1 Moskova Devlet Tıp ve Sağlık ve Sosyal Kalkınma Bakanlığı Diş Hekimliği Üniversitesi Rusya Federasyonu, Moskova

2 URAMN Genel Patoloji ve Patofizyoloji Araştırma Enstitüsü, RAMS, Moskova

Sistemin merkezi hücrelerinden biri olan alveolar makrofajlar, akciğerlerde inflamatuar reaksiyonların başlamasında ve gelişmesinde önemli rol oynar. doğuştan gelen bağışıklık. Doğuştan gelen tepkinin önemli bileşenleri, makrofajların fagosite etme yeteneği ve göç aktiviteleridir. C57/BL6 farelerinden izole edilen pro-inflamatuar M1 fenotipinin alveolar makrofajları, BALB/c farelerinden izole edilen anti-inflamatuar M2 fenotipinin alveolar makrofajlarına kıyasla S.aureus'a karşı daha büyük bir fagositik aktiviteye sahiptir. saat Karşılaştırmalı analiz göç aktivitesi, aktivite indeksinin kullanılan kemoatraktan tipine alternatif bir bağımlılığı kuruldu.

makrofajlar

makrofaj fenotipleri

fagositoz

göç faaliyeti

1. Biyolojik iskele yeniden şekillenmesinin bir belirleyicisi olarak makrofaj fenotipi / S.F. Badylak, J.E. Valentin, AK Ravindra ve ark. // Doku Müh Bölüm A. - 2008. - Cilt. 14. Sayı 11. - S. 1835-42.

2. Benoit M., Desnues B., Mege J.L. Bakteriyel Enfeksiyonlarda Makrofaj Polarizasyonu // The Journal of Immunology. - 2008. - Cilt. 181. - S. 3733-3739.

3. Kahire G., Locati M., Mantovani A. Makrofaj polarizasyonunun önemli bir bileşeni olarak demir homeostazının kontrolü // Haematologica. - 2010. - Cilt 95, Sayı 11. - S. 1801-1803.

4. Akciğer Hastalıklarında Pulmoner İmmünobiyoloji ve Enflamasyon. NHLBI Çalıştay Özeti / D. Crapo, A.G. Harmsen, M.P. Sherman, R.A. Musson // Am J Respir Crit Care Med. - 2000. - Cilt. 162. - S. 1983-1986.

5. Frevert, Wong, Goodman ve ark. Vitroda Nötrofil Göçünün Hızlı Floresan Tabanlı Ölçümü // İmmünolojik Yöntemler Dergisi. - 1998. - Cilt. 213. – S. 41–52.

6. Goldmann O., von Köckritz-Blickwede M., Höltje C. et al. Streptococcus pyogenes ile Enfeksiyona Tepkide Murin Makrofajlarının Transkriptom Analizi Olağandışı Bir Aktivasyon Programını Ortaya Çıkardı // Infect Immun. - 2007. - Cilt. 75, Sayı 8. - S. 4148-57.

7. Lasbury, M.E., Durant P.J., Lee C.H.. Farelerde Pneumocystis pnömonisi sırasında alveolar makrofajların sayısı artar // J. Eukaryot. mikrobiyol. - 2003. - Cilt. 50 (Ek). – S. 637–638.

8. Lay J.C., Alexis N.E., Zeman K.L., et al. Normal Gönüllülerle Karşılaştırıldığında Hafif Astımlılarda Havayolu Fagositler tarafından Solunan Partiküllerin In-vivo Alımı Artırılır // Toraks. - 2009. - Cilt. 64. – S. 313–320.

9. Martinez F.O., Sica A., Mantovani A. ve diğerleri. Makrofaj aktivasyonu ve polarizasyon // Front Biosci. - 2008. - Cilt. 13. – S. 453–61.

10. Platt N., Haworth R., da Silva R.P., Gordon S. Scavenger reseptörleri ve bakteri ve apoptotik hücrelerin fagositozu // Zarların ve Organellerin Hücresel ve Moleküler Biyolojisindeki Gelişmeler. - 1999. - Cilt. 5. – S. 71–85.

11. Stangel M., Joly E., Azarlama N.J., Compston D.A.S. Normal poliklonal immünoglobulinler ('IVIg') in vitro mikroglial fagositozu inhibe eder // Journal of Neuroimmunology. - 2000. - Cilt. 106(1). – S. 137–144

12. Tumitan A.R., Monnazzi L.G., Ghiraldi F.R. et al. Yersinia'ya dirençli ve yersinia'ya duyarlı fare suşlarında makrofaj aktivasyon paterni // Microbiol Immunol. - 2007. - Cilt. 51(10). – S. 1021–8.

Enflamatuar yanıtlar, çok sayıda akciğer hastalığının gelişmesinde son derece önemli bir rol oynar. bronşiyal astım, akut solunum sıkıntısı sendromu ve bronkopulmoner displazi. Akciğerlerde inflamatuar reaksiyonların başlamasında ve gelişmesinde merkezi rollerden birinin alveolar makrofajlar tarafından oynandığı bilinmektedir. Aktive edildiğinde, bu hücreler serbest radikaller, NO, sitokinler, kemokinler ve diğer inflamatuar aracıları üretir, böylece doğuştan gelen ve adaptif bağışıklık tepkilerini tetikler ve patojenik mikropları nötralize eder.

Bağışıklık tepkisi sırasında, doğal makrofajlar çeşitli fonksiyonel fenotipler kazanabilir. Böylece, klasik M1 fenotipi, TNF-a, IL-1ß, IL-6, IL-12, makrofaj enflamatuar proteini 1a (MIP-1a) gibi pro-inflamatuar sitokinlerin ve kemokinlerin üretimi ile karakterize edilir. artan nitrik oksit (NO) üretimi. M1 makrofajları, Th1 yanıtına entegre edilmiş efektör hücrelerdir. Bu fenotip mikroorganizmaları ve tümör hücrelerini öldürür ve büyük miktarlarda proinflamatuar sitokinler üretir. Alternatif M2 makrofaj fenotipi, IL-10 ve IL-1 tuzak reseptörü (IL-1ra) gibi anti-inflamatuar sitokinlerin üretimi ile karakterize edilir. M2 fenotipinin fonksiyonel amacı, öncelikle inflamatuar yanıtı düzenlemek, anjiyogeneze, doku yeniden şekillenmesine katılmak ve inflamasyon tarafından bozulan immün homeostazını yeniden sağlamaktır.

Doğal bağışıklığın patojenik mikropları ortadan kaldırma ve gerekirse anjiyogenezi, yeniden şekillenmeyi ve hasarlı dokuların onarımını uyarma etkinliği, makrofajların fagositik aktivitesine ve bu hücrelerin iltihaplanma bölgesine ne kadar çabuk ulaşabileceğine önemli ölçüde bağlıdır. yani onların göç faaliyetlerinden

Bu nedenle, makrofajların fagosite etme yeteneği ve göç aktivitesi, bağışıklık sisteminin enfeksiyon ve doku hasarı tarafından bozulan homeostazı ne kadar hızlı geri yükleyebileceğini belirleyen doğuştan gelen yanıtın önemli bileşenleridir. Bununla birlikte, M1 ve M2 makrofaj fenotiplerinin fagositik yeteneği ve göç aktivitesindeki farklılıkların ne olduğu konusundaki önemli soru hala açıktır.

Bu çalışmanın amacı bu soruyu cevaplamaktı.

Malzemeler ve araştırma yöntemleri

fareler

Fonksiyonel tepkileri incelemek için (fagositik ve göçmen aktivitenin belirlenmesi), alveolar makrofajların izolasyonu, çeşitli soylardan farelerde gerçekleştirildi. Hayvanların farklı genetik hatlarının farklı makrofaj fenotiplerine sahip olabileceği bilinmektedir. Örneğin, C57/BL6 fareleri M1 fenotipine sahipken Balb/c fareleri M2 fenotipine sahiptir. С57/BL6 ve Balb/c fare hatları, Rusya, Moskova, Rusya Sağlık ve Sosyal Kalkınma Bakanlığı Moskova Devlet Tıp Üniversitesi Yüksek Mesleki Eğitim Devlet Bütçe Eğitim Kurumu vivaryumundan elde edildi. Çalışmalar için 10-12 haftalık, 23-28 gr ağırlığında, her iki hattın erkekleri kullanıldı.Çalışmalar iyi laboratuvar uygulamaları (GLP) kurallarına uygun olarak yapıldı. Fareler, patojenik mikroorganizmaların girişine izin vermeyen vivaryum koşullarında tutuldu.

Alveolar makrofajların izolasyonu

Alveolar makrofajlar izole edildi bronkoalveolar lavaj(BAL) fareler. Önceden, farelere bir kloral hidrat solüsyonu (100 g hayvan ağırlığı başına 32.5 ng oranında) intraperitoneal olarak enjekte edildi, ardından fareler alt vena kava kesilerek ve kanları boşaltılarak öldürüldü. Bronko-alveolar lavaj (BAL) elde etmek için 1 ml steril fosfat tamponu PBS 37 °C, bir intratrakeal kateter yoluyla akciğerlere enjekte edildi (her hayvan için 4 lavaj yapıldı). Elde edilen BAL 1000 rpm'de 4 dakika santrifüj edildi. Hücre tortusu 3 ml RPMI 1640 ortamında yeniden süspanse edildi, ardından Goryaev bölmesindeki makrofajların sayısı belirlendi ve RPMI 1640 ortamındaki hücre konsantrasyonu 1~106/ml'ye getirildi.

