Rabski Alergia M, Astma Fal AM. Immunologia Rola makrofagów 2008, 13(1): p³ucnych 23-31 w inicjacji i regulacji procesów zapalnych w przewlek³ej... 23 Rola makrofagów p³ucnych w inicjacji i regulacji procesów zapalnych w przewlek³ej obturacyjnej chorobie p³uc i astmie oskrzelowej Role of the alveolar macrophages in initiation and regulation of the inflammatory processes in chronic obstructive pulmonary disease and bronchial asthma MAREK RABSKI 1/, ANDRZEJ M. FAL 1,2/ 1/ Katedra i Klinika Chorób Wewnêtrznych i Alergologii Akademia Medyczna we Wroc³awiu 2/ Katedra Zdrowia Publicznego, Akademia Medyczna we Wroc³awiu Streszczenie Makrofagi s¹ jednymi z najbardziej wszechstronnych komórek uk³adu immunologicznego. S¹ zdolne do fagocytozy i prezentacji antygenów limfocytom T, produkuj¹ rozliczne cytokiny i chemokiny dziêki czemu maj¹ istotny wp³yw na przebieg reakcji zapalnej. Pod wp³ywem bodÿca stymuluj¹cego dochodzi do uruchomienia kaskady sygna³owej prowadz¹cej do aktywacji makrofaga która przebiega odmiennie w obecnoœci cytokin wydzielanych przez limfocyty Th1 i Th2. U pacjentów z POChP stwierdzono zwiêkszony odsetek makrofagów w drogach oddechowych i miejscach destrukcji tkanki p³ucnej, obserwowano równie korelacjê pomiêdzy tym odsetkiem, a ciê koœci¹ choroby. Stwierdzono, e pod wp³ywem dymu tytoniowego zwiêksza siê uwalnianie przez makrofagi pêcherzykowe cytokin prozapalnych, takich jak TNF á, dochodzi równie do stymulacji wielopodjednostkowej oksydazy NADPH produkuj¹cej aktywne zwi¹zki tlenowe, co w obu przypadkach prowadzi do aktywacji czynników transkrypcyjnych NFêB i AP-1, które z kolei stymuluj¹ transkrypcje genów cytokin prozapalnych. Zaobserwowano równie zwiêkszone wydzielanie metaloproteinaz i innych enzymów proteolitycznych, zmniejszaj¹ siê natomiast zdolnoœci makrofagów do fagocytozy komórek ulegaj¹cych apoptozie. Wed³ug hipotezy higienicznej, ekspozycja na antygeny bakteryjne we wczesnych okresach ycia powoduje przewagê odpowiedzi immunologicznej zale nej od limfocytów Th1, chroni¹c tym samym przed rozwiniêciem siê astmy. Istnieje coraz wiêcej doniesieñ mówi¹cych, e stymulacja makrofagów pêcherzykowych u astmatyków za pomoc¹ cz¹stek o strukturze molekularnej podobnej do bia³ek bakteryjnych powoduje zahamowanie Th2 zale nej odpowiedzi immunologicznej na korzyœæ procesów Th1 zale nych. Zaanga owanie makrofagów p³ucnych w rozwój i regulacjê procesów zapalnych pacjentów z chorobami obturacyjnymi p³uc sprawia, e s¹ one uwa ane za obiecuj¹cy cel nowych metod leczniczych. Summary Macrophages are one of the most abundant cells of the immunologic system. They have ability to phagocyte, and present antigens to lymphocytes T, as well as to produce various proinflammatory cytokines and chemokines, what makes them important regulators of the inflammatory process. Various stimuli can activate signal transducting cascade leading to macrophage activation which results in diffrent cell function, depending on the Th1 or Th2 lymphocytes cytokines presence. It has been shown, that compared to healthy adults, in COPD patients percentage of airways macrophages is increased, especially in places of alveolar wall destruction in patients with emphysema, and it correlates positively with the disease severity. Many studies proved, that cigarette smoke induces secretion of proinflammatory cytokines e.g. TNF á, and also stimulates multicomponent NADPH oxydase which generates superoxide anions. Both mechanisms results in activation of the transcriptive factors NFêB i AP-1 which, in turn, switch on multiple proinflammatory genes. Increase in production of metalloproteinases and other proteolytic enzymes has also been observed. On the other hand, ability of macrophages to phagocytose apoptotic cells is impaired. According to the hygiene hypothesis, exposure early in life to the bacterial antigenes shifts immune system towards the Th1 lymphocyte response, thus protects individual from development of asthma. There are increasing evidence, that stimulating of macrophages with pathogen associated molecular patterns (PAMP s) leads to inhibition of Th2 depended immune response and revert it to Th1-type response. Involving of macrophages in development and regulation of inflammatory processes in patients with obstructive airways diseases, makes them a promising target of modern therapies. Keywords: asthma, COPD, macrophages, inflammation S³owa kluczowe: astma, POChP, makrofagi, proces zapalny Alergia Astma Immunologia 2008, 13(1): 23-31 www.alergia-astma-immunologia.eu Nades³ano: 22.06.2007 Zakwalifikowano do druku: 08.11.2007 Adres do korespondencji / Address for correspondence Andrzej M. Fal Klinika Chorób Wewnêtrznych i Alergologii ul. Traugutta 57/59, 50-417 Wroc³aw tel. (71) 733 24 00, fax: (71) 733 24 21, e-mail: amfal@pro.onet.pl

24 Alergia Astma Immunologia 2008, 13(1): 23-31 Pochodzenie i funkcja makrofagów Makrofagi pêcherzykowe s¹ jednymi z g³ównych komórek efektorowych uk³adu immunologicznego w zdrowych p³ucach. Stanowi¹, wraz z komórkami nab³onkowymi, pierwsz¹ liniê komórek maj¹cych kontakt z wziewnymi patogenami i alergenami. Ich zdolnoœæ do fagocytozy, a nastêpnie prezentowania antygenów limfocytom T, w po³¹czeniu ze zdolnoœci¹ do produkcji cytokin i chemokin sprawia, e s¹ istotnymi komórkami wp³ywaj¹cymi na przebieg reakcji zapalnej. Makrofagi odgrywaj¹ kluczow¹ rolê w przewlek³ej obturacyjnej chorobie p³uc, wydzielaj¹c cytokiny prozapalne, chemokiny, toksyczne zwi¹zki tlenowe i azotowe oraz enzymy proteolityczne odpowiadaj¹ za rozwój i przebieg reakcji zapalnej. Rola makrofagów pêcherzykowych w astmie oskrzelowej jest do tej pory ma³o poznana. Ostatnie badania pokazuj¹ jednak, e makrofagi mog¹ odgrywaæ istotn¹ rolê w modulacji odpowiedzi immunologicznej i jej polaryzacji w kierunku Th1 lub Th2, stanowi¹c tym samym potencjalny punkt uchwytu dla opracowania nowych metod terapii. Makrofagi powstaj¹ w szpiku kostnym z komórek pnia, kolejnymi stadiami rozwoju s¹: monoblast, promonocyt, monocyt. Proces dojrzewania trwa ok. 2-3 dni i jest stymulowany przez interleukinê-3 (IL-3) i czynnik stymuluj¹cy kolonie makrofagów oraz granulocytów i makrofagów (M-CSF i GM-CSF). Ocenia siê, e dziennie do krwi dostaje siê ze szpiku ok. 5x10 9 monocytów. Po ok. 10-18 h w kr¹ eniu, monocyty przechodz¹ do przestrzeni pozanaczyniowej i dalej do tkanek, gdzie pod wp³ywem lokalnego mikroœrodowiska tkankowego ró nicuj¹ siê specyficznie dla danej tkanki w heterogenne komórki, np. komórki Kuppfera w w¹trobie czy makrofagi pêcherzykowe w