Η επίδραση της μηχανικής τάσης στο πνευμονικό επιθήλιο, στα κύτταρα και στο κυψελιδικό υγρό των πνευμόνων

Abstract

The aim of the study was to investigate the effects of mechanical stretch and azithromycin on LPS-induced production and secretion of sPLA2-IIA. For this purpose, we used the human alveolar epithelial cell line A549, and primary cultures of alveolar macrophages from patients with or without Acute Respiratory Distress Syndrome. Specifically, we studied: 1) production and secretion of sPLA2-IIA after activation with LPS, mechanical stretch (30min, 1h, 4h and 24h) and the combination in A549 cells and alveolar macrophages 2) production and secretion of sPLA2-IIA after activation with LPS, azithromycin (5μg/ml and 20μg/ml) and the combination in A549 cells and alveolar macrophages 3) production and secretion of sPLA2-IIA after the addition of the inhibitors cycloheximide (inhibitor of protein synthesis) and actinomycin D (inhibitor of transcription) 4) the expression of sPLA2-IIA 5) IL-6 levels and 6) PLA2 activity. We found that the static stretch we subjected on A549 cells and alveolar macrophages did not affect the production or the secretion of sPLA2-IIA. Within the A549 cells, we demonstrated an increase in PLA2 activity after activation with LPS, which was dose-dependently decreased by azithromycin. Studying the isoforms implicated in this response, we found that LPS-induced production and secretion of sPLA2-IIA were decreased by azithromycin in a dose-dependent manner. The inhibitors cycloheximide and actinomycin D did not affect the action of either LPS or azithromycin. Expression of the sPLA2-IIA enzyme was not detected. The observations of IL-6 levels were similar to those for PLA2 activity. Within the alveolar macrophages from the control group of patients, we demonstrated an increase in sPLA2-IIA levels after activation with LPS, in controversy with the ARDS group. However, in both groups we observed secretion of the enzyme. Azithromycin had no effect on these cells. Our findings suggest that azithromycin shows anti-inflammatory activity in lung epithelial cells, while it does not affect alveolar macrophages. The LPS-induced production and secretion of sPLA2-IIA from pneumonocytes does not depend on de novo transcription and protein synthesis suggesting alternative mechanisms of activation.

Σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση της επίδρασης της μηχανικής τάσης και της αζιθρομυκίνης στην επαγώμενη παραγωγή και έκκριση της sPLA2-ΙΙΑ μετά από επίδραση με LPS. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η κυτταρική σειρά Α549, ως μοντέλο μελέτης των πνευμονοκυττάρων τύπου-ΙΙ, καθώς και πρωτογενείς καλλιέργειες κυψελιδικών μακροφάγων από ασθενείς με Σύνδρομο Οξείας Αναπνευστικής Δυσχέρειας ή όχι. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκαν: 1) Διερεύνηση παραγωγής και έκκρισης της sPLA2 μετά από επίδραση με LPS, stretch σε διάφορες χρονικές στιγμές (30 min, 1h, 4h και 24h), καθώς και συνδυασμό τους, τόσο στα κύτταρα Α549 όσο και στα κυψελιδικά μακροφάγα 2) Διερεύνηση παραγωγής και έκκρισης της sPLA2-ΙΙΑ μετά από επίδραση με LPS, αζιθρομυκίνη (5μg/ml και 20μg/ml), καθώς και συνδυασμό τους, τόσο στα κύτταρα Α549 όσο και στα κυψελιδικά μακροφάγα 3) Διερεύνηση παραγωγής και έκκρισης της sPLA2-ΙΙΑ μετά από επίδραση των αναστολέων κυκλοεξιμίδιο (αναστολέας μετάφρασης) και ακτινομυκίνη (αναστολέας μεταγραφής) 4) Προσδιορισμός έκφρασης της sPLA2-ΙΙΑ 5) Προσδιορισμός IL-6 και 6) Προσδιορισμός ενεργότητας ολικής PLA2. Τα ευρήματα της μελέτης συνοψίζονται στα εξής: Το στατικό stretch που εφαρμόστηκε τόσο στα Α549 κύτταρα όσο και στα κυψελιδικά μακροφάγα δεν είχε καμία επίδραση στην παραγωγή και έκκριση της sPLA2-IIA. Στα κύτταρα Α549 παρατηρήθηκε αυξημένη ενεργότητα ολικής PLA2 μετά από ενεργοποίηση με LPS, η οποία παρουσίασε σημαντική μείωση με την επίδραση της αζιθρομυκίνης και μάλιστα δοσο-εξαρτώμενη. Επίσης, η αζιθρομυκίνη προκάλεσε δοσο-εξαρτώμενη μείωση στην παραγωγή και έκκριση της sPLA2-IIA μετά από ενεργοποίηση με LPS. Οι αναστολείς κυκλοεξιμίδιο και ακτινομυκίνη δεν είχαν καμία επίδραση στη δράση του LPS και της αζιθρομυκίνης. Η έκφραση του ενζύμου sPLA2-IIA ήταν πολύ χαμηλή έως μηδενική. Τέλος, ο προσδιορισμός της φλεγμονώδους κυτοκίνης IL-6 έδειξε παρόμοια αποτελέσματα με εκείνα της ανοσοανίχνευσης. Στα κυψελιδικά μακροφάγα ασθενών της ομάδας ελέγχου παρατηρήθηκε παραγωγή και έκκριση της sPLA2-IIA μετά από ενεργοποίηση με LPS, ενώ στους ασθενείς με ARDS παρατηρήθηκε μόνο έκκριση του ενζύμου. Η αζιθρομυκίνη δεν είχε καμία επίδραση. Συμπερασματικά, η αζιθρομυκίνη παρουσιάζει αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες στα επιθηλιακά κύτταρα του πνεύμονα, ενώ δεν επηρεάζει τα κυψελιδικά μακροφάγα. Η παραγωγή και η έκκριση της sPLA2-IIA που επάγεται από τον LPS δεν εξαρτάται από τη μεταγραφή και την πρωτεϊνική σύνθεση, γεγονός που υποδεικνύει εναλλακτικούς μηχανισμούς ενεργοποίησης.