Alveolar makrofajların fagositik aktivitesinin belirlenmesi

Makrofajların fagositik aktivitesinin belirlenmesi, yukarıda açıklanan yönteme göre bronko-alveolar lavajdan elde edilen bir hücre süspansiyonu üzerinde gerçekleştirildi. Isı ile inaktive edilmiş Staphylococcus aureus 9198 suşu bir fagositoz nesnesi olarak kullanıldı, 56°C'lik bir sıcaklıkta 1 saat ısıtılarak öldürülen mikroorganizmaların günlük kültüründen bir bakteri süspansiyonu hazırlandı, ardından steril salin içinde üç yıkama yapıldı. Standart bulanıklık numunesi OSO 42-28-85P 10 üniteye (L.A. Tarasevich'in adını taşıyan GISK) göre, bakteri hücrelerinin konsantrasyonu 1∙109 /ml'ye getirilerek belirlendi. Makrofajlar, 1~106 /ml konsantrasyonlu RPMI 1640 ortamında ve Staphylococcus aureus 9198 (hazırlanan suştaki mikroorganizmaların konsantrasyonu 1~109 /ml'dir) içindeki 24 oyuklu bir plakanın işaretli oyuklarına yerleştirildi. makrofajlar/stafilokok oranı - 1:400; 1:600; 1:800; 1:1000) toplam 1 ml/kuyu hacmine kadar. Makrofajlar ve mikroorganizmalar içeren plaka, %5 CO2'de 37 ± 0.5°C'de 3 saat süreyle inkübe edildi. 3 saat sonra plakanın oyukları Hank solüsyonu (+ 4 °C) ile yıkandı, oda sıcaklığında 30 dakika kurutuldu, ardından mutlak etanol ve Romanovsky-Giemsa boyası ile sabitlendi. Makrofajların fagositik işlevi, yutulan mikropların doğrudan görsel sayımıyla değerlendirildi. Doğrudan görsel yöntemi kullanırken, fagositik indeks (PI) hesaplandı - toplam sayıdan fagositik hücrelerin yüzdesi ve fagositik sayıdan (PF) - bir hücre tarafından yakalanan ortalama mikrop sayısı (sadece fagositik hücreler için tahmin edildi) .

Makrofajların göç aktivitesinin belirlenmesi

Makrofajların migrasyon aktivitesi, yukarıda açıklanan yönteme göre bronko-alveolar lavajdan elde edilen, kemotaktik bir ortamda yeniden süspanse edilen hücrelerin bir süspansiyonu üzerinde belirlendi (fenol kırmızısı içermeyen RPMI 96 ml, 1M HEPES - 1 ml, %7.5 NaHC03 - 2 ml , 200 mM L-glutamin - 1 mi, BSA - 0,5 g).

Alveolar makrofajların migrasyon aktivitesini belirleme yöntemi, hücre süspansiyonu ile odanın bir yarısından lökositlerin bir kemoatraktan içeren ve bir kemoatraktan içeren bölmenin diğer yarısına geçişine dayanan Boyden yöntemi ilkesine dayanmaktadır. bir membran filtre. Kemotaksis analizi, doğrudan Neuro Probe Protocol'e göre yapıldı.

30 µl kemoatraktan (BAL of C57/BL6 ve Balb/c fareleri kullanıldı) haznenin alt işaretli mikro kuyularına ilave edildi, gözenek çapı 8 µm olan bir filtre yerleştirildi, hazne kapatıldı ve 100 µl kemotaktik bir ortam içinde hücre süspansiyonu (1-106/ml'lik bir konsantrasyon ile). Doldurulan oda 3 saat 37 ± 0.5°C'de %5 CO2'de inkübe edildi. 3 saat sonra hücreler odanın üst hücrelerinden aspire edildi, hücreler 1∙PBS içinde 2 mM EDTA ile 15 dakika dolduruldu, ardından EDTA aspirasyonu yapıldı. Hazne açıldı ve zarın üst tarafındaki hücreler bir Q-ucu ile çıkarıldı. Daha sonra membran 1500 g'de 15 dakika (+4°C'de) santrifüj edildi. Zar, Romanovsky'ye göre masmavi-eozin ile 15 dakika boyandı. Göç eden hücrelerin sayısı, bir optik mikroskop altında her hücrede sayıldı.

Migrasyon aktivitesini değerlendirmek için migrasyon indeksini kullandık - bir kuyudaki migrasyon yapan hücre sayısının migrasyon yapmayan hücre sayısına oranı.

Araştırma sonuçları ve tartışma

Şekil, makrofaj başına bakteri sayısının oranına bağlı olarak iki fenotipin makrofajlarının fagositik aktivitesi hakkındaki verileri göstermektedir.

İzole edilen fenotipin M1 makrofajlarının fagositik aktivitesinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi
BABL/c farelerinden izole edilen fenotipin C57 fareleri ve M2 makrofajlarından

Tüm oranlar için, bir M1 makrofaj tarafından tüketilen ortalama bakteri sayısının, M2 makrofajlarınkinden önemli ölçüde yüksek olduğu görülebilir. Bu, M1 fenotipinin S. aureus'u fagosite etmede M2 ​​fenotipinden daha etkili olduğu anlamına gelir. Aynı zamanda, M1 fenotipinin fagositik aktivitesi, M2 fenotipinden çok S. aureus konsantrasyonuna bağlıydı. Grafikte bu, M1 eğrisinin M2'ye kıyasla daha dik yükselişinde yansıtılır.

Aşağıdaki tablo, iki farklı kemoatraktan tipine yanıt olarak M1 ve M2 fenotiplerinin makrofajlarının göç hareketliliğine ilişkin verileri sunar: BALB/c farelerinden izole edilen BAL (BAL BALB/c) ve C57'den BAL (BAL C57).

C57 farelerinden izole edilen fenotip M1 makrofajlarının ve BABL/c farelerinden izole edilen fenotip M2 makrofajlarının göç aktivitesinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi. Göç aktivitesi, göç eden hücrelerin sayısının göç etmeyenlere oranı olarak sunulan göç indeksi ile ölçülmüştür.

Bu veriler, birkaç önemli sonuç çıkarmamıza izin veriyor.

İlk olarak, M1 ve M2 fenotiplerinin göç hareketliliğinin karşılaştırmalı değerlendirmesi, hangi tip BAL kemo-çekici madde kullanıldığına bağlı olarak alternatif olarak farklıdır. Gerçekten de, BALB/c'nin bir kemoatraktan olarak kullanıldığı durumda, M2 makrofajlarının aktivitesi M1'e kıyasla önemli ölçüde daha yüksektir (1.88 ± 0.13'e karşı 1.12 ± 0.12, p< 0,01). В том же случае, когда в качестве хемоаттрактанта используется БАЛ С57 , активность макрофагов М1 существенно выше, по сравнению с М2 (1,50+0,11 vs 0,93 ± 0,12, р < 0,01).

İkinci olarak, "yerli" BAL BALB/c'ye yanıt olarak BALB/c farelerinden izole edilen M2 makrofajlarının göç aktivitesi, "yerli" BAL C57'lerine yanıt olarak C57 farelerinden izole edilen M1 makrofajlarının aktivitesinden önemli ölçüde yüksektir (1, 88 ± 0.13 vs 1.50 ± 0.11, p< 0,05).

Üçüncüsü, makrofajların kendi "yerli" BAL'lerine göç hareketi, "yabancı" BAL'den önemli ölçüde daha yüksektir. Bu nedenle, doğal BALBALB/c'ye yanıt olarak BALB/c farelerinden izole edilen fenotipin M2 makrofajlarının göç aktivitesi, yabancı BALS57'den iki kat daha yüksekti (1.88 ± 0.13'e karşı 0.93 ± 0.12, p< 0,001). Аналогичным образом, миграционная активность макрофагов М1 фенотипа, выделенных из мышей С57 в ответ на свой БАЛС57, была почти в полтора раза выше, чем на чужеродный БАЛBALB/c (1,50 ± 0,11 vs 1,12 ± 0,12, р < 0,05).

C57 farelerinden izole edilen fenotip M1 makrofajlarının, BALB/c farelerinden izole edilen fenotip M2 makrofajlarına kıyasla S. aureus'a karşı daha büyük fagositik aktiviteye sahip olduğu sonucu oldukça tahmin edilebilir. Bu muhtemelen büyük ölçüde, M1 makrofajlarının, bakteri ve virüsler gibi hücre içi mikropları yakalamak için immünolojik olarak "yönlendirilmiş" olmasından ve M2 fenotipiyle karşılaştırıldığında, mikrobiyal model tanıyan fagositoz reseptörlerinin daha büyük bir temsiline sahip olmalarından kaynaklanmaktadır.

M2 fenotipi, hasarlı dokuların yeniden şekillenmesi ve onarımında rol oynar, bu nedenle ölü hücrelerin ölü parçalarının veya yabancı cansız parçaların yakalanmasına daha "yönlüdür" -
Kontrol . Bu nedenle, örneğin boya parçacıkları veya lateks topları gibi S. aureus yerine kullanıldığında M2 fenotipinin fagositozunun M1'e kıyasla daha etkili olması mümkündür. Gerçekten de literatürde bunun kanıtı var. Böylece lateks toplar ve zimosan partikülleri ile ilgili olarak M2 fenotipinin fagositozunun M1 fenotipine göre daha etkili olduğu gösterilmiştir.

Bu nedenle, farklı makrofaj fenotiplerinin fagositik aktivitesi hakkında karşılaştırmalı bir sonuç, her zaman fagosite edilen ajanın doğasını (bakteriler, boya partikülleri veya ölü hücre fragmanları) hesaba katmalıdır. Bizim olgumuzda ise S.aureus ile ilgili olarak M1 fenotipinin fagositik aktivitesi makrofajların M2 fenotipine göre anlamlı derecede yüksekti.

Göç aktivitesinin karşılaştırmalı bir analizinde benzer bir durum gelişir, yani verilerimiz karşılaştırmalı değerlendirmenin alternatif olarak kullanılan kemoatraktan tipine bağlı olduğunu göstermiştir. Açıkçası, bu bağımlılığın nedenlerinin açıklanması, iki tip BAL'deki kemoatraktan moleküllerin kompozisyonunun ayrıntılı bir yorumunu ve kemoatraktan kemokinlerin içeriği açısından BALBALB/c ve BALS57 arasındaki farklar nelerdir sorusuna bir cevap gerektirecektir. , sitokinler, yüzey aktif madde proteinleri, vb.