p³ucach. Okres prze ycia makrofagów osiad³ych w tkankach mo e wynosiæ kilka lat. Maj¹ one zdolnoœæ do proliferacji, podtrzymuj¹c w ten sposób tkankow¹ pulê komórek w warunkach homeostazy [1]. Makrofagi pierwotnie by³y uznawane za komórki zdolne do nieswoistej fagocytozy, bez udzia³u przeciwcia³ czy sk³adowych dope³niacza. Poprzez odpowiednie receptory potrafi¹ rozpoznaæ okreœlone struktury w œcianie mikroorganizmów lub te czynniki op³aszczaj¹ce te mikroorganizmy, np. bia³ko C-reaktywne, bia³ko wi¹ ¹ce mannozê obecn¹ na bakteriach i grzybach czy bia³ko wi¹ ¹ce lipopolisacharyd (LPS). S¹ one rozpoznawane przez znajduj¹ce siê na powierzchni makrofaga receptory, miêdzy innymi integryny, receptory scavenger (SR), receptory mannozowe i Toll-like receptory (TLR s) [2]. Spoœród receptorów dla sk³adowych dope³niacza najwiêksze znaczenie w fagocytozie maj¹ CR1 i CR3. Mikroorganizmy op³aszczone przeciwcia³ami s¹ rozpoznawane za poœrednictwem receptorów dla fragmentów Fc przeciwcia³. Zidentyfikowano trzy typy i kilka podtypów receptora FcgR wi¹ ¹cego IgG. Na powierzchni makrofagów obecny tak e jest receptor dla fragmentu Fc przeciwcia³ klasy IgE FceRII (CD23). Ma on niskie powinowactwo do przeciwcia³ klasy IgE, przypuszcza siê, e bierze udzia³ w regulacji produkcji cytokin [3]. Co ciekawe, u osób chorych na astmê oskrzelow¹, w porównaniu z osobami zdrowymi, znacznie wzrasta odsetek makrofagów pêcherzykowych posiadaj¹cych na powierzchni ten receptor [4]. Najwa niejsz¹ funkcj¹ makrofagów w procesach odpornoœci swoistej jest ich zdolnoœæ do obróbki i prezentacji antygenów limfocytom T CD4 +, które oddzia³uj¹ z makrofagiem za poœrednictwem receptora TCR [5]. W mo - liwej odpowiedzi limfocytów Th odgrywaj¹ rolê dwa zestawy cytokin. W obecnoœci IL-12 i IL-18 (produkowanych m.in. przez aktywowane makrofagi i komórki dendrytyczne) dominuje odpowiedÿ komórek Th1 [6], podczas gdy w obecnoœci IL-4 i IL13 przewagê ma odpowiedÿ Th2 [7,8]. Aktywowane limfocyty Th1 wydzielaj¹ IFNg który z kolei pobudza makrofagi i powoduje zwiêkszenie ekspresji MHCII (antygenami zgodnoœci tkankowej klasy II) na ich powierzchni. Makrofagi s¹ równie odpowiedzialne za fagocytozê komórek ulegaj¹cych apoptozie. Nie prowadzi to do dalszej ich aktywacji, powoduje natomiast produkcjê substancji dezaktywuj¹cych makrofaga [9]. Zaliczyæ do nich mo na transformuj¹cy czynnik wzrostu TGF-b, IL-10 i prostacykliny cyklopentenowe (cypgs) [10,11]. Priming i aktywacja Wiêkszoœæ monocytów z krwi obwodowej, a tak e makrofagów powstaj¹cych w proliferacji tkankowej, ulega apoptozie. Jeœli komórki te jednak otrzymaj¹ sygna³ warunkuj¹cy prze ycie, ró nicuj¹ siê i mog¹ ulec aktywacji. Aktywacjê poprzedza zjawisko okreœlane jako priming. Polega ono na przygotowaniu komórki przez czynnik inicjuj¹cy, poprzez zmianê lub modyfikacjê jej odpowiedzi w trakcie kolejnych stymulacji [12]. W stanie wzbudzenia komórka potrafi zareagowaæ na bodÿce podprogowe, a w przypadku bodÿców nadprogowych reakcja mo e byæ znacznie nasilona. Komórka, która uleg³a primingowi, nie ma jednak zdolnoœci do produkcji cytokin prozapalnych oraz toksycznych zwi¹zków tlenowych i azotowych. Najistotniejszym stymulantem makrofagów jest IFNg. Homodimerowa cz¹steczka IFNg po zwi¹zaniu z dwoma receptorami IFNgR, powoduje przekazanie sygna³u za poœrednictwem kinaz JAK1 i JAK2 oraz bia³ka STAT1a (signal transducer and activator of transcription-1a), które ulega fosforylacji i formuje homodimerow¹ cz¹steczkê GAF (gamma-interferon activation factor). GAF przenika do j¹dra komórkowego gdzie inicjuje transkrypcjê genów [13]. W obecnoœci limfocytów Th1 b¹dÿ wydzielanych przez nie cytokin makrofag ulega aktywacji do komórki efektorowej o wzmo onych mo liwoœciach fagocytozy i zwalczania mikroorganizmów wewn¹trzkomórkowych, takich jak np. Mycobacterium tuberculosis. Najistotniejszym czynnikiem aktywuj¹cym wydaje siê, oprócz LPS i peptydoglikanów, IFNg. Poza opisanym

Rabski M, Fal AM. Rola makrofagów p³ucnych w inicjacji i regulacji procesów zapalnych w przewlek³ej... 25 powy ej primingiem, dzia³anie interferonu gamma na makrofagi powoduje indukcjê transkrypcji szeregu substanacji okreœlanych jako interferonowe czynniki regulacyjne (IRF-1 do IRF-9) [14]. W wiêkszoœci przypadków dzia³anie aktywizuj¹ce makrofagi wywierane przez IFNg jest synergistycznie z dzia³aniem czynnika martwicy nowotworów (TNF). TNF przekazuje sygna³ do komórki za poœrednictwem swoich receptorów TNF-R1 i TNF-R2. Zwi¹zanie ligandu przez receptor TNF-R1 powoduje uwolnienie do cytoplazmy bia³ka SODD (silencer of death domain) [15], które z kolei mo e siê zwi¹zaæ z kilkoma bia³kami adaptatorowymi, TRADD (TNR receptor associated death domain), RIP (receptor interacting protein), TRAF2 (TNF-R associated factor 2) i FADD (Fas associated death domain) [16,17]. W zale noœci od tego, z jakimi enzymami zwi¹ ¹ siê te bia³ka, komórka mo e wejœæ na jeden z trzech szlaków sygna³owych: a) zale na od FADD aktywacja kaspazy-8 prowadz¹ca do apoptozy komórki [18], b) zale na od TRAP2 aktywacja kinazy JNK i c) zale na od RIP aktywacja czynnika j¹drowego kb (NFkB), która nie dopuszcza do apoptozy i promuje produkcjê cytokin pozapalnych [19]. Na aktywacjê makrofaga ma tak e wp³yw IL-1b. Zwi¹zanie ligandu przez receptor IL-1R1 aktywuje MAPK-AP-1 (mitogen activated protein kinaze) oraz kinazê I-kB, a tak e kinazê zwi¹zan¹ z receptorem interleukiny-1 (IRAK) oraz TRAF6 [20]. GM-CSF poprzez swój receptor GM-CSFR równie aktywuje œcie kê MAPK-AP-1 i JAK2-STAT5 [21]. W obecnoœci limfocytów Th2 makrofag ulega aktywacji, staj¹c siê komórk¹ zdoln¹ do zwalczania paso ytów i innych patogenów pozakomórkowych [22]. Alternatywna aktywacja odbywa siê w obecnoœci IL-4 i IL-13, które pobudzaj¹ produkcjê MDC (macrophage derived chemokine) oraz TARC (thymus and activation regulated chemokine). Zwiêksza siê tak e ekspresja receptora mannozylowego i MHC klasy II nasilaj¹c endocytozê antygenów i ich póÿniejsz¹ prezentacjê. W aktywowanych makrofagach stwierdzono mniejsz¹ produkcjê reaktywnych zwi¹zków tlenowych, znacz¹co mniejsze jest równie wydzielanie cytokin prozapalnych. Makrofagi aktywowane w alternatywny sposób maja tendencjê do ulegania fuzji oraz formowania ziarniniaków [23]. Ze wzglêdu na ró ne mechanizmy pobudzenia rola makrofagów w przewlek³ej obturacyjnej chorobie p³uc(pochp) i astmie jest zasadniczo odmienna. Makrofagi w przewlek³ej obturacyjnej chorobie p³uc (POChP) Stwierdzono znacz¹cy wzrost iloœci makrofagów w drogach oddechowych, mi¹ szu p³ucnym, p³ynie pop³uczyn