Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 生物学# 微生物学

アスペルギルス・フミガツス感染の課題

脆弱な患者におけるアスペルギルス・フミガatusに対する免疫応答の探求。

― 1 分で読む


アスペルギルス・フミガータアスペルギルス・フミガータスの脅威が広がるたらす。真菌感染は、脆弱な患者に深刻なリスクをも
目次

アスペルギルス・フミガータスは環境中にどこにでもいる真菌の一種なんだ。人間は毎日、この小さな胞子(コニディア)を吸い込んでも害はないんだけど、健康な人の免疫システムがこれを取り除いてくれる。特に好中球やマクロファージって呼ばれる細胞が活躍するんだ。でも、免疫力が弱ってる人、例えば好中球減少症とか、高用量のステロイド治療、臓器や幹細胞の移植を受けてる人たちには、この胞子が肺に侵入して、侵襲性アスペルギルス症っていう深刻な病気を引き起こすことがある。残念ながら、この病気は特に標準的な抗真菌治療に耐性を持つ場合、死のリスクが高いんだ。

感染と免疫反応

A.フミガータスが肺に入ると、まず気道や肺胞を覆っている上皮細胞に出会うんだ。これらの細胞は真菌の着地点になってるだけじゃなくて、体の初期防御にも重要な役割を果たしてる。感染を感知すると、これらの細胞は他の免疫細胞を呼び寄せる信号(サイトカインやケモカイン)を放出するんだ。

これらの上皮細胞が真菌を感知して反応する仕組みはまだ完全には理解されてない。研究では、これらの細胞に特定の受容体があって、真菌を認識するかもしれないことがわかってるけど、その詳細は不明なんだ。例えば、上皮成長因子受容体(EGFR)っていう受容体があって、これはA.フミガータスを含むいろんな真菌に対する細胞の反応に関わっているんだ。

EGFRの免疫反応における役割

EGFRはいろんなタイプの真菌と相互作用することが知られてる。いくつかのケースでは、特定の薬でEGFRをブロックすると、動物実験でムコルミコーシスやカンジダ症の感染の重症度が軽減されたんだ。しかし、EGFRブロッカーで治療された癌患者には、侵襲性アスペルギルス症のケースが見られたことから、EGFRがこの特定の真菌に対する免疫防御に重要かもしれないってことが示唆されてる。

A.フミガータスがEGFRを活性化する仕組みを調べた研究では、感染中に真菌がこの経路に影響を与えることが分かった。マウス実験では、A.フミガータスがEGFRシグナルを変化させることがわかったんだ。これは真菌に対する免疫反応に不可欠なんだよ。また、小気道上皮細胞を模したヒト細胞株でも、A.フミガータスがこの受容体を刺激したことが確認された。

A.フミガータスと宿主細胞の相互作用の理解

さらに調査するために、研究者たちは肺上皮細胞に似た2種類のヒト細胞で実験を行った。すると、A.フミガータスがEGFRと密接に相互作用することが分かった。一方の細胞タイプでは、真菌がEGFR活性化を減少させたのに対し、もう一方では増加させたんだ。

EGFRを阻害することで、ある種の細胞でA.フミガータスの取り込みが主に妨げられたけど、別のタイプの上皮細胞にはあまり効果がなかった。これにより、EGFRの関与が、いくつかの細胞タイプにおける免疫反応にとって重要だけど、他の細胞にはそうでもないことが示されたんだ。

感染におけるEGFR阻害の影響

コルチコステロイド治療を受けたマウスでEGFRをブロックしたら(免疫抑制状態を模倣するために)A.フミガータスに感染した結果が悪化した。阻害剤は肺の真菌の量を増やしただけでなく、死亡リスクも高めたんだ。これから、EGFRが体が感染を効果的に撃退するために必要だってことが分かるよね。

興味深いことに、正常な免疫システムを持つマウスにEGFRブロッカーを投与したら、大量の真菌にさらされても生存率には影響がなかった。これは、健康な免疫システムにはA.フミガータスに対抗する他の経路があることを示唆してるんだ。

A.フミガータス感染のメカニズム

A.フミガータスは肺上皮細胞にダメージを与えて、これらの細胞が免疫細胞を引き寄せる信号を放出することを促すんだ。研究では、上皮細胞のEGFRを阻害しても真菌によるダメージを防ぐことはできなかったけど、いくつかの炎症信号の分泌は減少させたんだ。

実験室での実験では、A.フミガータスが感染した細胞内のさまざまな炎症促進タンパク質のレベルにどう影響を与えるかを調べた。結果としては、一部の信号には影響がなかったけど、EGFR阻害によって小気道上皮細胞の全体的な炎症反応が低下したことがわかった。

免疫細胞の行動に対する阻害の影響

この研究では、EGFRをブロックすることで貪食細胞の行動にどう影響するかも調べたんだ。EGFRブロッカーでマウスを治療しても、肺のマクロファージ(また別の免疫細胞の一種)の数は減少しなかったけど、A.フミガータスを殺す能力は減ったんだ。