Açıkçası, bizim koşullarımızda makrofajların göç aktivitesi iki faktöre bağlıydı:

1) belirli bir fenotipteki makrofajın kendi hareket kabiliyeti;

2) belirli bir BAL'deki kemo-çekici moleküllerin konsantrasyonu ve gücü.

Bu nedenle, farklı hayvan hatlarından izole edilen farklı makrofaj fenotiplerinin göç aktivitesini karşılaştırırken, bütünsel bir yaklaşımın kullanılması, yani makrofajların göç aktivitesinin BAL'lerinin doğal koşullarında değerlendirilmesi tavsiye edilir. Bu yaklaşımla, BALB/c farelerinin M2 makrofajlarının göç aktivitesinin, C57 farelerinin M1 makrofajlarınınkinden önemli ölçüde yüksek olduğu ortaya çıktı.

Ve son olarak, bir diğeri de ilgiyi hak ediyor ilginç gerçek hem M1 hem de M2 ​​fenotiplerinin göç aktivitesinin, yabancı BAL'ye yanıt olarak önemli ölçüde azaldığını. Bu garip görünüyor, çünkü makrofaj tam olarak o hücredir. bağışıklık sistemi, hangi "yabancı", "kendi" den çok daha fazlasını çekmeli. Bu soruyu cevaplamak için, farklı suşların farelerinde BAL'ın kimyasal ve moleküler bileşimini analiz etmek de gereklidir.

Genel olarak, sonuçlarımız M1 ve M2 makrofaj fenotiplerinin fagositik ve göçmen aktivitelerinin önemli ölçüde farklılık gösterdiğini göstermiştir, ancak bu farklılıkların yönü hakkında, bu aktivitelerin tezahürü için özel koşullar dikkate alınarak bir sonuca varılmalıdır.

İnceleyenler:

Chesnokova N.P., Tıp Bilimleri Doktoru, Profesör, Saratov Devlet Tıp Üniversitesi Patolojik Fizyoloji Anabilim Dalı Profesörü. VE. Rusya Federasyonu Sağlık ve Sosyal Kalkınma Bakanlığı'ndan Razumovsky” Saratov;

Arkhipenko Yu.V., Biyolojik Bilimler Doktoru, Profesör, Başkan. Adaptif Tıp Laboratuvarı, Temel Tıp Fakültesi, Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi M.V. Lomonosov, Moskova.

Çalışma, editörler tarafından 10 Kasım 2011'de alındı.

bibliyografik bağlantı

"bio/mol/text" yarışması için makale: Bağışıklık sistemi, vücudumuzun virüslere, bakterilere, mantarlara ve diğer patojenlere karşı dışarıdan inanılmaz derecede etkili olan güçlü bir çok katmanlı savunmasıdır. Ek olarak, bağışıklık sistemi, kötü huylu tümörlere dönüşebilen dönüştürülmüş kendi hücrelerini etkili bir şekilde tanıyabilir ve yok edebilir. Ancak bağışıklık sistemindeki arızalar (genetik veya başka nedenlerle) bir gün kötü huylu hücrelerin kontrolü ele almasına neden olur. Aşırı büyümüş bir tümör, vücut saldırılarına karşı duyarsız hale gelir ve yalnızca yıkımı başarılı bir şekilde önlemekle kalmaz, aynı zamanda kendi ihtiyaçlarını karşılamak için koruyucu hücreleri aktif olarak “yeniden programlar”. Tümörün bağışıklık tepkisini bastırmak için kullandığı mekanizmaları anlayarak, karşı önlemler geliştirebilir ve dengeyi, hastalıkla savaşmak için vücudun kendi savunmasını harekete geçirmeye kaydırmaya çalışabiliriz.

Bu makale, "Biyo / mol / metin" -2014 popüler bilim eserleri yarışmasına "En İyi İnceleme" adaylığında sunulmuştur.

Yarışmanın ana sponsoru ileri görüşlü Genotek firmasıdır.
Yarışma RVC OJSC tarafından desteklendi.

Tümör ve bağışıklık - bir prolog ile üç bölümden oluşan dramatik bir diyalog

Kanserde bağışıklık tepkisinin düşük etkinliğinin nedeninin, tümör hücrelerinin bağışıklık sistemi için normal, sağlıklı hücrelere çok benzemesi, onları doğru bir şekilde tanımak için "yabancıları" aramaya ayarlı olması olduğu uzun zamandır düşünülmüştür. Bu, bağışıklık sisteminin viral yapıdaki tümörlere en başarılı şekilde direndiği gerçeğini açıklar (bağışıklık yetmezliği olan kişilerde sıklıkları çarpıcı biçimde artar). Ancak daha sonra bunun tek neden olmadığı anlaşıldı.

Bu yazıda kanserin bağışıklık yönlerinden bahsediyorsak, o zaman işte "Dünyada daha kötü bir pençe yok..." Kanser metabolizmasının özelliklerini okuyabilirsiniz. - Ed.

etkileşim olduğu ortaya çıktı kanser hücreleri bağışıklık sistemi ile çok daha çok yönlüdür. Tümör sadece saldırılardan "saklanmaz", yerel bağışıklık tepkisini aktif olarak bastırabilir ve yeniden programlayabilir. bağışıklık hücreleri onları kendi habis ihtiyaçlarına hizmet etmeye zorluyor.

Dejenere olmuş, kontrolden çıkmış bir hücre ile yavruları (yani gelecekteki bir tümör) ve vücut arasındaki “diyalog” birkaç aşamada gelişir ve eğer ilk başta inisiyatif neredeyse tamamen vücudun savunması tarafındaysa, o zaman son (bir hastalık durumunda) - tümörün yanına gider. Birkaç yıl önce, onkoimmünologlar "bağışıklık düzenleme" kavramını formüle ettiler ( bağışıklık düzenleme), bu sürecin ana aşamalarını açıklar (Şekil 1) .

Şekil 1. İmmüno-düzenleme (bağışıklık düzenleme) malign bir tümörün gelişimi sırasında.

İmmün düzenlemenin ilk aşaması eleme işlemidir ( eliminasyon). Dış kanserojen faktörlerin etkisi altında veya mutasyonların bir sonucu olarak, normal bir hücre "dönüşür" - süresiz olarak bölünme ve vücudun düzenleyici sinyallerine cevap vermeme yeteneği kazanır. Ancak aynı zamanda, bir kural olarak, yüzeyinde özel “tümör antijenlerini” ve “tehlike sinyallerini” sentezlemeye başlar. Bu sinyaller, başta makrofajlar, doğal öldürücü hücreler ve T hücreleri olmak üzere bağışıklık sisteminin hücrelerini çeker. Çoğu durumda, tümörün gelişimini kesintiye uğratan "bozulmuş" hücreleri başarıyla yok ederler. Bununla birlikte, bazen bu "kanser öncesi" hücreler arasında, bir nedenden dolayı immünoreaktivitenin - bir bağışıklık tepkisi uyandırma yeteneğinin - zayıfladığı, daha az tümör antijeni sentezledikleri, bağışıklık sistemi tarafından daha kötü tanındıkları ve ilk dalgayı atlattıktan sonra birkaç tane vardır. bağışıklık tepkisi, bölünmeye devam edin.

Bu durumda, tümörün vücut ile etkileşimi ikinci aşamaya, denge aşamasına girer ( denge). Burada, bağışıklık sistemi artık tümörü tamamen yok edemez, ancak yine de büyümesini etkili bir şekilde sınırlayabilir. Böyle bir "denge" durumunda (ve geleneksel teşhis yöntemleriyle tespit edilmeyen) durumda, mikrotümörler vücutta yıllarca var olabilir. Bununla birlikte, bu tür gizli tümörler statik değildir - kendilerini oluşturan hücrelerin özellikleri, mutasyonların ve sonraki seçimin etkisi altında yavaş yavaş değişir: bölünen tümör hücreleri arasındaki avantaj, bağışıklık sistemine daha iyi direnebilenler tarafından elde edilir ve sonunda hücreler ortaya çıkar. tümörde. bağışıklık bastırıcılar. Sadece yıkımdan pasif olarak kaçınmakla kalmaz, aynı zamanda bağışıklık tepkisini aktif olarak bastırabilirler. Aslında bu, vücudun kendisini öldürecek kanser türünü istemeden “çıkardığı” evrimsel bir süreçtir.

Bu dramatik an, tümörün gelişimin üçüncü aşamasına geçişini işaret eder - kaçınma ( kaçmak), - üzerinde tümörün bağışıklık sistemi hücrelerinin aktivitesine karşı zaten duyarsız olduğu, ayrıca aktivitelerini kendi avantajına çevirir. Büyümeye ve metastaz yapmaya başlar. Genellikle doktorlar tarafından teşhis edilen ve bilim adamları tarafından incelenen böyle bir tümördür - önceki iki aşama gizlidir ve onlar hakkındaki fikirlerimiz esas olarak bir dizi dolaylı verinin yorumlanmasına dayanmaktadır.

Bağışıklık tepkisinin ikiliği ve kanserojenezdeki önemi

Bağışıklık sisteminin tümör hücreleriyle nasıl savaştığını anlatan birçok bilimsel makale var, ancak daha az sayıda yayın, yakın tümör ortamında bağışıklık sistemi hücrelerinin varlığının, kanserin hızlandırılmış büyümesi ve metastazı ile ilişkili olumsuz bir faktör olduğunu gösteriyor. Tümör geliştikçe bağışıklık tepkisinin doğasının nasıl değiştiğini açıklayan immün düzenleme kavramı çerçevesinde, savunucularımızın böylesine ikircikli bir davranışı nihayet açıklanmıştır.

Makrofaj örneğini kullanarak bunun nasıl gerçekleştiğine dair bazı mekanizmalara bakacağız. Tümör, doğuştan gelen ve adaptif bağışıklığın diğer hücrelerini aldatmak için benzer teknikler kullanır.

