Đại thực bào phế nang (AM) là các tế bào miễn dịch bẩm sinh có trong phế nang, bảo vệ đường hô hấp dưới khỏi các tác nhân gây bệnh xâm nhập. Một nghiên cứu mới được công bố trên PNAS báo cáo về những thay đổi trong chức năng AM sau khi tiếp xúc với thuốc lá điện tử có hương vị quả mọng, dẫn đến phản ứng miễn dịch kém với các tác nhân gây bệnh và làm giảm khả năng sống sót của vật chủ.

AM là gì?

Phổi bao gồm các túi khí có thành mỏng gọi là phế nang. Trao đổi khí diễn ra giữa không khí phế nang và mao mạch bên trong các lớp mô kẽ mỏng, dày vài micromet.

Đặc điểm tế bào miễn dịch bẩm sinh của phổi bao gồm các tế bào điều chỉnh phản ứng miễn dịch với các tác nhân gây bệnh như Pseudomonas aeruginosa, cuối cùng sẽ tạo ra các cytokine gây viêm để ngăn ngừa tình trạng viêm phổi phá hủy. Thông thường, các vi khuẩn này được phát hiện, thực bào và loại bỏ bởi AM. Tuy nhiên, chức năng AM bị suy yếu có thể dẫn đến tình trạng vi khuẩn xâm nhập với bạch cầu trung tính phản ứng, làm tăng nguy cơ mắc bệnh nghiêm trọng và tử vong ở những người bị suy giảm miễn dịch hoặc mắc bệnh mãn tính.

Để ngăn ngừa sự xâm nhập của tác nhân gây bệnh, AM có thể đẩy tế bào chất của chúng vào các lỗ khít hẹp giữa các phế nang của Kohn, nơi chúng có thể di chuyển xung quanh mỗi không gian phế nang. Hoạt động này phụ thuộc vào hoạt động của protein kiểm soát phân chia tế bào 42 (CDC42), đóng vai trò trung gian cho quá trình trùng hợp của protein co actin có liên quan đến việc ép nhân AM lớn qua các lỗ mở hẹp.

Hút thuốc lá điện tử ảnh hưởng đến AMS như thế nào?

Thuốc lá điện tử bao gồm một chất lỏng chứa propylene glycol (PG) và glycerin thực vật (VG) với nicotine và các hương vị khác. Khi được đun nóng, chất lỏng này tạo ra nhiều loại khí dung khác nhau mà người dùng hít vào, do đó làm tăng nguy cơ tiếp xúc với các hóa chất độc hại.

Hương vị trái cây và kẹo thường được đưa vào thuốc lá điện tử, điều này đã dẫn đến sự hấp dẫn rộng rãi của chúng đối với những người dùng trẻ tuổi, đặc biệt là những người từ 13 đến 18 tuổi. Gần đây, nhiều thanh thiếu niên hút thuốc lá điện tử đã nhanh chóng bị tổn thương phổi, thường trong vòng vài tháng, tương đương với tổn thương do thuốc lá gây ra thường phát sinh sau nhiều năm.

Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra xem hơi thuốc lá điện tử có hương vị quả mọng (BFEV) hít vào ảnh hưởng như thế nào đến hành vi AM. Chuyển động AM được theo dõi bằng PKH26, một loại thuốc nhuộm màng nhuộm cho các tế bào thực bào.

Trong hai nhóm, chuột được tiếp xúc với BFE hàng ngày trong ba hoặc mười ngày. Một nhóm đối chứng thứ ba được tiếp xúc với không khí trong phòng.

Chuyển động AM bị suy yếu khi tiếp xúc

Hành vi AM thay đổi đáng kể giữa những con chuột tiếp xúc với BFE và nhóm đối chứng nhưng không thay đổi giữa nhóm tiếp xúc trong ba và mười ngày. Những con AM tiếp xúc biểu hiện RhoGTPase và CDC42 thấp hơn đáng kể, do đó cho thấy chuyển động bị thay đổi.

Các AM tiếp xúc di chuyển quãng đường trung bình nhỏ hơn trong một giờ so với các đối chứng có đường đi của tế bào ngắn hơn. Ít AM tiếp xúc di chuyển hơn 40 μm với tốc độ trung bình thấp hơn.

Lực ép AM giảm xuống còn 9%, trong khi hành vi thăm dò tăng lên 75%. Chiều dài đầu dò tăng lên cũng được quan sát thấy, điều này cho thấy sự di chuyển giữa các phế nang giảm ở những con chuột tiếp xúc. Hành vi tuần tra giảm từ 33% xuống 21% sau khi tiếp xúc.

