Pneumonia induced trained immunity as a driver of pathogenic inflammation within the lung

Projektbeschreibung

Wie bakterielle Lungenentzündung eine trainierte Immunität hervorruft

Entzündungen spielen bei Atemwegserkrankungen eine wichtige Rolle, bei denen frühere Infektionen Veränderungen der Makrophagen verursachen können. Wiederholte Grippeinfektionen schaden den Lungen, während bakterielle Lungenentzündungen die Bildung von Monozyten fördern, wodurch Entzündungen verschlimmert werden. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt Trained_Lung erforscht, wie bakterielle Lungenentzündungen eine trainierte Immunität hervorrufen, bei der es bei Exposition mit anderen Bakterien oder Umweltschadstoffen zu übermäßigen Entzündungen und Lungenschäden kommt. Das Team wird Pathogene bestimmen, die menschliche Makrophagen trainieren, die sekundären Entzündungsreaktionen auf verschiedene Bakterien untersuchen, die Myelopoese und Makrophagenfunktion im Knochenmark nach einer Lungenentzündung an Mäusen erforschen, die Veränderungen der Lungenfunktion bewerten und an iPSC-abgeleiteten menschlichen Lungenorganoiden die Auswirkungen trainierter Makrophagen auf die Immunantwort beobachten.

Ziel

The world health organisation has labeled inflammatory diseases the greatest threat to human health. Inflammation is a major cause of pathogenesis in respiratory conditions such as bronchiectasis, ARDS, and COPD. There is a growing appreciation that our prior pathogen exposure can induce trained immunity in macrophages. Trained_Lung will explore how bacterial pneumonia induces central trained immunity and how this can lead to excessive inflammation and lung damage, in response to other bacteria or environmental pollutants. Recently it has been shown that repeat exposure to influenza can lead to lung damage due to the altered functionality of lung macrophages, leading to excessive inflammation and damage to the structure of the lung. However, it remains unclear if this is the case for bacterial pneumonia and if it can lead to inappropriate inflammatory response upon rechallenge with other bacterial species or environmental pollutants. I propose that bacterial pneumonia will drive enhanced myelopoiesis and enhance circulating monocyte inflammatory responses. Further, these circulating monocytes will replace resident alveolar macrophage populations over time, seeding the lung with these trained monocytes which will become resident alveolar macrophages. Alveolar macrophages are constantly in contact with a range of bacteria, viruses, PAMPs, and pollutants which all have the potential to drive excessive inflammatory responses. Trained_Lung will identify pathogens that can train human macrophages and examine secondary inflammatory responses to a range of bacterial pathogens and environmental pollutants. Further, myelopoietic changes in the bone marrow and functional changes in macrophages post-pneumonia in mice will be explored, and how these changes impact subsequent challenges in terms of lung function and damage. Finally, Trained_Lung will explore how trained macrophages impact immune responses within iPSC-derived human lung organoids, adding a key translational aspect