Makrofajlar - "savaşçı hücreler" ve "şifacı hücreler"

Makrofajlar belki de doğuştan gelen bağışıklığın en ünlü hücreleridir - klasik hücresel immünolojinin başlaması Mechnikov tarafından fagositoz yeteneklerinin incelenmesiyle olmuştur. Memeli organizmasında, makrofajlar savaşın öncüsüdür: düşmanı ilk tespit eden kişi olarak, onu sadece kendi kuvvetleriyle yok etmeye çalışmakla kalmaz, aynı zamanda bağışıklık sisteminin diğer hücrelerini de harekete geçirerek savaş alanına çekerler. Ve yabancı ajanların yok edilmesinden sonra, yara iyileşmesini destekleyen faktörleri geliştirerek, oluşan hasarın ortadan kaldırılmasında aktif rol alırlar. Makrofajların bu ikili yapısı, tümörler tarafından kendi avantajları için kullanılır.

Baskın aktiviteye bağlı olarak, iki makrofaj grubu ayırt edilir: M1 ve M2. M1-makrofajlar (klasik olarak aktive edilmiş makrofajlar olarak da adlandırılırlar) - "savaşçılar" - hem doğrudan hem de bağışıklık sisteminin diğer hücrelerini (örneğin, T-) çekerek ve aktive ederek yabancı ajanların (tümör hücreleri dahil) yok edilmesinden sorumludur. katiller). M2 makrofajlar - "şifacılar" - doku yenilenmesini hızlandırır ve yara iyileşmesini sağlar.

Tümörde çok sayıda M1 makrofajın varlığı büyümesini engeller ve bazı durumlarda neredeyse tam remisyona (yıkım) neden olabilir. Ve tam tersi: M2-makrofajlar moleküller salgılar - ayrıca tümör hücrelerinin bölünmesini uyaran büyüme faktörleri, yani gelişmeyi desteklerler. Kötücül hastalık. M2 hücrelerinin ("şifacılar") genellikle tümör ortamında baskın olduğu deneysel olarak gösterilmiştir. Daha da kötüsü: tümör hücreleri tarafından salgılanan maddelerin etkisi altında, aktif M1 makrofajları M2 tipine “yeniden programlanır”, interlökin-12 (IL12) veya tümör nekroz faktörü (TNF) gibi antitümör sitokinleri sentezlemeyi durdurur ve molekülleri hücre içine salmaya başlar. çevre, tümörün büyümesini ve beslenmesini sağlayacak kan damarlarının çimlenmesini hızlandıran tümör büyüme faktörü (TGFb) ve vasküler büyüme faktörü (VGF) gibi. Bağışıklık sisteminin diğer hücrelerini çekmeyi ve başlatmayı durdururlar ve yerel (antitümör) bağışıklık tepkisini bloke etmeye başlarlar (Şekil 2).

Şekil 2. M1 ve M2 makrofajları: tümör ve bağışıklık sisteminin diğer hücreleri ile etkileşimleri.

NF-kB ailesinin proteinleri, bu yeniden programlamada önemli bir rol oynar. Bu proteinler, makrofajların M1 aktivasyonu için gerekli olan birçok genin aktivitesini kontrol eden transkripsiyon faktörleridir. Bu ailenin en önemli üyeleri, makrofajlarda TNF, birçok interlökin, kemokin ve sitokin gibi akut inflamatuar yanıtla bağlantılı birçok geni aktive eden p65/p50 heterodimerini oluşturan p65 ve p50'dir. Bu genlerin ifadesi, giderek daha fazla bağışıklık hücresini çeker ve onlar için iltihaplanma alanını "vurgular". Aynı zamanda, NF-kB ailesinin bir başka homodimeri olan p50/p50, zıt aktiviteye sahiptir: aynı promotörlere bağlanarak, ekspresyonlarını bloke ederek iltihabı azaltır.

NF-kB transkripsiyon faktörlerinin her iki aktivitesi de çok önemlidir, ancak daha da önemlisi aralarındaki dengedir. Tümörlerin makrofajlarda p65 protein sentezini bozan ve p50/p50 inhibitör kompleksinin birikimini uyaran maddeleri bilerek salgıladıkları gösterilmiştir. Bu şekilde (diğerlerine ek olarak), tümör agresif M1 makrofajlarını kendi gelişiminin istemsiz suç ortaklarına dönüştürür: M2 tipi makrofajlar, tümörü hasarlı bir doku bölgesi olarak algılar, iyileşme programını açar, ancak büyüme salgıladıkları faktörler sadece tümör büyümesi için kaynak ekler. Bu, döngüyü tamamlar - büyüyen tümör, yeniden programlanan ve yıkım yerine büyümesini teşvik eden yeni makrofajları çeker.

Bağışıklık yanıtının yeniden etkinleştirilmesi, antikanser tedavisinde güncel bir eğilimdir.

Böylece, tümörlerin yakın çevresinde karmaşık bir molekül karışımı vardır: bağışıklık tepkisini hem aktive eder hem de engeller. Tümörün gelişmesi için beklentiler (ve dolayısıyla organizmanın hayatta kalması için beklentiler), bu "kokteyl" bileşenlerinin dengesine bağlıdır. İmmünoaktivatörler hakimse, bu, tümörün görevle başa çıkmadığı ve yok edileceği veya büyümesinin ciddi şekilde gecikeceği anlamına gelir. İmmünosupresif moleküller baskınsa, bu, tümörün anahtarı alabildiği ve hızla ilerlemeye başlayacağı anlamına gelir. Tümörlerin bağışıklık sistemimizi alt etmesine izin veren mekanizmaları anlayarak, karşı önlemler geliştirebilir ve dengeyi tümörleri öldürmeye kaydırabiliriz.

Deneylerin gösterdiği gibi, makrofajların (ve bağışıklık sisteminin diğer hücrelerinin) "yeniden programlanması" tersine çevrilebilir. Bu nedenle, bugün onko-immünolojinin umut verici alanlarından biri, diğer tedavi yöntemlerinin etkinliğini arttırmak için hastanın kendi bağışıklık sisteminin hücrelerinin "yeniden etkinleştirilmesi" fikridir. Bazı tümör türleri (örneğin, melanomlar) için bu, etkileyici sonuçlar elde etmenizi sağlar. Medzhitov'un grubu tarafından keşfedilen başka bir örnek, Warburg etkisi yoluyla hızlı büyüyen tümörlerde oksijen eksikliği olduğunda üretilen bir molekül olan yaygın laktattır. Bu basit molekül, makrofajları tümör büyümesini desteklemek için yeniden programlamak üzere uyarır. Laktat, membran kanalları yoluyla makrofajlara taşınır ve potansiyel bir tedavi bu kanalları bloke etmektir.

Fagositoz, vücudun kan ve dokularındaki (fagositler) özel olarak tasarlanmış hücrelerin katı parçacıkları yakalayıp sindirdiği bir süreçtir. Fagositozun keşfi I. I. Mechnikov'a aittir. İki tip hücre tarafından gerçekleştirilir: kanda dolaşan granüler lökositler (granülositler) ve doku makrofajları. Hayvanlarda oositler, plasenta hücreleri, vücut boşluğunu kaplayan hücreler ve retina pigment epiteli de fagosite edebilir.

Fagositoz mekanizması aynı tiptedir ve birbirini takip eden 8 faz içerir: 1) kemotaksis (fagositin nesneye doğru yönlendirilmiş hareketi);

2) yapışma (bir nesneye bağlanma);

3) zarın aktivasyonu (fagositin aktin-miyosin sistemi);

4) emilen partikül etrafında psödopodia oluşumu ile ilişkili fagositozun kendisinin başlangıcı;

5) bir fagozom oluşumu (emilen parçacık, fagositin plazma zarının bir fermuar gibi üzerine itilmesi nedeniyle bir vakuol içine alınır);

6) fagozomların lizozomlarla füzyonu;

7) yıkım ve sindirim;

8) hücreden bozunma ürünlerinin salınması.

Fagositoz genellikle nesnenin opsonizasyon sürecinden (Yunanca opsoniazo'dan - yiyecek sağlamak, beslemek için) önce gelir. Nesne, uzaylı bilgilerini taşıyan bir hücredir. Bu işlemin başlatıcısı, hücre yüzeyinde bir antijen-antikor kompleksinin oluşmasıdır. Yabancı bir hücrenin yüzeyinde lokalize olan antikorlar, kompleman sisteminin proteinlerinin aktivasyonunu ve bunlara bağlanmasını uyarır. Ortaya çıkan kompleks, fagositozun kalan aşamalarının bir aktivatörü olarak işlev görür.

Daha ayrıntılı olarak, fagositozun aşamaları aşağıdaki gibidir:

1. Kemotaksi. Yabancı hücreler (opsonize veya opsonize olmayan), fagositin hareket etmeye başladığı yönde çevreye kemotaktik sinyaller gönderir. Diğer hücrelerden daha önce, nötrofiller, daha sonra - makrofajlar olan iltihaplanma odağına göç eder.

2. Fagositlerin nesneye yapışması. Nesnenin yüzeyinde (kendi veya onunla ilişkili) sunulan moleküller için reseptör fagositlerinin yüzeyinde varlığından kaynaklanmaktadır. Yapışma eylemi iki aşamadan oluşur: yabancı tanıma (spesifik süreç) ve bağlanma veya gerçek yapışma (spesifik olmayan süreç). Yabancı hücrelerin ön spesifik olarak tanınması yoksa, fagositik hücrenin fagositoz nesnesine yapışması son derece yavaştır.

3. Membran aktivasyonu. Bu aşamada nesne daldırma için hazırlanır. Protein kinaz C'nin aktivasyonu, hücre içi depolardan kalsiyum iyonlarının salınması vardır. Hücresel kolloidler sistemindeki sol-jel geçişleri ve aktin-miyozin yeniden düzenlemeleri büyük önem taşımaktadır.

4. Dalış. Nesne sarılır. Fagositoz sürecinde, makrofajın plazma zarı, oluşturduğu çıkıntılı kıvrımların yardımıyla fagositozun nesnesini yakalar ve onu sarar.

