Abstract Neutrophilic inflammation correlates with mortality in fibrotic interstitial lung disease (ILD) however, the underlying mechanisms remain unclear. We aimed to determine whether aberrant neutrophil activation is a feature of ILD and the relative role of hypoxia. We used lung biopsies and bronchoalveolar lavage (BAL) from ILD patients to investigate the extent of hypoxia and neutrophil activation in lungs of patients with ILD. We complemented these findings with ex vivo functional studies of neutrophils from healthy volunteers to determine the effects of hypoxia. We demonstrate for the first time HIF-1α staining in neutrophils and endothelial cells in ILD lung biopsies. Hypoxia enhanced both spontaneous and phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-induced neutrophil extracellular trap (NET) release (NETosis), neutrophil adhesion, and trans-endothelial migration. Hypoxia also increased neutrophil expression of the α M and α X integrin subunits. Interestingly, NETosis was induced by α M β 2 integrin activation and prevented by cation chelation. Finally, NETs were demonstrated in the BAL from ILD patients, and quantification showed significantly increased cell-free DNA content and MPO-citrullinated histone H3 complexes in ILD patients compared to non-ILD controls. Our work indicates that HIF-1α upregulation may augment neutrophil recruitment and activation within the lung interstitium through activation of β 2 integrins. Our results identify a novel HIF-1α-Integrin-NETosis axis for future exploration in therapeutic approaches to fibrotic ILD.

Transforming growth factor-β1 (TGFβ1) is the key pro-fibrotic cytokine implicated in the interstitial lung diseases (ILD), including idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), but the primary source of TGFβ1 in these diseases is unknown. Platelets have abundant TGFβ1 stores, however their role in IPF is ill-defined. We sought to investigate whether platelets or platelet-derived TGFβ1 mediate IPF disease progression. ILD/IPF and non-ILD patients were recruited to determine platelet reactivity and followed for mortality. To study whether platelet-derived TGFβ1 modulates pulmonary fibrosis, mice with a targeted deletion of TGFβ1 in megakaryocytes and platelets (TGFβ1fl/fl.PF4-Cre) were used in the bleomycin-induced PF model. We found a significantly higher mortality in IPF patients with elevated platelet counts, along with significantly increased platelets, neutrophils, TGFβ1 and CCL5 in the lung and bronchoalveolar lavage (BAL) of ILD patients. Despite platelets being readily detected within the lungs of bleomycin-treated mice, neither the degree of pulmonary inflammation or fibrosis were significantly different between TGFβ1fl/fl.PF4-Cre and control mice. Our results demonstrate for the first-time that platelet-derived TGFβ1 is redundant in driving pulmonary fibrosis in an animal model. However, platelets can predict mortality in IPF implicating other platelet-derived mediators, such as CCL5, in promoting human IPF disease.