Les macrophages et les cellules ressemblant à des macrophages sont présents dans tous les organes de mammifères avec une hétérogénéité importante et une spécialisation phénotypique régulée de manière spécifique aux tissus. Dans le poumon, il existe deux populations distinctes de macrophages: les macrophages alvéolaires, qui sont en contact étroit avec les cellules épithéliales de type I et II des alvéoles (1); et les macrophages interstitiels, qui résident dans le parenchyme entre l’endothélium microvasculaire et l’épithélium alvéolaire (2). Les macrophages alvéolaires dérivent des procureurs de sac de joug de monocytes fœtaux, qui peuplent les alvéoles peu de temps après la naissance et persistent tout au long de la vie via des populations embryonnaires auto-renouvelées indépendamment de la contribution de la moelle osseuse (3-5). Après des insultes inflammatoires, les monocytes dérivés de la moelle osseuse sont recrutés dans le poumon et se différencient en macrophages alvéolaires (6-8). La différenciation terminale et la maturation des macrophages pulmonaires dépendent du facteur stimulant les colonies de macrophages des granulocytes et sont transduites par les facteurs de transcription, Pu.1 (9). Le phénotype fonctionnel des macrophages alvéolaires est modulé par le microenvironnement unique du poumon qui comprend un contact intime avec les cellules épithéliales, une tension élevée en oxygène et une exposition à un liquide riche en tensioactifs. Les macrophages alvéolaires sont essentiels à l’homéostasie tissulaire, à la défense de l’hôte, à l’élimination des tensioactifs et des débris cellulaires, à la reconnaissance des agents pathogènes, à l’initiation et à la résolution de l’inflammation pulmonaire et à la réparation des tissus endommagés (10). Dans des conditions physiologiques, les macrophages alvéolaires produisent de faibles niveaux de cytokines inflammatoires, maintiennent une activité phagocytaire élevée et suppriment généralement l’inflammation et l’immunité adaptative (1).
Les macrophages alvéolaires sont la première ligne de défense contre les polluants et les microbes pathogènes qui déclenchent une réponse immunitaire innée dans les poumons. Deux phénotypes de macrophages alvéolaires ont été identifiés : le macrophage activé classiquement (macrophage M1) et le macrophage activé alternativement (macrophage M2). Les macrophages M1 réagissent aux facteurs microbiens et aux cytokines proinflammatoires Th1 pour présenter un métabolisme glycolytique associé à la libération de cytokines inflammatoires, à une meilleure destruction bactérienne et au recrutement de cellules immunitaires dans le parenchyme pulmonaire et l’alvéole. En comparaison, les macrophages M2 sont induits par l’exposition aux cytokines Th2 pour subir un métabolisme oxydatif associé à la libération de cytokines anti-inflammatoires, à la phagocytose des cellules apoptotiques (efférocytose) et au dépôt de collagène qui contribuent à la résolution de l’inflammation et à la réparation des tissus endommagés (11, 12). Le rôle protéiforme des macrophages alvéolaires dans la pathogenèse et la résolution de l’inflammation pulmonaire dépend de leur ontogenèse et du microenvironnement associé à divers stimuli nocifs (13). En raison de leur plasticité remarquable, les macrophages alvéolaires sont hautement spécialisés dans la réaction aux signaux environnementaux conduisant à des changements rapides et réversibles de leur phénotype inflammatoire (14). En réponse aux modèles moléculaires associés aux dommages, aux modèles moléculaires associés aux agents pathogènes, aux cytokines, aux facteurs de croissance et à d’autres médiateurs libérés dans le microenvironnement, les macrophages alvéolaires sont modifiés phénotypiquement et fonctionnellement pour adopter des propriétés pro-inflammatoires, pro-fibrotiques, anti-inflammatoires, anti-fibrotiques, pro-asthmatiques, pro-résolvantes ou régénérantes tissulaires (15, 16). Le paysage transcriptomique et épigénétique des macrophages alvéolaires est déterminé par le microenvironnement pulmonaire (17). Pendant l’inflammation pulmonaire, les macrophages communiquent également constamment avec les cellules épithéliales, les cellules endothéliales microvasculaires, les neutrophiles, les macrophages, les lymphocytes, les fibroblastes et les cellules souches ou progénitrices tissulaires pour réguler l’homéostasie pulmonaire et l’immunité innée et adaptative contre les agents pathogènes (18-22). Les états de polarisation des macrophages alvéolaires ne s’excluent pas mutuellement et les cellules peuvent présenter simultanément des éléments des macrophages M1 et M2 en fonction des signaux environnementaux (23). La grande plasticité des macrophages rend difficile la distinction des sous-populations spécifiques. Les marqueurs de surface cellulaire et les profils transcriptionnels et épigénétiques sont au centre des recherches actuelles afin d’identifier le rôle unique des populations distinctes de macrophages et des états d’activation dans les lésions et la réparation pulmonaires (24, 25).