5. Bir fagozom oluşumu. Zar kapalıdır, nesne hücrenin içindeki fagosit zarının bir kısmı ile daldırılır. Ortaya çıkan küçük vakuole fagozom denir.

6. Fagolizozom oluşumu. Fagozomun lizozomlarla füzyonu, bakteriyoliz ve ölü hücrenin bölünmesi için en uygun koşulların oluşmasına neden olur.

7. Öldürme ve bölme. Fagozomda yakalanan yabancı hücre ölür. Öldürmeyi gerçekleştirmek için makrofaj, reaktif oksijen türevlerini üretir ve fagozoma salgılar. Bakteriyolizde yer alan ana maddeler: hidrojen peroksit, azot metabolizması ürünleri, lizozim vb. Proteazların, nükleazların, lipazların ve diğer enzimlerin aktivitesi nedeniyle bakteri hücrelerinin yok olma süreci tamamlanır.

Yakalanan ve öldürülen materyalin sindirimi, fagositozun son aşamasıdır. Bunu yapmak için, çok sayıda hidrolitik enzim de dahil olmak üzere 25'ten fazla farklı enzim içeren lizozomlar, fagositoz nesnesini içeren fagozomla birleştirilir. Fagozomda, tüm bu enzimler, fagosite edilmiş nesnenin sindirilmesinin bir sonucu olarak metabolik patlama olarak adlandırılan aktive edilir.

8. Bozunma ürünlerinin salınımı.

Fagositoz şunlar olabilir:

* tamamlandı (öldürme ve sindirim başarılı oldu);

* eksik (bir dizi patojen için fagositoz, yaşam döngülerinde, örneğin mikobakterilerde ve gonokoklarda gerekli bir adımdır).

Fagositoz göstergelerinin incelenmesi şu konularda önemlidir: karmaşık analiz ve immün yetmezlik durumlarının teşhisi: sıklıkla tekrarlayan pürülan-inflamatuar süreçler, uzun süreli iyileşmeyen yaralar, postoperatif komplikasyonlara eğilim.

Fagositik fonksiyon çalışması için şunu kullanın:

* mutlak fagosit sayısının hesaplanması (nötrofiller ve monositler);

* mikropların fagositler tarafından emilim yoğunluğunun değerlendirilmesi;

* Fagositik hücrelerin yakalanan mikropları sindirme yeteneğinin belirlenmesi.

Fagositoz aktivitesini değerlendirmek için en bilgilendirici fagositik sayı, aktif fagosit sayısı ve fagositozun tamamlanmışlık indeksidir.

Nötrofillerdeki morfolojik kusurları ölçmek ve karakterize etmek için en yaygın yöntem, ışık ve elektron mikroskobu kullanan bir lökogram ve sitolojik çalışmalardır.

Nötrofillerin kemotaktik aktivitesini belirlemek için, bir Boyden kamera kullanarak lökositlerin göçünü inceleme yöntemi kullanılır. Yöntem, reaksiyona giren iki bileşenin bir çözeltisinde mikro gözenekli bir filtre ile ayrılmaya dayanır: alt bölmeye yerleştirilen ve bir konsantrasyon gradyanı oluşturan nötrofiller ve kemotaktik ajanlar (örneğin, C5a). Üst bölmeye yerleştirilen nötrofiller, gradyan boyunca göç eder ve üzerinde toplanır. alt yüzey filtre. Standart inkübasyondan sonra filtreler çıkarılır, boyanır ve hücreler sayılır. Yöntem oldukça basittir ve çok yüksek tekrarlanabilirliğe sahiptir. Aynı prensip, kemotaktik indeksi belirlemek için kullanılan agaroz jel altında hücre göçü yönteminin temelini oluşturur.

Fagositik sayı için norm 5-10 mikrobiyal parçacıktır. Bu, bir kan nötrofil tarafından emilen ortalama mikrop sayısıdır. Nötrofillerin absorpsiyon kapasitesini karakterize eder. Hastanın hücrelerinin standart St.aureus veya E.coli preparatları ile inkübasyonundan sonra hücre başına emilen bakteri sayısı sayılarak ve elde edilen yaymaların boyanmasıyla belirlenir. Bu testin bir modifikasyonu, yıkanmış hücre süspansiyonunun bir bakteri süspansiyonu ile inkübe edildiği, daha sonra karışımın kanlı agar yüzeyine uygulandığı ve belirli bir süre sonra büyümüş bakteri kolonilerinin sayısının belirlendiği bakterisidal aktiviteyi belirlemek için bir yöntemdir. sayıldı. Her iki yöntem de, her spesifik laboratuvarda kullanım için standardizasyon ve antibiyotik tedavisi hakkında bilgi gerektirir, bu da güvenilir olmayan sonuçlara veya yorumlarında hatalara neden olabilir.

Kanın fagositik kapasitesi normaldir - 1 litre kan başına 12.5-25x109. Bu, nötrofillerin 1 litre kanda emebileceği mikrop sayısıdır.

Fagositik indeks normal %65-95'tir. Bu, fagositozda yer alan göreceli nötrofil sayısıdır (yüzde olarak ifade edilir).

Normdaki aktif fagosit sayısı 1 litre kanda 1.6-5.0x109'dur. Bu, 1 litre kandaki mutlak fagositik nötrofil sayısıdır.

Fagositozun tamlık indeksi normalde 1'den fazladır. Fagositlerin sindirim kapasitesini yansıtır.

Nötrofillerin fagositik aktivitesi genellikle gelişimin başlangıcında artar. inflamatuar süreç. Azalması, iltihaplanma sürecinin kronikleşmesine ve otoimmün sürecin korunmasına yol açar, çünkü bu, bağışıklık komplekslerinin vücuttan yok edilmesi ve çıkarılması işlevini bozar.

NBT (nitrosin tetrazolium) ile spontan test - normalde yetişkinlerde, NBT-pozitif nötrofillerin sayısı %10'a kadardır. Bu test, kandaki fagositlerin (granülositler) oksijene bağlı bakterisidal aktivite mekanizmasının durumunu in vitro olarak değerlendirmenizi sağlar. Hücre içi NADP-N-oksidaz antibakteriyel sisteminin durumunu ve aktivasyon derecesini karakterize eder. Solunum (veya metabolik) patlama fenomeni, fagositoz sırasında lökositler tarafından emilen oksijende önemli bir artışla ilişkilidir ve bu da süperoksit radikali (O 3-) ve hidrojen peroksit oluşumuna neden olur. Bütün bu bileşikler, mikrobisidal özelliklere sahiptir ve bunların tanımlanması, fagositik hücrelerin fonksiyonel aktivitesinin değerlendirilmesinde önemli bir adımdır.

NST-test göstergelerinde artış başlangıç ​​dönemi akut bakteriyel enfeksiyonlar, enfeksiyöz sürecin subakut ve kronik seyrinde azalırlar.

NST ile spontan testte bir azalma, inflamatuar sürecin kronikliğinin, fagositik sistemin konjenital kusurlarının, immün yetmezliklerin, malign neoplazmalar, ciddi yanıklar, yaralanmalar, yetersiz beslenme, belirli ilaçlarla tedavi ilaçlar, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma.

NBT ile spontan testte bir artış, akut bakteriyel inflamasyon, lökositoz, fagositlerin antikora bağlı sitotoksisitesinin artması, otoalerjik hastalıklar ve alerjilere bağlı antijenik tahriş ile not edilir.

NBT ile aktive edilmiş test, nötrofillerin fagositik metabolik (oksijene bağımlı) aktivitesini belirlemek için kullanılır. Test, nötrofillerin NBT ile in vitro inkübasyonunu içerir ve çözünmeyen renkli formazan granüllerinin oluşumu, fagositlerin aktivasyonu sırasında oluşan süperoksit radikali tarafından NBT'nin azalmasını değerlendirmek için kullanılabilir. Sedimentin yokluğu, fagositlerin hücre popülasyonunun metabolizma yetersizliğini gösterir.

Normalde bir yetişkinde NBT pozitif nötrofil sayısı %40-80'dir. Aktive NBT testinde nötrofillerin %40'ın ve monositlerin %87'nin altına düşmesi fagositoz eksikliğini gösterir.

Yazarlar

Sarbaeva N.N., Ponomareva Yu.V., Milyakova M.N.

"M1/M2" paradigmasına göre, aktive edilmiş makrofajların iki alt tipi ayırt edilir - çeşitli reseptörleri, sitokinleri, kemokinleri, büyüme faktörlerini ve efektör molekülleri ifade eden klasik olarak aktive edilmiş (M1) ve alternatif olarak aktive edilmiş (M2). Bununla birlikte, son veriler, mikro-ortam sinyallerindeki değişikliklere yanıt olarak makrofajların benzersiz özellikler, bu alt türlerden herhangi birine atfedilmelerine izin vermez.

Makrofajlar, vücudun implante edilen malzemeye - kateterler, stentler, endoprotezler, diş implantları - tepkisinde önemli bir rol oynar. Makrofajlar, eklem protezlerinin yüzeyindeki aşınma parçacıklarını fagosite eder, protez ve osteoliz alanında iltihaplanmayı başlatır, çevresinde fibröz bir kapsül oluşumunu kontrol eder. yabancı vücutlar. Makrofajların göçüne, yapışmasına ve aktivasyonuna neden olan faktörlerin kısa bir gözden geçirmesi ve ayrıca biyolojik olarak parçalanabilen ve parçalanamayan malzemeler de dahil olmak üzere çeşitli yüzeylerdeki fonksiyonel özelliklerinin in vivo ve in vitro olarak bir analizi sunulmaktadır.

giriiş

Şu anda, modern tıp, patolojik süreçten etkilenen veya kaybolan organ ve dokuların anatomisini ve işlevini restore etmek için vücuda çeşitli süreler boyunca yerleştirilen implante edilebilir ürünlerin kullanılmadan hayal edilemez. Sentetik materyallerin veya doku mühendisliği yapılarının biyouyumluluğu, bu tür implantasyonların sonuçlarını etkileyen ana problemdir. Protez materyaline reaksiyon şu sırayla gelişir: doku değişikliği, akut hücreler tarafından sızma, ardından granülasyon dokusu ve fibröz bir kapsül oluşumu ile kronik inflamasyon. Bu reaksiyonların şiddeti, implante edilen ürünün biyouyumluluğunu belirler. Makrofajlar, vücudun yerleştirilen malzemeye - kateterler, stentler, endoprotezler, diş implantları vb. - tepkisinde önemli bir rol oynar.

