выяснить, почему это происходит, чтобы мы могли разработать целевые методы лечения, чтобы снова запустить макрофаги в действие», - говорит Кубес.

Видео движения альвеолярных макрофагов в легком

(если видео не отображается, оно доступно по ссылке→)

О чем говорит автор в этом видео, Арпан Неупане (Arpan Neupane), который открыл способ делать живые изображения иммунных клеток, работающих в альвеолярных пространствах в легких мышей;

Вы смотрите на изображение живого дышащего легкого. Вы можете видеть альвеолярные пространства как темный воздух, т.е. карманы, окруженные красными границами. Также можно увидеть иммунные клетки, называемые альвеолярными макрофагами, которые живут внутри альвеолярных пространств. Эти альвеолярные макрофаги видны в зеленом свете.  Эти «домработницы» чистят альвеолы от патогенов (бактерий, вирусов и т.п.) и делают их красивыми и чистыми. В этом видео я покажу вам поведение этих клеток (движение в зеленом цвете), что раньше было невозможно. Я попытался отследить их передвижение (обозначил синим цветом), и вы видите, что они могут посещать множественные альвеолярные пространства при поиске вирусов и бактерий. Они очищают эти пространства, позволяя нам дышать нормально, и это то, что мы можем теперь показать наглядно.

Источник: Материалы представлены University of Calgary.

Статья в журнале: Arpan Sharma Neupane, Paul Kubes et al. Patrolling Alveolar Macrophages Conceal Bacteria from the Immune System to Maintain Homeostasis. Cell, 2020