oskrzelikowo-pêcherzykowych (BALF) oraz plwocinie chorych na POChP. U chorych z rozedm¹ wykazano œrednio 25 razy wiêcej makrofagów w tkance p³uc i drogach oddechowych ni u zdrowych palaczy papierosów o podobnej liczbie paczkolat [24]. U pacjentów z rozedm¹ p³uc stwierdzono obecnoœæ makrofagów w miejscach powstawania uszkodzeñ œciany pêcherzyków p³ucnych [25]. Wykazano równie zwi¹zek pomiêdzy liczb¹ makrofagów w drogach oddechowych a ciê koœci¹ POChP [26]. Zwiêkszony odsetek makrofagów w drogach oddechowych u palaczy i pacjentów z POChP mo na t³umaczyæ zwiêkszonym nap³ywem monocytów z kr¹ enia w odpowiedzi na uwalnianie specyficznych cytokin o dzia- ³aniu chemotaktycznym. W istocie stwierdzono podwy - szone stê enie MCP-1 w plwocinie i BALF pacjentów z przewlek³¹ obturacyjn¹ chorob¹ p³uc [27]. Silnym chemoatraktantem dla monocytów s¹ równie chemokiny CXC oddzia³uj¹ce przez receptor CXCR2 [28]. Zwiêkszona liczba makrofagów w POChP mo e byæ równie wynikiem wiêkszej proliferacji i wyd³u onego prze ycia tych komórek w tkance p³ucnej. Tomita i wsp. zaobserwowali zwiêkszon¹ proliferacjê makrofagów, mierzon¹ za pomoc¹ komórkowego proliferacyjnego antygenu j¹drowego (PCNA), u palaczy papierosów w porównaniu z makrofagami niepal¹cych astmatyków [29]. W cytoplazmie makrofagów palaczy papierosów stwierdzono zwiêkszon¹ ekspresjê bia³ka o w³aœciwoœciach anty-apoptotycznych Bcl-X L oraz p21 CIP/WAF1 [29]. Z drugiej strony makrofagi wystawione na dzia³anie dymu papierosowego in vitro ulega³y apoptozie pod wp³ywem stresu oksydacyjnego [30], co mo e sugerowaæ, e krótka i przewlek³a ekspozycja na dym papierosowy w ró ny sposób wp³ywaj¹ na prze ycie makrofagów pêcherzykowych. Na podstawie ró nic w budowie i miejscu wystêpowania w tkance p³ucnej rozró nia siê dwie subpopulacje makrofagów p³ucnych. Makrofagi œródmi¹ szowe stanowi¹ ok. po³owy ca³ej populacji makrofagów p³ucnych i znajduj¹ siê w œcianach pêcherzyków p³ucnych i dróg oddechowych, dziêki czemu mog¹ wywieraæ istotny wp³yw na bia³ka macierzy pozakomórkowej p³uc. Makrofagi pêcherzykowe wystêpuj¹ w œwietle dróg oddechowych, gdzie maj¹ mo liwoœæ interakcji z wdychanymi cz¹stkami i patogenami. Pojawia siê coraz wiêcej dowodów na to, e obie subpopulacje ró ni¹ siê istotnie w zakresie swoich funkcji i maj¹ istotny wp³yw na odpowiedÿ immunologiczn¹ i proces zapalny tocz¹cy siê w p³ucach. Makrofagi pêcherzykowe wydzielaj¹ wiêcej cytokin prozapalnych, wykazuj¹ zwiêkszon¹ chemotaksjê, cytotoksycznoœæ i zdolnoœæ do fagocytozy, a tak e zdolnoœæ do uwalniania reaktywnych zwi¹zków tlenowych i azotowych w porównaniu z makrofagami œródmi¹ szowymi [31]. Z kolei te ostatnie wykazuj¹ zwiêkszon¹ ekspresjê receptora C3 i moleku³y adhezyjnej ICAM-1, oraz antygenu Ia na swojej powierzchni. Wydzielaj¹ równie wiêcej IL-1 i IL-6, co mo e œwiadczyæ o specjalizacji w odpowiedzi immunologicznej i immunoregulacji, wykazuj¹ równie wiêksz¹ zdolnoœæ do proliferacji ni makrofagi pêcherzykowe [32].

26 Alergia Astma Immunologia 2008, 13(1): 23-31 Komórki dendrytyczne s¹ wyspecjalizowan¹ form¹ makrofagów i odgrywaj¹ kluczow¹ rolê w mechanizmach swoistej i nieswoistej odpowiedzi immunologicznej, aktywuj¹c inne komórki bior¹ce udzia³ w stanie zapalnym, w tym limfocyty B i T, makrofagi i neutrofile. Stwierdzono zwiêkszon¹ iloœæ komórek dendrytycznych w œcianach dróg oddechowych palaczy [33]. Rola komórek dendrytycznych w werbowaniu innych komórek efektorowych w POChP wymaga jednak dalszych badañ. Makrofagi pêcherzykowe maj¹ zdolnoœæ do wydzielania szerokiego wachlarza mediatorów prozapalnych, w tym metabolitów kwasu arachidonowego, cytokin, chemokin, czynników wzrostu, reaktywnych zwi¹zków tlenowych i azotowych. Wykazano, e makrofagi pêcherzykowe uwalniaj¹ leukotrien B 4 i czynnik aktywuj¹cy p³ytki (PAF) [34], a tak e PGE2, której wytwarzanie zale ne jest od cyklooksygenazy-2 (COX-2). Stwierdzono zwiêkszon¹ ekspresjê COX-2 w makrofagach pacjentów z POChP w porównaniu z komórkami zdrowych osób [35]. Jedn¹ z lepiej poznanych chemokin jest IL-8, która jest uwalniana przez makrofagi pêcherzykowe w odpowiedzi na szereg bodÿców, w tym dym papierosowy, edotoksynê i IL-1b. Czynnikiem takim, jest równie hipoksja, co mo e byæ szczególnie istotne w patogenezie ciê kich zaostrzeñ POChP [36]. Culpitt i wsp. wykazali, e makrofagi chorych na POChP wydzielaj¹ wiêksze iloœci IL-8 ni komórki zdrowych palaczy i niepal¹cych, zarówno wyjœciowo, jak i po stymulacji IL-1b i dymem papierosowym [37]. Kolejnymi chemokinami uwalnianymi przez makrofagi pêcherzykowe s¹ IP-10 (CXCL10), I-TAC (CXCL11) i Mig (CXCL9) [38]. S¹ one chemoatraktantami dla limfocytów CD8 + Tc1, na które oddzia³uj¹ poprzez receptor CXCR3 [39]. Uwalniany przez nap³ywaj¹ce do p³uc limfocyty T IFNg wp³ywa na dalsze uwalnianie chemokin, co prowadzi do przewlek³ego procesu zapalnego. Makrofagi pêcherzykowe pod wp³ywem bodÿców zapalnych, m.in. dymu papierosowego, uwalniaj¹ TNFa, przyczyniaj¹c siê w ten sposób do podwy szonego stê enia tej cytokiny w plwocinie chorych na POChP [40]. Makrofagi wydzielaj¹ tak e GM-CSF, jednak w przeciwieñstwie do TNFa, jego stê enie nie zwiêksza siê POChP. Interleukina-10 jest siln¹ cytokin¹ przeciwzapaln¹ wydzielan¹ przez makrofagi pêcherzykowe w odpowiedzi na czynniki zapalne. Wydzielanie IL-10 jest znacz¹co mniejsze u pacjentów z astm¹ oskrzelow¹ w porównaniu z ludÿmi zdrowymi [41], równie mniejsze stê enia IL-10 stwierdzono w plwocinie pacjentów z POChP [42], mo na przypuszczaæ, e w obu chorobach za to zjawisko odpowiadaæ mo e ten sam mechanizm. Makrofagi pêcherzykowe u ludzi wydzielaj¹ transformuj¹cy czynnik wzrostu-b1 (TGF-b1) i TGF-b3. U chorych na POChP makrofagi dróg oddechowych wydzielaj¹ wiêcej TGF-b ni u astmatyków i ludzi zdrowych [43], co mo e mieæ zwi¹zek z w³óknieniem drobnych oskrzeli [44]. W makrofagach pêcherzykowych produkowany jest równie TGF-a [45], g³ówny, endogenny aktywator receptorów dla epidermalnego czynnika wzrostu (EGF) odgrywaj¹cego kluczow¹ rolê w regulacji wydzielania œluzu w odpowiedzi na liczne bodÿce, w tym dym papierosowy [46]. Miêdzy innymi dym papierosowy powoduje aktywacjê wielopodjednostkowej oksydazy NADPH w b³onie komórkowej makrofagów, która produkuje aniony nadtlenkowe (O - 2 ) nastêpnie konwertowane przez dysmutazê ponadtlenkow¹ do nadtlenku wodoru [47]. Wytwarzanie reaktywnych zwi¹zków tlenowych jest istotn¹ sk³adow¹ mechanizmów zabijania mikroorganizmów przez makrofagi, odgrywa tak e wa n¹ rolê w aktywacji œcie - ki sygna³owej kinazy MAP i transkrypcji NFkB i AP-1, które stymuluj¹ transkrypcjê