Makrofajların morfolojisi

Makrofajlar heterojen bir hücre popülasyonudur. Makrofaj, hücre yüzeyinde düzensiz, yıldız şeklinde, çok uçlu bir şekle, kıvrımlara ve mikrovilluslara, bol miktarda endositik mikroveziküllere, birincil ve ikincil lizozomlara sahiptir. Yuvarlak veya eliptik çekirdek merkezi olarak bulunur, heterokromatin nükleer zarın altında bulunur. Bir hücrenin yapısal özellikleri, büyük ölçüde organ ve doku bağlantısına ve ayrıca işlevsel durumuna bağlıdır. Böylece, Kupffer hücreleri bir glikokaliks ile karakterize edilir, alveolar makrofajlar lameller (sürfaktan) cisimler, iyi gelişmiş bir Golgi kompleksi, kaba bir endoplazmik retikulum ve birçok mitokondri içerirken, mitokondri mikroglial hücrelerde azdır. Peritoneal ve alveolar makrofajların sitoplazmasında, prostaglandinlerin üretimi için substratlar ve enzimler içeren çok sayıda lipit gövdesi vardır. Yapışan ve hareket eden makrofajlar, mikrofilamentlerden radyal olarak uzanan yoğun bir merkezi kısım şeklinde kısa ömürlü, aktin içeren yapılar - podozomlar - oluşturur. Podozomlar daha fazla yapılar oluşturmak için kaynaşabilir yüksek mertebe- altta yatan hücre dışı matrisin proteinlerini etkili bir şekilde yok eden rozetler.

Makrofajların işlevleri

Makrofajlar, yabancı maddeyi ve hücresel doku detritusunu fagosite eder, bağışıklık tepkisini uyarır ve düzenler, bir inflamatuar yanıtı indükler, onarıcı süreçlere ve hücre dışı matris bileşenlerinin değişimine katılır. Gerçekleştirilen işlevlerin çeşitliliği, bu hücreler tarafından plazma zarı ile ilişkili, hücre içi ve salgılanan çok sayıda reseptörün ekspresyonunu açıklar. Doğuştan gelen bağışıklık reseptörleri PRR (kalıp tanıma reseptörleri, kalıp tanıma reseptörleri) aktive edilir geniş bir yelpazede ligandlar (CD163 hariç), çoğu mikroorganizmanın yüksek oranda korunmuş yapılarının tanınmasını sağlar, sözde PAMP (patojenle ilişkili moleküler modeller, patojenle ilişkili görüntüler) ve benzer endojen DAMP (hasarla ilişkili moleküler modeller) moleküler yapılardır. hücre dışı matrisin protein yapılarının hasar görmesi ve hücre ölümü, modifikasyonu ve denatürasyonu sonucu oluşur. Birçoğu endositoza ve potansiyel olarak tehlikeli endojen ve eksojen ajanların ortadan kaldırılmasına aracılık eder, ancak aynı zamanda birçoğu, proinflamatuar mediatörlerin sentezini düzenleyerek, makrofajların yapışmasını ve göçünü teşvik ederek sinyal işlevlerini yerine getirir (Tablo).

Monositlerin/makrofajların plazma membranında, bir veya daha fazla yapısal olarak benzer ligandı bağlayan özel reseptörler de ifade edilir: immünoglobulin G'nin Fc fragmanı, büyüme faktörleri, kortikosteroidler, kemokinler ve sitokinler, anafilotoksinler ve birlikte uyarıcı moleküller. Bu reseptörlerin birçoğunun işlevlerine sadece ligand bağlanması aracılık etmez, aynı zamanda pro- ve anti-inflamatuar sentezin ince bir şekilde düzenlenmesini sağlayan diğer reseptörler (C5aR-TLR, MARCO-TLR, FcyR-TLR) ile etkileşim yoluyla da aracılık edilir. arabulucular. Makrofaj reseptör sisteminin bir özelliği, proinflamatuar sitokinler ve kemokinler için tuzak reseptörlerinin varlığıdır (M2a makrofajlarında Il-1R2; M2c makrofajlarında CCR2 ve CCR5), aktivasyonu karşılık gelen proinflamatuarın hücre içi iletimini bloke eder. sinyal. Hücre reseptörlerinin ekspresyonu türe, organa ve dokuya özgüdür ve makrofajların fonksiyonel durumuna bağlıdır. Ayrıntılı olarak incelenen makrofaj hücre reseptörleri tabloda gösterilmiştir.

Monositlerin/makrofajların göçü

Doku makrofajları ağırlıklı olarak dokulara göç eden ve farklı popülasyonlara farklılaşan kan monositlerinden türetilir. Makrofaj göçü kemokinler tarafından yönlendirilir: CCL2 CCL3, CCL4, CCL5, CCL7, CCL8, CCL13, CCL15, CCL19, CXCL10, CXCL12; büyüme faktörleri VEGF, PDGF, TGF-b; tamamlayıcı sistemin parçaları; histamin; polimorfonükleer lökosit granül proteinleri (PMNL); fosfolipidler ve türevleri.

Üzerinde erken aşamalar PMNL, CCL3, CCL4 ve CCL19'u salgılayarak ve önceden oluşturulmuş azurosidin, LL37 proteini, katepsin G, defensinler (НNP 1-3) ve proteinaz 3'ü serbest bırakarak bir kemokin ağını organize eder ve değiştirir. endotel, böylece özellikler kemo-çekici maddeler sergiler. Ek olarak, PMNL granül proteinleri diğer hücreler tarafından kemokinlerin salgılanmasını da indükler: azurocidin, makrofajlar tarafından CCL3 üretimini uyarır, proteinaz-3 ve HNP-1 ise endotel tarafından CCL2 sentezini indükler. PMNL proteinazları, birçok protein kemokini ve reseptörlerini aktive etme yeteneğine sahiptir. Böylece, CCL15'in katepsin G tarafından proteolizi, çekici özelliklerini büyük ölçüde artırır. Apoptotik nötrofiller, lizofosfatidilkolinin aracılık ettiği düşünülen sinyaller yoluyla monositleri çeker.

Herhangi bir doku hasarı makrofajların birikmesine yol açar. Vasküler yaralanma alanında, kan pıhtısı ve trombositler, monositlere/makrofajlara karşı belirgin kemo-çekici özelliklere sahip olan TGF-β, PDGF, CXCL4, lökotrien B4 ve IL-1 salgılar. Hasarlı dokular, yok edilen hücre dışı matrisin bileşenlerini, proteinleri içeren alarminler olarak adlandırılan bir kaynaktır. ısı şoku, amfoterin, ATP, ürik asit, IL-1a, IL-33, hücre kalıntılarının mitokondriyal DNA'sı, vb. Hasarlı dokuların kalan canlı hücrelerini ve kan damarlarının endotelini, bazıları doğrudan kemotaksi faktörleri olan kemokinleri sentezlemek için uyarırlar. Doku enfeksiyonu, sözde patojenle ilişkili moleküllerin ortaya çıkmasına neden olur: lipopolisakkaritler, hücre duvarı karbonhidratları ve bakteriyel nükleik asitler. Makrofajların membran ve hücre içi reseptörlerine bağlanmaları, ek fagosit alımı sağlayan kemokin genlerinin ekspresyon sürecini tetikler.

makrofaj aktivasyonu

Makrofajlar, çeşitli fonksiyonel tiplere farklılaşmalarına neden olan çeşitli sinyal molekülleri tarafından aktive edilir (Şekil 1). Klasik olarak aktive edilmiş makrofajlar (M1 fenotipi), IFNg'nin yanı sıra LPS ve TNF ile birlikte IFNg tarafından uyarılır. Başlıca işlevleri patojenik mikroorganizmaların yok edilmesi ve indüksiyondur. Tahrik edici cevap. M1 yönünde polarizasyona proinflamatuar mediatörlerin salgılanması eşlik eder. IL-1, IL-1R1, TLR ve aktivasyonu inflamatuar yanıtın amplifikasyonunu sağlayan yardımcı uyarıcı moleküller için reseptörleri eksprese ederler. Pro-inflamatuar sitokinlerin yanı sıra, makrofajlar ayrıca, karakteristik yüksek bir IL-12/IL-10 oranında bir anti-inflamatuar sitokin olan IL-10 salgılar. M1 makrofajlarının bakterisidal özellikleri, iNOS ve NADPH oksidaz kompleksi tarafından üretilen nitrojen ve oksijen serbest radikallerinin üretimi ile belirlenir. Vücudun bakteriyel bir enfeksiyona verdiği yanıtta efektör hücreler olarak, aynı zamanda uyarılmış T hücrelerinin çoğalmasını engelleyerek adaptif bağışıklık yanıtını bastırırlar. M1 makrofajları tarafından salgılanan IL-12, Th1 polarizasyonunda önemli bir rol oynar, IL-1b ve IL-23 ise bağışıklık tepkisini Th17 yolu boyunca yönlendirir. . Son çalışmalar, M1 makrofajlarının, proinflamatuara ek olarak, onarıcı özellikler sergilediğini göstermiştir: anjiyogenezi ve granülasyon dokusu oluşumunu uyaran VEGF salgılarlar.