さらに、治療によって感染した肺に集まる好中球や樹状細胞の数が減少した。研究者たちは、EGFRを阻害すると、これらの免疫細胞を呼び寄せるための炎症信号の生成が減少することに気づいたんだ。

炎症信号の重要性

これらの結果は、EGFR経路が感染部位に免疫細胞を集めるための信号を生成するのを助けていることを示してる。これらの信号がなければ、免疫反応が弱まり、肺の真菌の負担が増える結果になるんだ。

それに、研究者たちが感染した上皮細胞からの信号にさらされたヒトの好中球に対して阻害剤の効果を試したところ、薬が好中球の動きを減少させることがわかった。これは免疫反応にとって重要な機能なんだ。

マクロファージの役割を探る

マクロファージについては、EGFR阻害剤がある状態でA.フミガータスを殺す能力を評価するための実験が行われたけど、結果はマクロファージの真菌に対する活動には大きな変化がなかったんだ。これは、EGFR阻害の主な問題が免疫信号や募集プロセスにあることを示唆していて、細胞の持ってる真菌を殺す能力には関係ないってことだね。

患者におけるEGFRブロッカーの影響

癌患者がEGFR阻害剤で治療中に侵襲性アスペルギルス症を発症したという報告があるんだ。この研究は、EGFRを阻害することが、特にA.フミガータスに対する主な防御手段がそれらの経路である場合に、免疫力が弱っている人々に真菌感染のリスクを高めるかもしれないっていう考えに信憑性を与えるんだ。

結論

要するに、A.フミガータスと宿主上皮細胞の相互作用は複雑で、EGFRのような重要なシグナル経路が免疫反応に重要な役割を果たしてるんだ。この経路をブロックすると、特に免疫が弱い人にとって感染を撃退する体の能力に悪影響を与えることにつながるんだ。これらのメカニズムを理解することは重要で、将来的な治療法や予防策の開発に影響を与えるかもしれないんだ。

研究は続いていて、A.フミガータスがEGFR活性をどう引き起こすのか、そしてこの機会的な真菌に効果的に対抗しつつ免疫反応を損なわないような治療戦略を探ることが進んでいるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Epidermal Growth Factor Receptor Signaling Governs the Host Inflammatory Response to Invasive Aspergillosis

概要: The epidermal growth factor receptor (EGFR) has been identified as an epithelial cell receptor for Mucorales fungi and Candida albicans. Blocking EGFR with small molecule inhibitors reduces disease severity in mouse models of mucormycosis and oropharyngeal candidiasis. In contrast, cases of invasive aspergillosis have been reported in cancer patients who were treated with EGFR inhibitors, suggesting that EGFR signaling may play a protective role in the host defense against this infection. Here, we analyzed transcriptomic data from the lungs of mice with invasive aspergillosis and found evidence that Aspergillus fumigatus infection activates multiple genes that are predicted to function in the EGFR signaling pathway. We also found that A. fumigatus infection activates EGFR in both a human small airway epithelial (HSAE) cell line and in the lungs of immunosuppressed mice. EGFR signaling in HSAE cells is required for maximal endocytosis of A. fumigatus and for fungal-induced proinflammatory cytokine and chemokine production. In a corticosteroid immunosuppressed mouse model of invasive pulmonary aspergillosis, inhibition of EGFR with gefitinib decreased whole lung chemokine levels and reduced accumulation of phagocytes in the lung, leading to a decrease in fungal killing, an increase in pulmonary fungal burden, and accelerated mortality. Thus, EGFR signaling is required for pulmonary epithelial cells to orchestrate the host innate immune defense against invasive aspergillosis in immunosuppressed hosts. ImportanceWhen A. fumigatus infects the lungs, it invades epithelial cells that line the airways. During this process, the fungus interacts with epithelial cell receptors. This interaction stimulates epithelial cells to endocytose the fungus. It also induces these cells to secret proinflammatory cytokines and chemokines that recruit phagocytes to the site of infection where they can kill the fungus. Here, we show that in small airway epithelial cells, the epidermal growth factor receptor (EGFR) acts a sensor for A. fumigatus that triggers the production of chemokines in response to fungal infection. In corticosteroid-immunosuppressed mice, blocking EGFR with the kinase inhibitor, gefitinib reduces chemokine production in the lungs. This leads to decreased accumulation of neutrophils and dendritic cell in the lungs, reduced A. fumigatus killing, and increased mortality. These results provide a potential explanation as to why some cancer patients who are treated with EGFR inhibitors develop invasive aspergillosis.

著者: Scott G. Filler, H. Liu, J. Lin, Q. T. Phan, V. M. Bruno

最終更新: 2024-09-10 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.10.612305

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.10.612305.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

著者たちからもっと読む

類似の記事