wielu genów pozapalnych [48]. Zaburzenie równowagi pomiêdzy wytwarzaniem reaktywnych zwi¹zków tlenowych i endogennych substancji antyoksydacyjnych, jakie ma miejsce w przewlek³ych chorobach zapalnych jest nazywane stresem oksydacyjnym. Wysokie stê enia markerów stresu oksydacyjnego 8-isoprostanu i etanu obserwowano w wydychanym powietrzu pacjentów z POChP, a tak e, choæ w znacznie mniejszym stopniu, u zdrowych palaczy tytoniu [49,50]. Postawiono hipotezê, e stres oksydacyjny i nadmierne wytwarzanie peroxynitratów oddzia³uje negatywnie na deacetylazê histonow¹-2 zwiêkszaj¹c transkrypcjê genów prozapalnych cytokin, co mo e byæ jednym z mechanizmów sterydoopornoœci w POChP[51,52]. Zwiêkszone ekspresja genów cytokin prozapalnych wydzielanych przez makrofagi pêcherzykowe jest wywo- ³ana przez czynniki transkrypcyjne takie jak NFkB i AP- 1. Stwierdzono podwy szone stê enie NFkB w j¹drach makrofagów pacjentów z POChP [53], zaobserwowano ponadto, e jego poziom dalej siê zwiêksza podczas zaostrzenia choroby [54]. J¹drowy czynnik êb odgrywa kluczowa rolê w ekspresji genów TNFa [55], IL-8, GRO-a, MCP-1 [48], GM-CSF [56], inos, a tak e proteaz, np. MMP-9 i cz¹steczek adhezyjnych np. ICAM-1. Stwierdzono, e makrofagi pêcherzykowe pacjentów z POChP wykazuj¹ wyjœciowo wiêksz¹ aktywnoœæ elastolityczn¹ ni komórki pacjentów zdrowych [57], a dalsza ekspozycja na dym papierosowy jeszcze t¹ aktywnoœæ nasila [58]. Komórki te maj¹ zdolnoœæ do wydzielania kilku enzymów litycznych, miêdzy innymi MMP-2, MMP-9, MMP-12 oraz katepsyny K, L i S [59]. Spoœród wydzielanych przez makrofagi elastaz najwa niejsza wydaje siê MMP-9, zwana tak e gelatynaz¹ B. Stwierdzono jej podwy szone stê enie w miejscach nacieków makrofagowych w uszkodzonych rozedmowo p³ucach [60]. Z kolei podwy szone stê enia MMP-12 obserwowano u myszy, u których powstawa³a rozedma p³uc po ekspozycji na dym tytoniowy [61]. Wright i wsp. wykazali, e wydzielane przez makrofagi metaloproteinazy, w szczególnoœci MMP-12, maj¹ udzia³ w remodelingu naczyñ p³ucnych u myszy, przyczyniaj¹c siê do powstania nadciœnienia

Rabski M, Fal AM. Rola makrofagów p³ucnych w inicjacji i regulacji procesów zapalnych w przewlek³ej... 27 p³ucnego, oraz e wydzielanie MMP-12 jest w du ym stopniu zale ne od TNFa [62]. Wykazano, e inhibitor proteaz cysteinowych E-64 znacz¹co zmniejsza aktywnoœæ elastolityczn¹ makrofagów pacjentów z POChP [59]. Jednak wydaje siê, e udzia³ tych enzymów w ca³kowitej aktywnoœci elastolitycznej makrofagów pêcherzykowych jest mniej istotny. Jedn¹ z funkcji makrofagów pêcherzykowych jest fagocytoza komórek ulegaj¹cych apoptozie. Wykazano, e w POChP upoœledzona jest fagocytoza apoptotycznych komórek nab³onka oddechowego [63]. Komórki ulegaj¹ce apoptozie s¹ rozpoznawane przez makrofagi poprzez specyficzny receptor dla fostatydyloseryny (PS). Elastaza neutrofilowa rozszczepia ten receptor upoœledzaj¹c zdolnoœæ makrofagów do usuwania apoptotycznych komórek z dróg oddechowych [64]. Wszechstronnoœæ makrofagów i ich zaanga owanie w proces zapalny w POChP sprawiaj¹, e s¹ one uwa ane za potencjalny cel nowych metod terapeutycznych. W badaniach in vitro wykazano, e kortykosteroidy ograniczaj¹ wydzielanie IL-8, TNFa i MMP-9 przez makrofagi zdrowych osób, s¹ jednak znacznie mniej skuteczne w przypadku makrofagów pacjentów z POChP. Przypuszcza siê, e odpowiada za to zmniejszona aktywnoœæ deacetylazy histonowej-2 na skutek stresu oksydacyjnego i tworzenia peroksynitratów [52]. Teofilina w ma³ych stê- eniach zwiêksza aktywnoœæ deacetylazy histonowej w makrofagach pêcherzykowych, a w badaniach in vitro czêœciowo znosi opornoœæ na kortykosteroidy wywo³an¹ stresem oksydacyjnym [65], co by t³umaczy³o obserwowane dzia³anie przeciwzapalne niewielkich dawek teofiliny u pacjentów z POChP [66]. W du ych dawkach teofilina wywiera efekt hamuj¹cy makrofagi pêcherzykowe poprzez hamowanie fosfodiesterazy [67]. Zestawianie powy szych daje podstawê racjonaln¹ ³¹cznego stosowania teofiliny i kortykosteroidów w terapii POChP. Wykazano obecnoœæ kilku inhibitorów fosfodiesterazy w makrofagach p³ucnych, m.in. PDE3, 4 i 7A [68]. Badania kliniczne z zastosowaniem inhibitora PDE4 cilomilastu wykaza³y, e zmniejsza on iloœæ makrofagów w drogach oddechowych pacjentów z POChP, prawdopodobnie poprzez ograniczanie ich rekrutacji [69]. Resveratrol, flawenoid wystêpuj¹cy w czerwonym winie, jest skutecznym inhibitorem wydzielania cytokin prozapalnych przez makrofagi pacjentów z POChP [70]. Mechanizm jego dzia³ania polega na hamowaniu czynników transkrypcyjnych NF-kB i AP-1 [71]. Makrofagi w astmie oskrzelowej Chocia, jak opisano powy ej, aktywacja makrofaga wi¹ e siê g³ównie z wydzielaniem prozapalnych cytokin i czynników chemotaktycznych dla innych komórek zapalnych, pojawia siê coraz wiêcej dowodów wskazuj¹cych na w³aœciwoœci przeciwzapalne makrofagów pêcherzykowych u pacjentów chorych na astmê oskrzelow¹ [72]. Wykazano, e usuniêcie makrofagów z dróg oddechowych uczulonych na wybrany antygen zwierz¹t prowadzi do wzrostu nadreaktywnoœci oskrzeli po kolejnej prowokacji tym antygenem [73], co sugerowa³oby rolê tych komórek w zapobieganiu powstawania nadreaktywnoœci oskrzeli. Wykorzystuj¹c dwa szczepy szczurów, podatny na rozwój alergii szczep Brown Norway i niepodatny na alergiê szczep Sprague Dawley, Carou i wsp. analizowali wp³yw makrofagów pêcherzykowych na rozwój nadreaktywnoœci i przebieg zapalenia alergicznego w drogach oddechowych [74]. Autorzy stwierdzili, e przeniesienie nieuczulonych makrofagów szczepu Spraque Dawley do tchawicy szczepu Brown Norway na 24 h przed kolejn¹ prowokacj¹ alergenem (w tym przypadku wykorzystano owalbumine OVA), zahamowa³o wczesn¹ reakcjê alergiczn¹ oraz skurcz oskrzeli w odpowiedzi na wziewny alergen. Z kolei przeniesienie uczulonych alergenem makrofagów do dróg oddechowych nieuczulonych zwierz¹t nie powodowa³o wyst¹pienia nadreaktywnoœci oskrzeli. Wskazuje to, e makrofagi mog¹ chroniæ uczulone zwierzêta przed rozwiniêciem zapalenia alergicznego, jednak same, nie przenosz¹ alergii, tak jak to zaobserwowano w modelach zwierzêcych w przypadku limfocytów T [75]. Analizuj¹c profil cytokin w BAL autorzy stwierdzili, e transfer nieuczulonych makrofagów do uczulonych zwierz¹t nie zmniejsza stê enia IL-10 i IL-13 ani wzrostu stê enia IL-12, powoduje natomiast zmniejszenie produkcji TNF, co koreluje z opisanymi wczeœniej w³aœciwoœciami ograniczaj¹cymi zapalenie alergiczne. W badaniu analizowano tak e wp³yw sensytyzacji alergenem na zdolnoœæ do fagocytozy. Stwierdzono, e podobnie