Characterization of Macrophage Phenotypes in Three Murine Models of House-Dust-Mite-Induced Asthma

Abstract

In asthma, an important role for innate immunity is increasingly being recognized. Key innate immune cells in the lungs are macrophages. Depending on the signals they receive, macrophages can at least have an M1, M2, or M2-like phenotype. It is unknown how these macrophage phenotypes behave with regard to (the severity of) asthma. We have quantified the phenotypes in three models of house dust mite (HDM-)induced asthma (14, 21, and 24 days). M1, M2, and M2-like phenotypes were identified by interferon regulatory factor 5 (IRF5), YM1, and IL-10, respectively. We found higher percentages of eosinophils in HDM-exposed mice compared to control but no differences between HDM models. T cell numbers were higher after HDM exposure and were the highest in the 24-day HDM protocol. Higher numbers of M2 macrophages after HDM correlated with higher eosinophil numbers. In mice with less severe asthma, M1 macrophage numbers were higher and correlated negatively with M2 macrophages numbers. Lower numbers of M2-like macrophages were found after HDM exposure and these correlated negatively with M2 macrophages. The balance between macrophage phenotypes changes as the severity of allergic airway inflammation increases. Influencing this imbalanced relationship could be a novel approach to treat asthma.

Distinct macrophage phenotypes in allergic and nonallergic lung inflammation

“…In contrast, FDE exposure was shown to induce chronic infiltration of Th1/Th17/Tc17 cells and lung neutrophilia in the mouse (18,25). A common feature of both models is the presence of increased numbers of macrophages in the lungs (4,22). Here we show that, comparing both models, the FDE model has larger numbers of total macrophages in the lungs, larger numbers of CD11c ϩ macrophages, and larger numbers of activated CD11c ϩ /CD11b ϩ macrophages than is found in the HDM model.…”

“…In addition, numbers of this macrophage phenotype have been associated with disease severity both in mice and humans (4,12), and these macrophages may contribute to the development of allergic airway inflammation (6,10,11,13).…”

Revisão Sistemática Sobre Modelos Experimentais De Asma Aguda E Crônica Induzidos Com Extrato De Ácaro Da Poeira Doméstica

“…Nos artigos selecionados observou-se que o modelo agudo foi usado em dez artigos. Os resultados mostram, em relação ao desfecho inflamatório no pulmão, que os grupos expostos ao HDM apresentam percentual elevado de eosinófilos, alto número de células nas contagens total, inflamação das vias aéreas, produção de células caliciformes, hiper-responsividade das vias aéreas, IgE total no soro, aumento de citocinas IL-4 e IL-5 e alto influxo celular na área peribronquial e perivascular 14,16,18,19,21,23,[24][25][26]29 . Em relação à função pulmonar, o trabalho de Phipps et al 26 mostra um aumento da resistência e diminuição da complacência das vias aéreas.…”

“…Na presente revisão sistemática foram selecionados cinco artigos de administração crônica. Os resultados mostram uma robusta inflamação e aumento da espessura das paredes das vias aéreas, com deposição de colágeno peribronquial e perivascular, produção de muco, expressão da citocina actina alfa de músculo liso (α-SMA) e hiper-responsividade brônquica à metacolina 15,17,18,22 . Logo, modelos crônicos fornecem desfechos mais próximos à asma clínica com resultados sobre remodelamento das vias aéreas, espessamento da parede, e aumento da produção de muco.…”

“…Logo, modelos crônicos fornecem desfechos mais próximos à asma clínica com resultados sobre remodelamento das vias aéreas, espessamento da parede, e aumento da produção de muco. O protocolo de HDM aplicado tende a ser de longo prazo, sendo indicado para reproduzir a asma crônica, mais agressiva 17,18,27,28 . Apesar disso o modelo crônico apresenta algumas limitações, como, por exemplo, em camundongos a inflamação não fica restrita às vias aéreas condutoras, já nos seres humanos a inflamação e remodelamento no parênquima pulmonar são observados.…”