Oxidative stress-mediated iNKT-cell activation is involved in COPD pathogenesis

Abstract

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a major clinical challenge mostly due to cigarette smoke (CS) exposure. Invariant natural killer T (iNKT) cells are potent immunoregulatory cells that have a crucial role in inflammation. In the current study, we investigate the role of iNKT cells in COPD pathogenesis. The frequency of activated NKT cells was found to be increased in peripheral blood of COPD patients relative to controls. In mice chronically exposed to CS, activated iNKT cells accumulated in the lungs and strongly contributed to the pathogenesis. The detrimental role of iNKT cells was confirmed in an acute model of oxidative stress, an effect that depended on interleukin (IL)-17. CS extracts directly activated mouse and human dendritic cells (DC) and airway epithelial cells (AECs) to trigger interferonγ and/or IL-17 production by iNKT cells, an effect ablated by the anti-oxidant N-acetylcystein. In mice, this treatment abrogates iNKT-cell accumulation in the lung and abolished the development of COPD. Together, activation of iNKT cells by oxidative stress in DC and AECs participates in the development of experimental COPD, a finding that might be exploited at a therapeutic level.

Mucosal-Resident T Lymphocytes with Invariant Antigen Receptors

“…There is ample evidence that in the lungs of mice iNKT cells carry out protective immune responses to infectious agents; some examples include the bacterium S. pneumoniae (Kinjo et al, 2011;Kawakami et al, 2003), fungi such as A. fumigatus (Albacker et al, 2013;Cohen et al, 2011), and influenza virus (De Santo et al, 2008;Ho et al, 2008). iNKT cells are also protective in diminishing lung fibrosis induced by bleomycin , but they are key participants in worsening pathogenesis in mouse models of chronic obstructive pulmonary disease Pichavant et al, 2013), models of acute lung injury (Shiga et al, 2014), ischemiareperfusion injury (Wallace et al, 2009), and lung remodeling induced in IL-25 transgenic mice (Kawashima et al, 2013).…”

Proteomic analysis of exhaled breath condensate for diagnosis of pathologies of the respiratory system

“…In this study the EBC proteomic composition of the 79 donors, including patients with different pathologies of the respiratory system has been investigated. Cytoskeletal keratins type II (1, 2, 3, 4, 5, 6) and cytoskeletal keratins the type I (9,10,14,15,16) were invariant for all samples. Analyzing the frequency of occurrence of proteins in different groups of examined patients, several categories of protein have been recognized: found in all pathologies (Dermcidin, Alpha-1-microglobulin, SHROOM3), found in several pathologies (CSTA, LCN1, JUP, PIP, TXN), and specific for a single pathology (PRDX1, Annexin A1/A2).…”

“…Во всех группах с различной частотой встречаемости присутствовали цитоскелетные кератины II типа (1, 2, 3, 4, 5, 6) и цитоскелетные кератины I типа (9,10,14,15,16). Примерно с одинаковой частотой во всех рассматриваемых группах доноров были идентифицированы такие белки, как иммуноглобулин альфа, кинниноген, сывороточный альбумин, цинк-альфа2-гликопротеин, лизоцим.…”

“…В рамках данного исследования проанализирован протеомный состав КВВ 53 доноров, включая пациентов с различными заболеваниями дыхательной системы. Инвариантными для всех проб являлись цитоскелетные кератины II типа (1, 2, 3, 4, 5, 6) и цитоскелетные кератины I типа (9,10,14,15,16). Анализируя частоту встречаемости белков в разных группах можно выделить несколько категорий белков: обнаруженные у всех (дермцидин, альфа-1-микроглобулина, SHROOM3), в двух группах одновременно (CSTA, LCN1, JUP, PIP, TXN) и специфичные для одной группы (PRDX1, Аннексин А1/A2).…”

“…Известно, что белок тиоредоксин вырабатывается в ответ на присутствие внутриклеточного NO и участвует в регуляции апоптоза [12]. В свою очередь, пероксиредоксин вырабатывается в ответ на активные формы кислорода и окислительный стресс [13], что имеет место при ХОБЛ [14].…”