jak u ludzi [76], uczulenie alergenem spowodowa- ³o zmniejszenie zdolnoœci makrofagów do fagocytozy. O ile nieznany jest bezpoœredni zwi¹zek pomiêdzy zdolnoœci¹ makrofagów do fagocytozy a wyst¹pieniem nadreaktywnoœci oskrzeli, o tyle upoœledzenie usuwania umieraj¹cych komórek z dróg oddechowych mo e przyczyniaæ siê do nasilenia reakcji zapalnej. Ponadto wykazano, e makrofagi fagocytuj¹ce apoptotyczne komórki nabywaj¹ zdolnoœci do dzia³ania ograniczaj¹cego reakcjê zapaln¹, jak to opisano powy ej [9]. Autorzy przyznaj¹, e w swoim eksperymencie nie analizowali bezpoœredniego oddzia³ywania komórka-komórka transferowanych makrofagów. Wiadomo, e na makrofagach astmatyków wystêpuj¹ w du ych iloœciach cz¹steczki kostymuluj¹ce np. B7 (CD80 i CD86) [77], co sugeruje, e makrofagi uczestnicz¹ w aktywacji limfocytów T. Byæ mo e nie uczulone makrofagi ograniczaj¹ aktywacjê limfocytów, co równie czêœciowo t³umaczy³oby uzyskane wyniki. W przeprowadzonych badaniach populacyjnych zaobserwowano korelacjê pomiêdzy wystêpowaniem astmy a œrodowiskowym nara eniem na niektóre rodzaje infekcji bakteryjnych, np. gruÿlicê[78]. Doprowadzi³o to do sformu³owania hipotezy higienicznej, wed³ug której

28 Alergia Astma Immunologia 2008, 13(1): 23-31 wczesna ekspozycja na antygeny bakteryjne powoduje pobudzanie reakcji immunologicznych zale nych od limfocytów Th1, a brak takiej ekspozycji mo e powodowaæ przesuniêcie równowagi immunologicznej w kierunku odpowiedzi limfocytów Th2 [79]. Pojawi³y siê równie koncepcje, e pobudzanie uk³adu odpornoœciowego za pomoc¹ antygenów bakteryjnych mo e byæ sposobem na zrównowa enie nadmiernej odpowiedzi immunologicznej limfocytów Th2 i stanowiæ alternatywn¹ koncepcjê terapeutyczn¹ w astmie. Cz¹stki, które mog³y by tu znaleÿæ zastosowanie, zosta³y okreœlone jako pochodz¹ce od patogenów wzorce molekularne (pathogen-associated molecular patterns PAMPs) i posiadaj¹ zdolnoœæ oddzia³ywania z receptorami nieswoistej odpowiedzi immunologicznej TLR(Toll-like receptors) [80]. Do PAMPs zaliczyæ mo na CpG niemetylowane oligonukleotydy DNA, flagellinê czy LPS bakterii gram-ujemnych. Interakcja tych cz¹stek z TLR prowadzi do uwalniania IL-12, która odgrywa kluczow¹ rolê w aktywacji limfocytów Th1. Badania przeprowadzone przez Edera i wsp. wykaza³y zwi¹zek pomiêdzy polimorfizmem genu TLR-2 [81] i TLR- 6 [82] a podatnoœci¹ na wyst¹pienie alergii i astmy oskrzelowej. Wykazano ponadto, e podanie zabitych komórek L. monocytogenes razem z OVA myszom uczulonym na OVA zahamowa³o rozwój objawów astmy, w³¹czaj¹c w to nap³yw eozynofilów i produkcjê IL-4, poprzez promowanie rozwoju komórek T regulatorowych (Treg) wykazuj¹cych na powierzchni ekspresjê ligandu Foxp3 [83]. Z kolei bakteryjna lipoproteina I (OprI) z P.aeruginosa, oddzia³uj¹c z TLR-2 i TLR-4, skutecznie zahamowa³a odpowiedÿ Th2-zale n¹ u uczulonych myszy [84]. Przypuszcza siê, e PAMPs powoduj¹ zmiany w komórkach prezentuj¹cych antygen (APCs) w p³ucach, wp³ywaj¹c w ten sposób na wytworzenie tolerancji dla alergenów wziewnych [85]. Wiêkszoœæ badañ przeprowadzonych do tej pory dotyczy³a komórek dendrytycznych, ma³o jest informacji na temat roli makrofagów pêcherzykowych w opisanych procesach. W badaniu Korf i wsp. [86] makrofagi p³ucne myszy poddawano dzia³aniu kwasu mykolowego (MA), sk³adnika œciany komórkowej M.tuberculosis. Dotchawicze podanie MA opakowanego w liposomy, powoduje powstanie po ok. 8 dniach od ekspozycji tzw. makrofagów piankowych, zawieraj¹cych du e iloœci lipidów w cytoplazmie. Stwierdzono, e u myszy uczulonych na OVA dotchawicze podanie MA skutecznie zapobiega³o powstaniu wywo³anego przez OVA zapalenia alergicznego w drogach oddechowych. Co wiêcej podobny efekt mia³o dotchawicze podanie gotowych makrofagów potraktowanych MA (makrofagów-ma). Stwierdzono tak e, e aby wytworzy³a siê tolerancja, przeszczepione makrofagi musz¹ mieæ ten sam haplotyp MHC, co gospodarz. Autorzy badania stwierdzili równie po podaniu MA zmniejszenie ekspresji mrna chemoatraktantów dla eozynofilów: CCL8 i CCL11 (eotaksyna-1) i CCL24 (eotaksyna-2), czemu odpowiada³o zmniejszenie eozynofilii w drogach oddechowych badanych gryzoni, a tak e zmniejszenie ekspresji markerów IL-4 i IL-13 bia³ka Fizz-1 i arginazy. Ponadto w grupie badanej poddanej dzia³aniu MA stwierdzono zwiêkszon¹ ekspresjê genu dla Foxp3, bior¹cego udzia³ w powstawaniu regulatorowych limfocytów CD4 + CD25 + [87]. Zniszczenie Treg poprzez podanie dotchawicze anty-cd25 mab spowodowa³o zniesienie wytworzonej przez kwas mykolowy tolerancji na OVA. Autorzy uwa aj¹, e w wytworzeniu tolerancji na antygen istotne jest oddzia³ywanie in situ makrofagów-ma i alergenu. Wiadomo, e wkroplone dotchawiczo makrofagi s¹ usuwane z dróg oddechowych w ci¹gu 2-3 dni [88]. Odroczenie inhalacji alergenem o 5 dni nie doprowadzi³o do wytworzenia tolerancji. Równie wymóg posiadania przez makrofagi takiego samego haplotypu MHC wyklucza raczej niebezpoœredni mechanizm wytworzenia tolerancji, np. na drodze oddzia³ywania makrofaga z komórkami dendrytycznymi. Wydaje siê, e to przeszczepione makrofagi dzia³aj¹c jako komórki prezentuj¹ce antygen s¹ odpowiedzialne za powstanie tolerancji. Ponadto makrofagi poddane dzia³aniu kwasu mykolowego pochodz¹ce ze szczepu myszy pozbawionych genu IFNg by³y pozbawione zdolnoœci dzia³ania przeciwzapalnego, co przemawia za istotn¹ rol¹ IFNg w powstawaniu tolerancji. Kolejn¹ cz¹steczk¹ PAMPs analizowan¹ w badaniu in vitro [89] jest syntetyczny lipopeptyd otrzymywany z Mycoplasma fermentans (macrophage-activating lipopetide-2 MALP-2), oddzia³uj¹cy z komórkami dendrytycznymi i makrofagami poprzez TLR-2 i 6. Wykazano, e w po³¹czeniu z IFNg ma on zdolnoœæ do modyfikacji istniej¹cej, Th2-zale nej odpowiedzi immunologicznej w kierunku odpowiedzi Th1-zale nej. Natomiast adna z substancji osobno nie posiada³a takich w³aœciwoœci. Weigt i wsp. w badaniu na modelu zwierzêcym astmy zbadali wp³yw MALP-2 i IFNg na proces zapalny tocz¹cy siê w drogach oddechowych [90]. Po uczuleniu badanych zwierz¹t OVA i nastêpnie podaniu aerozolu zawieraj¹cego OVA wywo³ali u nich nadreaktywnoœæ oskrzeli oraz eozynofiliê tkankow¹ i w BAL, a tak e wzrost stê enia IL-5 i IL-13. Dotchawicza aplikacja MALP-2 w po³¹czeniu z IFNg doprowadzi³a do ust¹pienia eozynofilii i obni enia stê enia cytokin Th2-zale nych, zaobserwowano jednak e nap³yw neutrofili do oskrzeli, a tak e wzrost stê- enia IL-12p70 i cytokin RANTES, co sugeruje reakcjê Th1-zale n¹. Zastosowana kombinacja obu substancji poprawi³a tak e funkcjê p³uc badan¹ w teœcie z metacholin¹, sugeruj¹c dzia³anie synergiczne. Le ¹ce u podstaw tego zjawiska mechanizmy biochemiczne opisali Dalpke i wsp. [91], wed³ug których pobudzenie TLR przez PAMPs, np. LPS lub kwas lipotejchojowy, prowadzi do fosforylacji STAT1 przez kinazê MAPK, co z kolei aplifikuje kaskadê sygna³ow¹ IFNã. Podobna zdolnoœæ do modulacji