Makrofajların alternatif aktivasyonu (M2 fenotipi), interlökinler, glukokortikoidler, immün kompleksler, TLR agonistleri vb. tarafından uyarıldığında gözlenir. Bunlar helmint istilası alanlarına göç eder, fibrozis lokuslarında, cilt yaralarının iyileşmesinde ve neoplastik oluşumlarda birikir. M2 makrofajları, yerinde aktif çoğalma yeteneğine sahiptir. M1 makrofajları ile karşılaştırıldığında, fagositoz için daha büyük bir yetenek gösterirler ve bununla bağlantılı daha fazla sayıda reseptör eksprese ederler: CD36, apoptotik hücrelerin çöpçü reseptörü; CD206, mannoz reseptörü; CD301, galaktoz ve N-asetilglukozamin kalıntıları için reseptör; CD163, hemoglobin-haptoglobin kompleksi için bir reseptördür. Bu tip makrofajlar, düşük bir IL-12/IL-10 oranı ile karakterize edilir.

Alternatif aktive makrofajlar alt tiplere ayrılır: M2a, M2b ve M2c. Makrofajların M2a fenotipine bir örnek, alerjenleri IL-4 ve IL-13 üretimi ile birlikte bir immün Th2 tepkisini indükleyen helmint ve protozoa larvalarının etrafında biriken hücrelerdir. Önemli miktarlarda proinflamatuar sitokin salgılamazlar ve spesifik bir kemokin ve membran reseptörü spektrumu sentezlemezler. IL-10 sentezi ile karakterize olduklarına inanılmaktadır, ancak in vitro, makrofajlar bu sitokini her zaman üretmezler ve IL-12 ve IL-6 genlerinin yüksek transkripsiyonel aktivitesini sergileyebilirler. Bu popülasyonun önemli bir özelliği, IL-1'e bağlanarak proinflamatuar etkisini bloke eden bir IL-1 reseptör antagonistinin (IL-1ra) sentezidir.

M2a makrofajları, M1 popülasyonunun oluşumunu, kendileri tarafından toplanan Tx2-lenfositlerin sitokinleri yoluyla veya IL-10 ile birlikte M1'deki makrofajların farklılaşmasını engelleyen üretilen CCL17 kemokin nedeniyle bloke ederek inflamatuar yanıtı bastırır. yön. Fenotipin M2a hücreleri, tipik onarıcı makrofajlar olarak kabul edilir. Onlar tarafından sentezlenen kemokin CCL2, miyofibroblastların öncüllerinin kemoatraktanıdır - fibrosit, yeniden şekillenmeyi sağlayan faktörleri salgılarlar. bağ dokusu.

M2b'ye doğru polarizasyon, TLR agonistleri ve IL-1 reseptör ligandları ile birlikte Fcg reseptörünün uyarılmasıyla gerçekleştirilir. Fonksiyonel olarak M1 makrofajlarına yakındırlar, proinflamatuar mediatörler ve nitrik monoksit (NO) üretirler, ancak aynı zamanda yüksek düzeyde IL-10 sentezi ve azaltılmış IL-12 üretimi ile karakterize edilirler. M2b makrofajları, antikor üretimini arttırır. Onlar tarafından sentezlenen CCL1 kemokini, lenfositlerin Tx2 yönünde polarizasyonuna katkıda bulunur. M2s makrofajlarının baskılayıcı özellikleri vardır - antijenik stimülasyonun neden olduğu CD4 + lenfositlerin aktivasyonunu ve proliferasyonunu inhibe ederler ve aktive edilmiş T hücrelerinin ortadan kaldırılmasına katkıda bulunurlar. In vitro, M2c alt tipi, mononükleer fagositlerin glukokortikoidler, IL-10, TGF-β, prostaglandin E2, vb. ile uyarılmasıyla elde edilir. Bakterisidal aktiviteye sahip değildirler, az miktarda sitokin üretirler, büyüme faktörleri salgılarlar ve bazı kemokinler. M2c makrofajları, fagositoz için reseptörler ve muhtemelen karşılık gelen sinyalleri uyarmaya hizmet etmeyen, ancak işlevlerini bloke eden proinflamatuar aracılar için tuzaklar olan birçok proinflamatuar kemokin eksprese eder.

Makrofaj aktivasyonunun doğası katı bir şekilde belirlenmiş ve kararlı değildir. Uyarıcı sitokinlerin spektrumunda bir değişiklik ve eferositoz nedeniyle M1 fenotipinin M2'ye dönüşme olasılığı gösterildi. Apoptotik hücrelerin emilmesinden sonra, makrofajlar, CCL2, CCL3, CXCL1, CXCL 2, TNF-a, MG-CSF, IL-1b, IL-8 inflamatuar mediatörlerin sentezini ve salgılanmasını keskin bir şekilde azaltır ve TGF-b üretimini büyük ölçüde artırır. . Obezite gelişiminde M2 ​​fenotipinin M1'e ters dönüşümünün olduğu varsayılmaktadır.

Pek çok yazar, vücutta açıkça ayırt edilebilen iki makrofaj M1 ve M2 popülasyonunun varlığını sorgulamaktadır. Klasik ve alternatif aktivasyon belirtilerinin kombinasyonu, insan derisi yaralarının makrofajları için tipiktir. Böylece, M1 makrofajları için tipik olan sitokinler TNF-a ve IL-12 ile birlikte, makrofaj M2 markörlerinin sentezini gösterirler: IL-10, CD206, CD163, CD36 ve IL-4 reseptörleri. Belirgin bir fibrinolitik aktiviteye sahip M1/M2'den farklı bir makrofaj tipi, geri dönüşümlü bir fibroz modelinde farelerin karaciğerinde ve sirozlu insan karaciğer dokusunda bulundu. Arginaz 1, mannoz reseptörleri ve IGF genlerini ifade ederler, MMP-9, MMP-12 salgılarlar, belirgin bir çoğalma ve fagositoz yeteneği gösterirler, ancak IL-10, IL-1ra, TGF-b'yi sentezlemezler. Mikobakterilerle enfekte olduğunda fare dalağında özel bir makrofaj popülasyonu oluşur. T-lenfositlerin proliferasyonunu ve hem Th1 hem de Th2 sitokinlerinin salgılanmasını engelleyerek Th17'de polarizasyonu uyarırlar. yön. Bastırıcı makrofajların benzersiz bir fenotipi vardır - M1 makrofajlarında aktif genleri ifade ederler - IL-12, IL-1b, IL-6, TNF-a, iNOS ve aynı zamanda CD163, IL-10, mannoz reseptörleri ve diğer belirteçler için genler M2 makrofajları.

Bu çalışmalar, doğal olarak oluşan makrofaj popülasyonlarının in vitro M1 ve M2 popülasyonlarından önemli ölçüde farklı olduğunu açıkça göstermektedir. Birçok aktive edici sinyali algılayan makrofaj, "istek üzerine" yanıt verir, aracıları ortamdaki değişime yeterince salgılar, bu nedenle, her özel durumda kendi fenotipi bazen, belki de benzersiz bile oluşur.

Yabancı maddeye makrofaj tepkisi

Makrofajların hem küçük parçacıklar hem de büyük yüzeyler şeklinde yabancı maddelerle teması, aktivasyonlarına yol açar. Biri ciddi sorunlar yabancı bir cisme reaksiyonla ilişkili travmatoloji ve ortopedide, bazı verilere göre, ameliyattan sonraki ilk yıllarda hastaların% 25-60'ında tespit edilen ve artroplasti sonrası eklem kararsızlığının gelişmesidir. azaltmak için.

Ortopedik protezlerin yüzeyi, yumuşak dokulara sızan partiküllerin oluşumu ile yıpranır. Malzemenin kimyasal özellikleri, kan plazma proteinleri tarafından partikül opsonizasyonu olasılığını ve fagositozu başlatan yüzey reseptörlerinin tipini belirler. Böylece, tamamlayıcıyı aktive eden polietilen opsonizasyona uğrar ve tamamlayıcı reseptörü CR3 tarafından "tanınır", titanyum partikülleri ise hücre tarafından opsoninden bağımsız reseptör MARCO aracılığıyla alınır. Metal partiküller, sentetik polimerler, seramikler, hidroksiapatit makrofajları tarafından fagositoz, proinflamatuar mediatörlerin sentezini ve osteoklastogenez RANKL indükleyicisini tetikler. Makrofajlar tarafından salgılanan CCL3, osteoklast göçüne neden olurken, IL-1b, TNF-a, CCL5 ve PGE2 bunların farklılaşmasını ve aktivasyonunu uyarır. Osteoklastlar, protez alanındaki kemiği emer, ancak neoplazm kemik dokusu korpüsküler materyal kollajen sentezini inhibe ettiğinden, osteoblastların proliferasyonunu ve farklılaşmasını inhibe ettiğinden ve apoptozisini indüklediği için bastırılır. Aşınma partikülünün neden olduğu inflamatuar yanıtın, osteolizin ana nedeni olduğu düşünülmektedir.

Dokuların fagosite edilemeyen materyallerle teması, vücudun yabancı bir cisme tepkisi veya doku reaksiyonu olarak bilinen bir dizi olayı başlatır. Plazma proteinlerinin adsorpsiyonundan, başlangıçta akut, daha sonra kronik, miyofibroblastların ve fibroblastların proliferasyonu ve çevre dokulardan yabancı bir cismi sınırlayan fibröz bir kapsül oluşumu olan bir inflamatuar yanıtın geliştirilmesinden oluşur. Materyal/doku ara yüzeyindeki kalıcı inflamasyonun ana hücreleri makrofajlardır ve şiddeti temas bölgesindeki fibrozisin derecesini belirler. Doku yanıtı çalışmasına olan ilgi, temel olarak, sentetik materyallerin tıbbın çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmasıyla ilişkilidir.

Kan plazma proteinlerinin adsorpsiyonu, implante edilebilir materyallerin vücut dokuları ile etkileşiminin ilk aşamasıdır. Kimyasal bileşim, serbest enerji, yüzey fonksiyonel gruplarının polaritesi, yüzey hidrofilikliğinin derecesi, makrofajlar da dahil olmak üzere sonraki hücre yapışması için matris olan bağlı proteinlerdeki miktarı, bileşimi ve konformasyonel değişiklikleri belirler. Bu bağlamda en önemlileri fibrinojen, IgG, kompleman sistem proteinleri, vitronektin, fibronektin ve albümindir.

