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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Interstitial lung diseases (ILD) are a group of more than 200 disorders that affect the
pulmonary interstitium, many of which are classified as rare, making accurate diagnosis
challenging. These diseases can exhibit diverse phenotypes, ranging from predominantly
inflammatory and potentially reversible conditions to established, irreversible fibrosis.
Interestingly, in our patient cohort, hypersensitivity pneumonitis (HP) is the most
prevalent fibrotic ILD, characterized by high morbidity and mortality. Recently, the single
nucleotide polymorphism rs35705950 of the MUC5B gene was associated with fibrotic
HP, indicating a more severe disease progression and a reduced response to
immunosuppressive therapy. Previous research from our group had shown that patients
with fibrotic HP have an increased percentage of macrophages in bronchoalveolar lavage
and a significant accumulation of MUC5B in lung parenchyma and in alveolar
macrophages cytoplasm which led to a detailed analysis of this cell type. In this study, we
analyzed the ultrastructure of alveolar macrophages in lung tissue from fibrotic HP
patients, and no ILD as a control, which revealed significant differences. Macrophages
from fibrotic HP patients displayed distinct dysfunctional double membrane organelles
together with a decrease of preserved mitochondrias. Functional assays were conducted
to understand the nature of these organelles and showed a decrease in functional
mitochondria combined with the accumulation of damaged mitochondria, while no
impact in the phagocytic capacity. Additionally, the stratification of macrophages from
fibrotic HP patients according to the MUC5B rs35705950 genotype revealed an increase
in the presence of dysfunctional double membrane organelles in patients carrying the
MUC5B T-minor allele. This study of macrophages in fibrotic HP can provide key insights
into disease mechanisms, facilitating future diagnosis and also guiding targeted therapies
to improve patient outcomes.
As doenças pulmonares intersticiais (DPI) são um grupo de mais de 200 doenças que afetam o interstício pulmonar, muitas vezes classificadas como raras, o que dificulta um diagnóstico preciso. Estas doenças podem apresentar fenótipos diversos, desde predominantemente inflamatórias e potencialmente reversíveis até apresentarem uma fibrose estabelecida e irreversível. Curiosamente, na nossa coorte de doentes, a pneumonite de hipersensibilidade (PH) é a DPI fibrótica mais prevalente, caracterizada por uma elevada morbilidade e mortalidade. Recentemente, o polimorfismo de nucleótido único rs35705950 do gene MUC5B foi associado à PH fibrótica, indicando uma progressão mais grave da doença e uma resposta reduzida às terapias imunossupressoras. Estudos anteriores do grupo identificaram que os doentes com PH fibrótica têm uma percentagem aumentada de macrófagos no lavado broncoalveolar e uma acumulação significativa de MUC5B no parênquima pulmonar e no citoplasma dos macrófagos alveolares, o que levou a uma análise detalhada deste tipo de células. Neste estudo, analisámos a ultraestrutura dos macrófagos alveolares em amostras de tecido pulmonar de doentes com PH fibrótica e, como controlo, indivíduos sem DPI, tendo identificado diferenças significativas nos organelos e morfologia destas células. Os macrófagos de pacientes com PH fibrótica apresentaram um elevado número de organelos com dupla membrana de difícil identificação e com morfologia disfuncional, bem como uma diminuição de mitocôndrias preservadas face aos controlos. Ensaios funcionais realizados para melhor compreender a natureza destes organelos, revelaram uma diminuição das mitocôndrias funcionais combinada com uma acumulação de mitocôndrias danificadas, mas sem impacto significativo na fagocitose. Adicionalmente, a estratificação dos macrófagos de pacientes com PH fibrótica de acordo com o genótipo MUC5B rs35705950 revelou uma tendência para um aumento da presença de organelos disfuncionais com dupla membrana em pacientes portadores do alelo T do polimorfismo MUC5B rs35705950. O estudo dos macrófagos alveolares na PH pode fornecer informações importantes sobre os mecanismos da doença, facilitando futuramente o diagnóstico e orientando terapias direcionadas para melhorar os resultados nos doentes.
As doenças pulmonares intersticiais (DPI) são um grupo de mais de 200 doenças que afetam o interstício pulmonar, muitas vezes classificadas como raras, o que dificulta um diagnóstico preciso. Estas doenças podem apresentar fenótipos diversos, desde predominantemente inflamatórias e potencialmente reversíveis até apresentarem uma fibrose estabelecida e irreversível. Curiosamente, na nossa coorte de doentes, a pneumonite de hipersensibilidade (PH) é a DPI fibrótica mais prevalente, caracterizada por uma elevada morbilidade e mortalidade. Recentemente, o polimorfismo de nucleótido único rs35705950 do gene MUC5B foi associado à PH fibrótica, indicando uma progressão mais grave da doença e uma resposta reduzida às terapias imunossupressoras. Estudos anteriores do grupo identificaram que os doentes com PH fibrótica têm uma percentagem aumentada de macrófagos no lavado broncoalveolar e uma acumulação significativa de MUC5B no parênquima pulmonar e no citoplasma dos macrófagos alveolares, o que levou a uma análise detalhada deste tipo de células. Neste estudo, analisámos a ultraestrutura dos macrófagos alveolares em amostras de tecido pulmonar de doentes com PH fibrótica e, como controlo, indivíduos sem DPI, tendo identificado diferenças significativas nos organelos e morfologia destas células. Os macrófagos de pacientes com PH fibrótica apresentaram um elevado número de organelos com dupla membrana de difícil identificação e com morfologia disfuncional, bem como uma diminuição de mitocôndrias preservadas face aos controlos. Ensaios funcionais realizados para melhor compreender a natureza destes organelos, revelaram uma diminuição das mitocôndrias funcionais combinada com uma acumulação de mitocôndrias danificadas, mas sem impacto significativo na fagocitose. Adicionalmente, a estratificação dos macrófagos de pacientes com PH fibrótica de acordo com o genótipo MUC5B rs35705950 revelou uma tendência para um aumento da presença de organelos disfuncionais com dupla membrana em pacientes portadores do alelo T do polimorfismo MUC5B rs35705950. O estudo dos macrófagos alveolares na PH pode fornecer informações importantes sobre os mecanismos da doença, facilitando futuramente o diagnóstico e orientando terapias direcionadas para melhorar os resultados nos doentes.
Description
Keywords
Interstitial lung disease Hypersensitivity pneumonitis Alveolar macrophages Transmission electron microscopy