Rabski M, Fal AM. Rola makrofagów p³ucnych w inicjacji i regulacji procesów zapalnych w przewlek³ej... 29 odpowiedzi immunologicznej wykazano równie w przypadku CpG niemetylowanych oligonukleotydów DNA [92]. Okaza³o siê jednak, e powtarzane iniekcje CpG wywo³uj¹ zmiany morfologiczne i funkcjonalne narz¹dów limfatycznych u badanych myszy, a tak e wieloogniskow¹ martwicê w¹troby [93], z tego powodu wycofano siê z dalszych badañ nad tymi cz¹steczkami. Okreœlenie d³ugoterminowego bezpieczeñstwa stosowania PAMPs i ich wp³ywu na odpowiedÿ immunologiczn¹, jak równie potencjalne ryzyko zwi¹zane z towa- rzysz¹cym naciekiem neutrofilowym, wymagaj¹ przeprowadzenia dalszych badañ, jednak e wobec opisanych doniesieñ naukowych, wydaje siê, e pomijane dot¹d w kontekœcie zapalenia alergicznego makrofagi, jako przedstawiciele wiêkszej grupy komórek prezentuj¹cych antygeny, wykazuj¹c w³aœciwoœci przeciwzapalne i moduluj¹ce odpowiedÿ immunologiczn¹, mog¹ staæ siê obiecuj¹cym celem dalszych badañ prowadz¹cych, byæ mo e, do opracowania nowatorskich metod leczenia chorób alergicznych. Piœmiennictwo 1. Xaus J, Comalada M, Valledor AF i wsp. Molecular mechanisms involved in macrophage survival, proliferation, activation or apoptosis. Immunobiology. 2001; 204: 543-50. 2. Gordon S. Pattern recognition receptors: doubling up for the innate immune response. Cell. 2002; 111: 927-30. 3. Gosset P, Tillie-Leblond I, Oudin S, i wsp. Production of chemokines and proinflammatory and antiinflammatory cytokines by human alveolar macrophages activated by IgE receptors. J Allergy Clin Immunol. 1999; 103: 289-97. 4. Williams J, Johnson S, Mascali JJ i wsp. Regulation of low affinity IgE receptor (CD23) expression on mononuclear phagocytes in normal and asthmatic subjects. J Immunol. 1992; 149: 2823-9. 5. Pu Z, Carrero JA, Unanue ER. Distinct recognition by two subsets of T cells of an MHC class II-peptide complex. Proc Natl Acad Sci USA 2002; 99: 8844-9. 6. Pollock KG, Conacher M, Wei XQ i wsp. Interleukin-18 plays a role in both the alum-induced T helper 2 response and the T helper 1 response induced by alum-adsorbed interleukin-12. Immunology. 2003; 108: 137-43. 7. Bellinghausen I, Brand P, Bottcher I, i wsp. Production of interleukin-13 by human dendritic cells after stimulation with protein allergens is a key factor for induction of T helper 2 cytokines and is associated with activation of signal transducer and activator of transcription-6. Immunology. 2003; 108: 167-76. 8. Domeika K, Berg M, Eloranta ML, Alm GV. Porcine interleukin- 12 fusion protein and interleukin-18 in combination induce interferon-gamma production in porcine natural killer and T cells. Vet Immunol Immunopathol. 2002; 86: 11-21. 9. Fadok VA, Bratton DL, Konowal A, i wsp. Macrophages that have ingested apoptotic cells in vitro inhibit proinflammatory cytokine production through autocrine/paracrine mechanisms involving TGF-beta, PGE2, and PAF. J Clin Invest. 1998; 101: 890-8. 10. Oswald IP, Gazzinelli RT, Sher A, i wsp. IL-10 synergizes with IL-4 and transforming growth factor-beta to inhibit macrophage cytotoxic activity. J Immunol. 1992; 148: 3578-82. 11. Petrova TV, Akama KT, Van Eldik LJ. Cyclopentenone prostaglandins suppress activation of microglia: down-regulation of inducible nitric-oxide synthase by 15-deoxy-Delta12,14- prostaglandin J2. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 4668-73. 12. Meldrum DR, Cleveland JC Jr, Moore EE i wsp. Adaptive and maladaptive mechanisms of cellular priming. Ann Surg. 1997; 226: 587-98. 13. Decker T, Kovarik P, Meinke A. GAS elements: a few nucleotides with a major impact on cytokine-induced gene expression. J Interferon Cytokine Res. 1997; 17: 121-34. 14. Battistini A, Marsili G, Sgarbanti M i wsp. IRF regulation of HIV-1 long terminal repeat activity. J Interferon Cytokine Res. 2002; 22: 27-37. 15. Tschopp J, Martinon F, Hofmann K. Apoptosis: Silencing the death receptors. Curr Biol 1999; 9: R381-4. 16. Wajant H, Scheurich P. Tumor necrosis factor receptor-associated factor (TRAF) 2 and its role in TNF signaling. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 19-32. 17. He KL, Ting AT. A20 inhibits tumor necrosis factor (TNF) alphainduced apoptosis by disrupting recruitment of TRADD and RIP to the TNF receptor 1 complex in Jurkat T cells. Mol Cell Biol. 2002; 22: 6034-45. 18. Juo P, Kuo CJ, Yuan J, i wsp. Essential requirement for caspase- 8/FLICE in the initiation of the Fas-induced apoptotic cascade. Curr Biol. 1998; 8: 1001-8. 19. Meylan E, Martinon F, Thome M, i wsp. RIP4 (DIK/PKK), a novel member of the RIP kinase family, activates NF-kappa B and is processed during apoptosis. EMBO Rep. 2002 ;3: 1201-8. Epub 2002. 20. Ling L, Goeddel DV. T6BP, a TRAF6-interacting protein involved in IL-1 signaling. Proc Natl Acad Sci USA 2000; 97: 9567-72. 21. Martinez-Moczygemba M, Huston DP. Biology of common beta receptor-signaling cytokines: IL-3, IL-5, and GM-CSF. J Allergy Clin Immunol. 2003; 112: 653-65. 22. Gordon S. Alternative activation of macrophages. Nat Rev Immunol. 2003; 3: 23-35. 23. Hesse M, Modolell M, La Flamme AC i wsp. Differential regulation of nitric oxide synthase-2 and arginase-1 by type 1/ type 2 cytokines in vivo: granulomatous pathology is shaped by the pattern of L-arginine metabolism. J Immunol. 2001; 167: 6533-44. 24. Retamales I, Elliott WM, Meshi B i wsp. Amplification of inflammation in emphysema and its association with latent adenoviral infection. Am J Respir Crit Care Med. 2001; 164: 469-73. 25. Finkelstein R, Fraser RS, Ghezzo H, i wsp. Alveolar inflammation and its relation to emphysema in smokers. Am J Respir Crit Care Med. 1995; 152: 1666-72. 26. Di Stefano A, Capelli A, Lusuardi M i wsp. Severity of airflow limitation is associated with severity of airway inflammation in smokers. Am J Respir Crit Care Med. 1998; 158: 1277-85. 27. Capelli A, Di Stefano A, Gnemmi I i wsp. Increased MCP-1 and MIP-1beta in bronchoalveolar lavage fluid of chronic bronchitics. Eur Respir J. 1999; 14: 160-5. 28. Traves SL, Smith SJ, Barnes PJ, Donnelly LE. Specific CXC but not CC chemokines cause elevated monocyte migration in COPD: a role for CXCR2. J Leukoc Biol. 2004; 76: 441-50.

