Макрофаги: функции, видове и роля във вродения и адаптивния имунитет

Научете всичко за макрофагите: функции, видове и ключова роля във вродения и адаптивния имунитет — фагоцитоза, сигнализация и имунна защита.

Макрофагите са бели кръвни телца в тъканите, които се получават при диференцирането на моноцитите.

Моноцитите и макрофагите са фагоцити, които действат в общия имунитет. Те задействат и специфични защитни механизми (адаптивен имунитет) на гръбначните животни.

Тяхната роля е да фагоцитират (поглъщат и след това разграждат) клетъчни остатъци и патогени като стационарни или мобилни клетки. Те също така стимулират лимфоцитите и другите имунни клетки да реагират на патогена,

Произход и видове макрофаги

Макрофагите могат да произхождат от два основни източника: ембрионални предшественици (например по плацентарно развитие и жълтъчния сак), които дават началото на тъканно-резидентни макрофаги, и постнатални моноцити от кръвта, които се диференцират в макрофаги при възпаление или нужда. В различни органи те се специализират и имат собствени наименования:

• Микроглия — в централната нервна система;
• Купферови клетки — в черния дроб;
• Алвеоларни макрофаги — в белите дробове;
• Остеокласти — специализирани за резорбция на кост (произхождат от моноцитно-макрофагенна линия);
• Тъканно-резидентни макрофаги — в кожа, лигавици, лимфни възли и др.

Основни функции

Макрофагите изпълняват широк набор от функции, които могат да се обобщят така:

• Фагоцитоза — поглъщане и разграждане на микроби, мъртви клетки и клетъчни отпадъци;
• Почистване и резорбция — почистват некротични тъкани и подпомагат възстановяването;
• Производство на медиатори — отделят цитокини (TNF-α, IL-1, IL-6 и др.), хемокини, реактивни кислородни и азотни видове за убиване на патогени;
• Антигенна презентация — излагат фрагменти от патогени на MHC молекули за да активират T-лимфоцитите;
• Подпомагане на тъканна регенерация — участват в заздравяването, ангиогенезата и ремоделирането на тъканите;
• Поддържане на хомеостаза — регулират възпалението и почистват апоптотични клетки.

Поляризация: M1 и M2 (и спектърът между тях)

Макрофагите не са статични — те променят своя фенотип според микросредата. Често се говори за опростената класификация:

• M1 (противовъзпалителни / класически активирани) — индуцирани от IFN-γ и микробни продукти; произвеждат високи нива на провъзпалителни цитокини и реактивни кислородни видове, ефективни срещу вътреклетъчни патогени;
• M2 (антиевъзпалителни / алтернативно активирани) — индуцирани от IL-4, IL-13; подпомагат тъканното възстановяване, фиброза и потискат възпалението.

В действителност макрофагите съществуват в широк спектър от междинни състояния, адаптирани към конкретните нужди на тъканта и вида на стимула.

Роля във вродения и адаптивния имунитет

Като част от вродения имунитет макрофагите са едни от първите клетки, които разпознават и реагират на патогени чрез рецептори за модели (PRRs), включително Toll-подобни рецептори (TLR). Те незабавно фагоцитират микроорганизми и отделят провъзпалителни медиатори за привличане на други имунни клетки.

В адаптивния имунитет макрофагите имат ключова роля като клетки-антаген-презентатори: чрез MHC клас II молекули представят чуждородни пептиди за активиране на CD4+ T-лимфоцитите и експресират костимулаторни молекули (например CD80/CD86), необходими за пълната активация на Т-клетките. Някои макрофаги могат и да презентират антигени по начин, който активира CD8+ цитотоксични Т-клетки (cross-presentation).

Клинично значение

Макрофагите участват както в защитата, така и в патологията:

• Хронично възпаление и автоимунни заболявания — продължителната активация може да доведе до тъканни увреждания;
• Атеросклероза — макрофагите натрупват липиди и образуват т.нар. foam cells в плаките;
• Рак — т.нар. tumor-associated macrophages (TAMs) често подпомагат растежа на тумора, ангиогенезата и потискат анти-туморния имунен отговор;
• Инфекциозни заболявания — някои патогени (напр. Mycobacterium tuberculosis) оцеляват вътре в макрофагите, използвайки ги като резервоар;
• Регенерация и фиброза — прекомерната M2-активация може да доведе до фиброза.

Терапевтични подходи

Някои стратегии, които се изследват или вече се прилагат:

• Ре-програмиране на макрофагите от туморо-поддържащ към тумор-убиващ фенотип;
• Блокиране на специфични цитокинови пътища или рецептори, за да се смекчи патогенният възпалителен отговор;
• Таргетиране на макрофагови повърхностни маркери за доставяне на лекарства или имуномодулация;
• Използване на макрофаги като носители на терапевтични агенти при клетъчна терапия.

Ключови бележки

Макрофагите са гъвкави, многозадачни клетки, които съчетават механични (фагоцитоза) и регулаторни (цитокини, презентация на антигени) роли. Те са мост между вродения и адаптивния имунитет и са решаващи за изхода на инфекции, възпаления, заздравяване и туморно развитие. Разбирането на тяхната биология помага за разработване на нови терапии при множество болести.

Търсене по буква