Efeitos comparativos dos moduladores CFTR nos perfis fagocíticos, metabólicos e inflamatórios de macrófagos com FC e não-CF

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11995 (2023) Citar este artigo

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A disfunção macrófaga tem sido bem descrita na fibrose cística (FC) e pode contribuir para a persistência bacteriana no pulmão. Se a disfunção dos macrófagos da FC está diretamente relacionada ao regulador de condutância transmembrana da fibrose cística (CFTR) em macrófagos ou uma consequência indireta da inflamação crônica e da mucostase é um assunto de debate contínuo. Os moduladores de CFTR que restauram a função de CFTR nas células epiteliais melhoram as respostas inflamatórias globais dos monócitos da FC, mas seus efeitos diretos sobre os macrófagos são menos compreendidos. Para resolver essa lacuna de conhecimento, medimos a fagocitose, o metabolismo e a expressão de citocinas em resposta a um patógeno clássico da FC, Pseudomonas aeruginosa, em macrófagos derivados de monócitos (MDM) isolados de indivíduos homozigotos CF F508del e controles não-FC. Inesperadamente, descobrimos que os moduladores de CFTR aumentaram a fagocitose em coortes de FC e não-CF. Os moduladores triplos CFTR também inibiram a função mitocondrial do MDM, consistente com a ativação do MDM. Em contraste com estudos em humanos onde os moduladores de CFTR diminuíram os níveis séricos de citocinas inflamatórias, os moduladores não alteraram a secreção de citocinas em nosso sistema. Nossos estudos, portanto, sugerem que os efeitos metabólicos induzidos pelo modulador podem promover a eliminação bacteriana em macrófagos derivados de monócitos com FC e não-FC.

A Fibrose Cística (FC) é uma doença genética multissistêmica na qual as doenças respiratórias desempenham um papel proeminente na morbidade e mortalidade1. Pessoas com FC (pwCF) são atormentadas por infecções pulmonares crônicas, muitas vezes começando com patógenos estereotipados Staphylococcus aureus e Haemophilus influenzae, seguidas frequentemente por uma transição para a colonização por Pseudomonas aeruginosa (Pa), outras bactérias e fungos à medida que a idade da pwCF e a doença pulmonar progridem2. Este processo é classicamente entendido como decorrente de uma cascata que começa com a falta de secreção de cloreto mediada por CFTR, levando à resultante hiperviscosidade do muco, falha da escada rolante mucociliar e formação de biofilme, culminando na falta de imunidade esterilizante no pulmão1.

Este modelo foi um tanto desafiado pela experiência do mundo real de pwCF que estão em terapia moduladora de CFTR altamente eficaz. Para aqueles com pelo menos uma cópia da mutação CFTR mais comum, uma deleção na fenilalanina na posição 508 (F508del), os moduladores podem restaurar a função CFTR para níveis próximos daqueles em pessoas sem mutações CFTR3,4. Embora os moduladores possam causar uma melhoria robusta na função pulmonar, na depuração pulmonar e na diminuição da produção de expectoração e da quantidade bacteriana, a colonização bacteriana infelizmente permaneceu na maioria dos indivíduos e tem o potencial de conduzir a uma maior progressão da doença pulmonar5,6,7. Isto destacou a necessidade de compreender se pode haver defeitos imunológicos intrínsecos na FC8,9,10,11,12. Os macrófagos servem como guardiões do sistema imunitário no pulmão e a investigação da sua resposta aos moduladores da CFTR é, portanto, crítica para uma compreensão mais ampla da imunidade pulmonar da FQ13.

Investigações anteriores sobre monócitos séricos de pwCF analisaram seus perfis antes e depois do início da terapia moduladora altamente eficaz, tanto naqueles com mutações de ativação que começaram com ivacaftor quanto naqueles com mutações F508del começando com elexacaftor/tezacaftor/ivacaftor (ETI) terapia de combinação tripla6,14,15,16,17. Estes estudos demonstraram diminuições na produção de citocinas inflamatórias pelos monócitos da FC, no entanto, não conseguem diferenciar entre os efeitos diretos dos moduladores nos monócitos e os efeitos indiretos secundários à melhoria da função mucociliar e à diminuição da carga bacteriana. Foi demonstrado que o corretor CFTR de geração anterior, lumacaftor, melhora a fagocitose e a morte de macrófagos da FC, enquanto o potencializador CFTR ivacaftor diminuiu a secreção de citocinas inflamatórias . Uma publicação mais recente mostrou efeitos dos moduladores triplos de CFTR de última geração in vitro em macrófagos derivados de monócitos (MDM) isolados . Eles descobriram que, embora a ETI tenha aumentado a depuração bacteriana pelo CF MDM, ela não teve impacto na secreção de citocinas em resposta à infecção pelo complexo Burkholderia cepacia. Nós investigamos os efeitos do ETI versus a combinação de geração mais antiga tezacaftor / ivacaftor (TI) na captação direta de Pa pelo MDM com FC e não-FC, bem como os efeitos dos moduladores no metabolismo do MDM e na produção de citocinas. Nossos resultados apoiam um modelo em que a ETI ativa macrófagos e aumenta a depuração bacteriana, em vez de deslocá-los para um fenótipo menos inflamatório, como visto em combinações moduladoras anteriores.