30 Alergia Astma Immunologia 2008, 13(1): 23-31 29. Tomita K, Caramori G, Lim S i wsp. Increased p21(cip1/waf1) and B cell lymphoma leukemia-x(l) expression and reduced apoptosis in alveolar macrophages from smokers. Am J Respir Crit Care Med. 2002; 166: 724-31. 30. Aoshiba K, Tamaoki J, Nagai A. Acute cigarette smoke exposure induces apoptosis of alveolar macrophages. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2001; 281: L1392-401. 31. Spiteri MA, Clarke SW, Poulter LW. Isolation of phenotypically and functionally distinct macrophage subpopulations from human bronchoalveolar lavage. Eur Respir J. 1992; 5: 717-26. 32. Haugen TS, Nakstad B, Lyberg T. Heterogeneity of procoagulant activity and cytokine release in subpopulations of alveolar macrophages and monocytes. Inflammation. 1999; 23: 15-23. 33. Soler P, Moreau A, Basset F, i wsp. Cigarette smoking-induced changes in the number and differentiated state of pulmonary dendritic cells/langerhans cells. Am Rev Respir Dis. 1989; 139: 1112-7. 34. Shamsuddin M, Chen E, Anderson J, Smith LJ. Regulation of leukotriene and platelet-activating factor synthesis in human alveolar macrophages. J Lab Clin Med. 1997; 130: 615-26. 35. Taha R, Olivenstein R, Utsumi T i wsp. Prostaglandin H synthase 2 expression in airway cells from patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 161: 636-40. 36. Hirani N, Antonicelli F, Strieter RM i wsp. The regulation of interleukin-8 by hypoxia in human macrophages a potential role in the pathogenesis of the acute respiratory distress syndrome (ARDS). Mol Med. 2001; 7: 685-97. 37. Culpitt SV, Rogers DF, Shah P i wsp. Impaired inhibition by dexamethasone of cytokine release by alveolar macrophages from patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2003; 167: 24-31. 38. Narumi S, Hamilton TA. Inducible expression of murine IP-10 mrna varies with the state of macrophage inflammatory activity. J Immunol. 1991; 146: 3038-44. 39. Saetta M, Mariani M, Panina-Bordignon P i wsp. Increased expression of the chemokine receptor CXCR3 and its ligand CXCL10 in peripheral airways of smokers with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2002; 165: 1404-9. 40. Keatings VM, Collins PD, Scott DM i wsp. Differences in interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha in induced sputum from patients with chronic obstructive pulmonary disease or asthma. Am J Respir Crit Care Med. 1996; 153: 530-4. 41. John M, Lim S, Seybold J, Jose P i wsp. Inhaled corticosteroids increase interleukin-10 but reduce macrophage inflammatory protein-1alpha, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, and interferon-gamma release from alveolar macrophages in asthma. Am J Respir Crit Care Med. 1998; 157:256-62. 42. Takanashi S, Hasegawa Y, Kanehira Y i wsp. Interleukin-10 level in sputum is reduced in bronchial asthma, COPD and in smokers. Eur Respir J. 1999; 14: 309-14. 43. Vignola AM, Chanez P, Chiappara G i wsp. Release of transforming growth factor-beta (TGF-beta) and fibronectin by alveolar macrophages in airway diseases. Clin Exp Immunol. 1996; 106: 114-9. 44. de Boer WI, van Schadewijk A, Sont JK i wsp. Transforming growth factor beta1 and recruitment of macrophages and mast cells in airways in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 1998; 158: 1951-7. 45. Toossi Z, Hirsch CS, Hamilton BD i wsp. Decreased production of TGF-beta 1 by human alveolar macrophages compared with blood monocytes. J Immunol. 1996; 156: 3461-8. 46. Takeyama K, Jung B, Shim JJ i wsp. Activation of epidermal growth factor receptors is responsible for mucin synthesis induced by cigarette smoke. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2001; 280: L165-72. 47. Moreira RR, Carlos IZ, Vilega W. Release of intermediate reactive hydrogen peroxide by macrophage cells activated by natural products. Biol Pharm Bull. 2001; 24: 201-4. 48. Jaramillo M, Olivier M. Hydrogen peroxide induces murine macrophage chemokine gene transcription via extracellular signalregulated kinase- and cyclic adenosine 5'-monophosphate (camp)-dependent pathways: involvement of NF-kappa B, activator protein 1, and camp response element binding protein. J Immunol. 2002; 169: 7026-38. 49. Montuschi P, Collins JV, Ciabattoni G, i wsp. Exhaled 8-isoprostane as an in vivo biomarker of lung oxidative stress in patients with COPD and healthy smokers. Am J Respir Crit Care Med. 2000;162: 1175-7. 50. Paredi P, Kharitonov SA, Leak D, i wsp. Exhaled ethane, a marker of lipid peroxidation, is elevated in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 162:369-73. 51. Tomita K, Barnes PJ, Adcock IM. The effect of oxidative stress on histone acetylation and IL-8 release. Biochem Biophys Res Commun. 2003; 301: 572-7. 52. Barnes PJ, Ito K, Adcock IM. Corticosteroid resistance in chronic obstructive pulmonary disease: inactivation of histone deacetylase. Lancet. 2004; 363: 731-3. 53. Di Stefano A, Caramori G, Oates T i wsp. Increased expression of nuclear factor-kappab in bronchial biopsies from smokers and patients with COPD. Eur Respir J. 2002; 20: 556-63. 54. Caramori G, Romagnoli M, Casolari P i wsp. Nuclear localisation of p65 in sputum macrophages but not in sputum neutrophils during COPD exacerbations. Thorax. 2003; 58: 348-51. 55. Novak TE, Babcock TA, Jho DH i wsp. NF-kappa B inhibition by omega-3 fatty acids modulates LPS-stimulated macrophage TNF-alpha transcription. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2003; 284: L84-9. 56. Cakouros D, Cockerill PN, Bert AG i wsp. A NF-kappa B/Sp1 region is essential for chromatin remodeling and correct transcription of a human granulocyte-macrophage colonystimulating factor transgene. J Immunol. 2001; 167: 302-10. 57. Russell RE, Culpitt SV, DeMatos C i wsp. Release and activity of matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 by alveolar macrophages from patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Cell Mol Biol. 2002; 26: 602-9. 58. Lim S, Roche N, Oliver BG i wsp. Balance of matrix metalloprotease-9 and tissue inhibitor of metalloprotease-1 from alveolar macrophages in cigarette smokers. Regulation by interleukin-10. Am J Respir Crit Care Med. 2000; 162: 1355-60. 59. Russell RE, Thorley A, Culpitt SV i wsp. Alveolar macrophagemediated elastolysis: roles of matrix metalloproteinases, cysteine, and serine proteases. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2002; 283: L867-73. 60. Ohnishi K, Takagi M, Kurokawa Y i wsp. Matrix metalloproteinase-mediated extracellular matrix protein degradation in human pulmonary emphysema. Lab Invest. 1998; 78: 1077-87. 61. Churg A, Wang RD, Tai H i wsp. Macrophage metalloelastase mediates acute cigarette smoke-induced inflammation via tumor necrosis factor-alpha release. Am J Respir Crit Care Med. 2003; 167: 1083-9.