Cette collection d’articles publiés est composée d’une série de revues et d’articles de recherche originaux soulignant le rôle des macrophages alvéolaires dans l’inflammation pulmonaire. Grâce à une revue systématique et à une méta-analyse de 22 études utilisant différentes espèces animales, notamment des rats, des souris, des lapins, des chiens, des porcs et des moutons, Liu et al. a conclu que la thérapie fibrinolytique améliorait significativement les échanges gazeux, réduisait les lésions inflammatoires pulmonaires et prolongeait la survie dans les modèles animaux précliniques. Feller et coll. a montré que le tabagisme persistant activait la signalisation non canonique du membre de la famille Wnt 5a qui régule l’expression gamma du récepteur activé par le proliférateur du peroxysome, entraînant une polarisation des macrophages du phénotype M2 anti-inflammatoire au phénotype M1 pro-inflammatoire, une inflammation pulmonaire et une maladie pulmonaire obstructive chronique ultime. L’hypoxie tissulaire est une caractéristique microenvironnementale commune de la septicémie et d’autres maladies inflammatoires. Wu et coll. a démontré que l’expression de gènes inflammatoires, y compris le facteur de nécrose tumorale α, l’interleukine-1β et l’interleukine-6, récepteur de type Toll 4 dans les macrophages alvéolaires, était améliorée lors d’une exposition aiguë à l’hypoxie au cours d’une endotoxémie chez le rat. Lee et coll. discuté des résultats récents sur l’interaction entre les macrophages alvéolaires et les cellules épithéliales pulmonaires via des vésicules extracellulaires et des microARN contenant des vésicules extracellulaires. La conversation croisée bidirectionnelle paracrine entre les macrophages et l’épithélium via une signalisation à médiation vésiculaire extracellulaire peut déclencher une cascade inflammatoire dans le poumon. Dans un modèle murin de fibrose pulmonaire induite par la bléomycine, Elewa et al. a rapporté que les sous-populations de macrophages CD80 + M1 ont augmenté et qu’il y avait une corrélation significativement positive dans le nombre de macrophages infiltrés entre les poumons et les amas lymphoïdes associés aux graisses médiastinales. Cette étude suggère que les amas lymphoïdes associés aux graisses médiastinales peuvent jouer un rôle essentiel dans la progression des maladies inflammatoires pulmonaires. Enfin, McCubbrey et coll. évaluation de l’efficacité et de la spécificité des souches de souris couramment utilisées ciblant les macrophages pulmonaires. La spécificité du ciblage des macrophages pulmonaires avec le lysozyme M-Cre est plus élevée qu’avec le récepteur du facteur 1 stimulant les colonies – Cre. Il y a eu une déplétion génique très efficace dans les macrophages alvéolaires et les macrophages interstitiels avec le lysozyme M-Cre ou le récepteur du facteur 1 stimulant les colonies – Cre. Le récepteur 1-œstrogène Cre du récepteur de la chimiokine (motif C-X3-C) et la protéine transactivatrice contrôlée par la tétracycline inverse sous le contrôle des systèmes inductibles du promoteur CD68 humain ciblaient principalement les macrophages interstitiels et les monocytes de trafic, mais n’étaient pas en mesure de supprimer les gènes floqués dans les macrophages alvéolaires.
En résumé, nous prévoyons que la collection de revues et d’articles originaux servira d’inspiration pour de futures recherches visant à identifier comment le microenvironnement spécialisé des espaces aériens à la suite d’une blessure entraîne la polarisation des macrophages alvéolaires qui régule l’inflammation et la résolution des poumons. Les progrès dans la compréhension de la fonction et des mécanismes de régulation des macrophages alvéolaires pourraient fournir des informations qui pourraient mener à de nouvelles thérapies pour les maladies pulmonaires en ciblant spécifiquement les sous-populations de macrophages alvéolaires.