Những quan sát này không được quy cho khả năng sống sót của AM giảm, apoptosis hoặc những thay đổi cytokine, bao gồm interleukin (IL)-1β và yếu tố hoại tử khối u-alpha (TNF-α), điều này sẽ gợi ý về pyroptosis hoặc necroptosis. Những thay đổi AM không phụ thuộc vào Integrin đã được quan sát thấy.

Giảm khả năng thanh thải mầm bệnh

Sự dịch chuyển chuyển động làm giảm chemotaxis nhưng không làm giảm hoạt động thực bào, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng thanh thải P. aeruginosa hít phải qua AM. Thay vào đó, AM chuyển sang tuần tra mù để đáp ứng với sự gia tăng hoạt động integrin do nhiễm trùng gây ra.

Việc không thể che giấu vi khuẩn đã tạo điều kiện cho việc giải phóng cytokine, tình trạng viêm và sự tuyển dụng bạch cầu trung tính. Những con chuột bị nhiễm bệnh tiếp xúc đã giảm cân và mất nhiều thời gian hơn để trở lại cân nặng ban đầu, với tỷ lệ tử vong tăng nhẹ so với nhóm đối chứng bị nhiễm bệnh tiếp xúc với không khí hoặc thuốc lá điện tử không có hương vị.

Các tác động bất lợi của việc tiếp xúc với BFE đối với chức năng AM được phản ánh trong tình trạng tăng độ đục của dịch rửa phế nang (BALF) và chất hoạt động bề mặt A sau khi tiếp xúc.

Thiếu hoạt hóa AM

Mức cytokine và chemokine trong BALF không thay đổi đáng kể sau khi tiếp xúc với BFE, điều này phản ánh AM không hoạt động. Việc thu hồi giảm từ BALF là do mất khả năng ép chứ không phải do độ dính của AM hoạt hóa, điều này làm tăng khả năng bị mắc kẹt trong phế nang.

Cân bằng nội môi AM bị ảnh hưởng do phơi nhiễm BFEV mặc dù cấu hình chống viêm và chống viêm hỗn hợp thay thế sự chuyển đổi cổ điển giữa kiểu hình ủng hộ và chống viêm.

Bộ khung tế bào AM và những thay đổi về actin

BFEV, thay vì hơi thuốc lá điện tử không mùi, tạo ra những thay đổi hai chiều đáng kể ở nhiều protein AM so với khói thuốc lá điện tử không mùi. Những thay đổi về chuyển hóa và tích tụ lipid thường được quan sát thấy sau tất cả các lần tiếp xúc với hơi thuốc lá điện tử.

Tuy nhiên, hương vị quả mọng ảnh hưởng đến những thay đổi về vị trí và cường độ của actin. Tiếp xúc với BFEV cũng làm giảm mức CDC42, một loại protein tạo điều kiện cho quá trình trùng hợp actin ở vùng quanh nhân để di chuyển tế bào.

Tương tự như nicotine, mô phỏng ghép nối đã xác định được một số hợp chất trong BFEV có ái lực với vị trí liên kết ức chế CDC42 dị lập. Tuy nhiên, không có hợp chất nào trong số này, bao gồm cả menthol, làm thay đổi hoạt động của AM ở mức độ tương tự như chất lỏng vape có hương vị quả mọng.

Một số hợp chất thơm trong chất lỏng vape có hương vị quả mọng có tác dụng ức chế cộng gộp với nhau và nicotine, do đó làm giảm hoạt động của CDC42.

Sự phong tỏa Integrin làm giảm khả năng tuần tra AM nhưng không làm giảm sự biến dạng hoặc thay đổi hành vi. So sánh, tất cả các thay đổi AM và BALF đều được phản ánh bằng cách phơi bày AM đường thở với chất ức chế CDC42 chức năng, ML 141, do đó chỉ ra cơ chế hoạt động của BFEV.

Tuy nhiên, BFEV, chứ không phải ML 141, dẫn đến giảm biểu hiện CDC42 và thay đổi kích thước, điều này cho thấy tác dụng này phát sinh do sửa đổi sau dịch mã của protein, dẫn đến mất chức năng.

CDC42 trong các tế bào này không hoạt động, như được chứng minh bằng protein tế bào chất phân tán đều. Điều này tương đương với mức protein tế bào chất tập trung tại một điểm duy nhất gần màng huyết tương có trong các đối chứng, phản ánh CDC42 đã hoạt hóa.

Nguồn: News medical life sciences|By Dr. Liji Thomas, MD|Reviewed by Benedette Cuffari, M.Sc.| Nov 7 2024

Đường dẫn: Xem tại đây