Rabski M, Fal AM. Rola makrofagów p³ucnych w inicjacji i regulacji procesów zapalnych w przewlek³ej... 31 62. Wright J, Tai H, Wang R i wsp. Cigarette Smoke Upregulates Pulmonary Vascular Matrix Metalloproteinases Via TNF{alpha} Signaling. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2006 Aug 11; [Epub ahead of print] 63. Hodge S, Hodge G, Scicchitano R i wsp. Alveolar macrophages from subjects with chronic obstructive pulmonary disease are deficient in their ability to phagocytose apoptotic airway epithelial cells. Immunol Cell Biol. 2003; 81: 289-96. 64. Vandivier RW, Fadok VA, Hoffmann PR, i wsp. Elastasemediated phosphatidylserine receptor cleavage impairs apoptotic cell clearance in cystic fibrosis and bronchiectasis. J Clin Invest. 2002; 109: 661-70. 65. Ito K, Lim S, Caramori G i wsp. A molecular mechanism of action of theophylline: Induction of histone deacetylase activity to decrease inflammatory gene expression. Proc Natl Acad Sci USA 2002; 99: 8921-6. 66. Culpitt S, Maziak W, Loukides S i wsp. Effect of theophylline on induced sputum inflammatory indices in COPD patients. Am J Respir Crit Care Med. 1997; 157: a797. 67. Dent G, Giembycz MA, Rabe KF i wsp. Theophylline suppresses human alveolar macrophage respiratory burst through phosphodiesterase inhibition. Am J Respir Cell Mol Biol. 1994; 10: 565-72. 68. Fan Chung K. Phosphodiesterase inhibitors in airways disease. Eur J Pharmacol. 2006; 533: 110-7. 69. Gamble E, Grootendorst DC, Brightling CE i wsp. Antiinflammatory effects of the phosphodiesterase-4 inhibitor cilomilast (Ariflo) in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2003; 168: 976-82. 70. Culpitt SV, Rogers DF, Fenwick P i wsp. Inhibition by red wine extract, resveratrol, of cytokine release by alveolar macrophages in COPD. Thorax.. 2003; 58: 942-6. 71. Donnelly LE, Newton R, Kennedy GE i wsp. Anti-inflammatory effects of resveratrol in lung epithelial cells: molecular mechanisms. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2004; 287: L774-83. 72. Thepen T, McMenamin C, Girn B i wsp. Regulation of IgE production in pre-sensitized animals: in vivo elimination of alveolar macrophages preferentially increases IgE responses to inhaled allergen. Clin Exp Allergy. 1992; 22: 1107-14. 73. Careau E, Bissonnette EY. Adoptive transfer of alveolar macrophages abrogates bronchial hyperresponsiveness. Am J Respir Cell Mol Biol. 2004; 31: 22-7. 74. Careau E, Proulx LI, Pouliot P i wsp. Antigen sensitization modulates alveolar macrophage functions in an asthma model. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2006; 290: L871-9. 75. Li XM, Shofield BH, Wang QF i wsp. Induction of pulmonary allergic responses by antigen-specific Th2 cells. J Immunol. 1998; 160: 1378-1384. 76. Alexis NE, Soukup J, Nierkens S i wsp. Association between airway hyperreactivity and bronchial macrophage dysfunction in individuals with mild asthma. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2001; 280: L369-75. 77. Agea E, Forenza N, Piattoni S i wsp. Expression of B7 costimulatory molecules and CD1a antigen by alveolar macrophages in allergic bronchial asthma. Clin Exp Allergy. 1998; 28: 1317-20. 78. Jones PD, Gibson PG, Henry RL. The prevalence of asthma appears to be inversely related to the incidence of typhoid and tuberculosis; hypothesis to explain the variation in asthma prevalence around the world. Med Hypotheses. 2000; 55: 40-42. 79. Romagnani S. The increased prevalence of allergy and the hygiene hypothesis: missing immune deviation, reduced immune suppression, or both? Immunology. 2004; 112: 352-363. 80. Barton GM, Medzhitov R. Control of adaptive immune responses by Toll-like receptors. Curr Opin Immunol. 2002; 14: 380-3. 81. Eder W, Klimecki W, Yu L i wsp. Toll-like receptor 2 as a major gene for asthma in children of European farmers. J Allergy Clin Immunol. 2004; 113: 482-488. 82. Tantisira K, Klimecki W, Lazarus R i wsp. Toll-like receptor 6 gene (TLR6): single-nucleotide polymorphism frequencies and preliminary association with the diagnosis of asthma. Genes Immun. 2004; 5: 343-346. 83. Hansen G, Yeung VP, Berry G i wsp. Vaccination with heatkilled Listeria as adjuvant reverses established allergen-induced airway hyperreactivity and inflammation: role of CD8+ T cells and IL-18. J Immunol. 2000; 164: 223-30. 84. Revets H, Pynaert G, Grooten J i wsp. Lipoprotein I, a TLR2/4 ligand modulates Th2-driven allergic immune responses. J Immunol. 2005; 174: 1097-103. 85. Koya T, Kodama T, Takeda K i wsp. Importance of myeloid dendritic cells in persistent airway disease after repeated allergen exposure. Am J Respir Crit Care Med. 2006; 173: 42-55. 86. Korf JE, Pynaert G, Tournoy K i wsp. Macrophage reprogramming by mycolic acid promotes a tolerogenic response in experimental asthma. Am J Respir Crit Care Med. 2006; 174: 152-60. 87. Hori S, Nomura T, Sakaguchi S. i wsp. Control of regulatory T cell development by the transcription factor Foxp3. Science. 2003; 299: 1057-61. 88. Pynaert G, Rottiers P, Haegeman A i wsp. Antigen presentation by local macrophages promotes nonallergic airway responses in sensitized mice. Am J Respir Cell Mol Biol. 2003; 29: 634-41. 89. Weigt H, Muhlradt PF, Larbig M i wsp. The Toll-like receptor- 2/6 agonist macrophage-activating lipopeptide-2 cooperates with IFN-gamma to reverse the Th2 skew in an in vitro allergy model. J Immunol. 2004; 172: 6080-6. 90. Weigt H, Nassenstein C, Tschernig T i wsp. Efficacy of macrophage-activating lipopeptide-2 combined with interferongamma in a murine asthma model. Am J Respir Crit Care Med. 2005; 172: 566-72. 91. Dalpke AH, Eckerle S, Frey M i wsp. Triggering of Toll-like receptors modulates IFN-gamma signaling: involvement of serine 727 STAT1 phosphorylation and suppressors of cytokine signaling. Eur J Immunol. 2003; 33: 1776-1787. 92. Kline JN, Waldschmidt TJ, Businga TR i wsp. Modulation of airway inflammation by CpG oligodeoxynucleotides in a murine model of asthma. J Immunol. 1998; 160: 2555-2559. 93. Heikenwalder M, Polymenidou M, Junt T i wsp. Lymphoid follicle destruction and immunosuppression after repeated CpG oligodeoxynucleotide administration. Nat Med. 2004; 10: 187-192.