Hemen hemen tüm yabancı maddeler üzerinde hızla bir fibrinojen tabakası oluşur. Hidrofobik yüzeylerde fibrinojen, epitopları hücre reseptörleri ile etkileşime açık olan, sıkıca bağlı, kısmen denatüre proteinden oluşan bir tek tabaka oluşturur. Hidrofilik materyallerde, fibrinojen daha çok gevşek, çok katmanlı bir kaplama şeklinde biriktirilir ve dış katmanlar zayıf veya pratik olarak denatüre değildir, bu nedenle bağlanma bölgeleri makrofaj ve trombosit hücre reseptörlerine erişilemez hale gelir.

Pek çok sentetik polimer, tamamlayıcı sistemin bileşenlerini adsorbe etme ve onu bir C3-konvertaz kompleksi oluşumu ile aktive etme yeteneğine sahiptir. Onun ürettiği C3a, C5a fragmanları, fagositlerin kemo-çekici maddeleri ve aktivatörleridir, iC3b, hücre yapışma reseptörünün bir ligandı olarak görev yapar. Aktivasyon kaskadı hem klasik (adsorbe edilmiş JgG moleküllerinin aracılık ettiği) hem de alternatif yollar aracılığıyla tetiklenebilir. Sonuncusu, C3 bileşeninin, örneğin OH- gibi fonksiyonel grupları taşıyan yüzeylere bağlanması ve hidrolizine neden olmasıyla başlatılır. Alternatif yol, amplifikasyon döngüsünün tetikleyici faktörü olan yüzeylere sabitlenmiş C3b fragmanlarını üreten klasik yolun C3 dönüştürücüsünün çalışması nedeniyle klasik yoldan sonra veya onunla birlikte de açılabilir. Bununla birlikte, sorpsiyon ve hatta C3'ün başlangıçtaki hidrolizi, her zaman bir amplifikasyon sinyalinin ortaya çıkmasına yol açmaz. Örneğin, C3, polivinilpirolidon tarafından kuvvetli bir şekilde emilir, ancak bu yüzeydeki proteolizi zayıf bir şekilde ifade edilir. Kompleman florlu yüzeyleri, silikonu ve polistireni zayıf şekilde aktive edin. Yabancı yüzeylerdeki hücresel reaksiyonlar için sadece kompleman sisteminin aktivasyonu değil, aynı zamanda onun parçalarının aracılık ettiği diğer proteinlerin bağlanması da önemlidir.

Albüminin rolü, kompleman sisteminin proteinlerini bağlama yeteneğinde yatmaktadır. Makrofajların yapışmasını desteklemez ve fibrinojenden farklı olarak onların TNF-a sentezini indüklemez. RGD dizileri (ARG-GLY-ASP amino asitlerinin bölgeleri) bakımından zengin proteinler olan fibronektin ve vitronektin, genellikle implante edilen materyallerde bulunur.

Vitronektin ile ilgili olarak, malzemenin yüzeyine doğrudan adsorbe edilip edilmediği veya bunun üzerine sabitlenmiş inaktive edilmiş membrana saldıran kompleman kompleksinin bir parçası olup olmadığı bilinmemektedir. Bir doku reaksiyonunun gelişimi için önemi, makrofajların en güçlü ve en uzun yapışmasını sağlaması gerçeğinde yatmaktadır. Makrofajların substrat ile etkileşimi, RGD dizileri açısından zengin integrin proteinleri (avβ3, a5β1, CR3) için hücresel reseptörler tarafından sağlanır (Tablo). Çözünür RGD mimetikleri ile makrofaj yapışmasının bloke edilmesi veya CR3 reseptörünün yüzeylerinden çıkarılması, doku reaksiyonunun yoğunluğunu azaltır ve ortaya çıkan fibröz kapsülün kalınlığını azaltır.

Bağlı makrofajlar, çok çekirdekli hücreler (yabancı cisim dev hücreleri - HCIT) oluşturmak için birleşir. Bu işlemin indükleyicileri, hücre füzyonunda önemli bir rol oynayan mannoz reseptörlerinin ekspresyonunu uyaran IFNg, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-13 ve GM-CSF'dir. HCIT makrofajlar olarak işlev görür - fagositoz, oksijen ve nitrojen radikalleri oluşturma, sitokinlerin sentezi ve büyüme faktörlerine sahiptirler. Bu hücrelerin sentetik aktivitesinin doğası, görünüşe göre, "yaşlarına" bağlıdır: bir doku reaksiyonunun gelişiminin erken aşamalarında, IL-1a, TNF-a eksprese edilir ve daha sonra anti- inflamatuar ve profibrojenik aracılar - IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β.

Makrofajların yabancı maddelere reaksiyonu şu anda araştırılmaktadır. çeşitli koşullar in vitro ve in vivo. In vitro deneyler, incelenen yüzeydeki yapışmalarının yoğunluğunu ve SCIT oluşumunu, "açma" genlerinin sayısını, sentezlenen ve salgılanan enzimlerin, sitokinlerin ve kemokinlerin sayısını hesaba katar. Farklı yüzeylere yapışan mononükleer fagositlerin monokültürlerinde, M1 ve M2 yönlerinde polarize olmazlar, ancak karışık tipte makrofajların oluşumu, hem pro- ve anti-inflamatuar mediatörleri salgılar, hem de uzun vadede ikincisine doğru bir kayma ile. yetiştirme. Bir "altın standart"ın olmaması - canlı bir organizmaya implante edildiğinde kendini iyi kanıtlamış, test edilen materyalleri karşılaştırmanın mümkün olacağı ve ayrıca standartlaştırılmamış makrofaj hücre hatlarının kullanımının mümkün olacağı stabil bir kontrol materyali, farklı farklılaşma yöntemleri, farklı yazarların çalışmalarının sonuçlarını karşılaştırmayı zorlaştırır. Bununla birlikte, in vitro çalışmalar, makrofajların kimyasal modifikasyonlarına tepkisini belirlemek için malzemelerin sitotoksisitesini yargılamayı mümkün kılar. Doğal ve kimyasal olarak değiştirilmiş çeşitli kolajenlerin yüzeyindeki makrofajların aktivasyonu incelenerek değerli bilgiler elde edildi. Doğal kollajenler, hem inflamatuar yanıtı uyaran (TNF-a, IL-6, IL-8, IL-1β, IL-12, CCL2) hem de onu baskılayan (IL-1ra, IL-) sinyal moleküllerinin makrofajları tarafından in vitro sentezi indükler. 10), ayrıca matris metaloproteazlar ve bunların inhibitörleri. . Bu tür malzemelerin pro-inflamatuar özellikleri, özelliklerini büyük ölçüde değiştiren besleme stoğunun hücresizleştirme ve sterilizasyon yöntemine bağlıdır. Doğal kolajenden farklı teknolojilerle elde edilen kolajen endoprotezleri, pro-inflamatuar sitokinlerin ekspresyonunu neredeyse inertten oldukça aktife kadar indükleme yeteneklerine göre değişir. Çeşitli tarafından kollajen Firmware kimyasallar makrofajların reaksiyonunun doğasını değiştirir. Glutaraldehit ile tedavi, sitoplazmik membranda hasar, bozulmuş yapışma ve makrofajların azalmış canlılığı ile kendini gösteren sitotoksisiteye yol açar. Aynı zamanda, IL-6, TNF-a üretimi artar ve IL-1ra sentezi, doğal ve karbodiimid çapraz bağlı kollajene yapışan makrofajlara kıyasla baskılanır. Karbodiimid ile tedavi, sitotoksisiteye sahip olmayan, proinflamatuar sitokinlerin ve metaloproteazların salgılanmasında önemli bir artışa neden olmayan ve IL-10 ve IL-1ra sentezini doğal ile karşılaştırıldığında baskılamayan kollajene optimal özellikler sağlar. .

Doku reaksiyonunu azaltmak için, hücreler arası matrisin doğal veya modifiye edilmiş bileşenleri kolajen malzemelerine dahil edilir. J. Kajahn ve ark. (2012) monositlerin M1 yönünde farklılaşmasına katkıda bulunan endoprotezlerin proinflamatuar mikroçevresinin in vitro bir taklidini oluşturmuştur. Aynı koşullar altında, kolajen substratına ilave edilen sülfatlanmış hyaluronik asit, makrofajlar tarafından proinflamatuar sitokinlerin salgılanmasını azalttı ve IL-10 üretimini arttırdı. Yazarlara göre bu, çevre dokuların fonksiyonel özelliklerinin yenilenmesine ve restorasyonuna katkıda bulunan makrofajların M2 polarizasyonunu gösterir. Makrofajların yavaş bozunabilen ve stabil materyallere in vitro reaksiyonu genellikle homojendir ve biyomalzemelere verilen reaksiyona benzer, ancak yanıtın bir miktar özgüllüğü hala fark edilebilir. Titanyum, poliüretan, polimetil metakrilat, politetrafloroetilen, enflamatuar aracıların zayıf indükleyicileridir, ancak titanyum poliüretandan daha yüksek bir TNF-a ve IL-10 salgılanmasına katkıda bulunur ve polipropilenin özelliği, profibrojenik kemokin СCL18 üretimini teşvik etmektir. Hücre transferi için bir substrat olarak önerilen PEG, IL-1β, TNF-a, IL-12 ekspresyonunda keskin fakat geçici bir artışa neden olur, ancak bir hücre yapışma oligopeptidi ile kopolimerizasyonu malzemenin biyouyumluluğunu arttırır, önemli ölçüde azaltır proinflamatuar sitokinlerin ekspresyonu.

Makrofajların çeşitli materyallere in vitro reaksiyonu, vücuttaki davranışlarını tam olarak karakterize etmez. Monokültürlerde, diğer hücre popülasyonları ile etkileşim faktörleri yoktur ve fenotipik polimorfizm dikkate alınmaz - doğal koşullar altında, yalnızca monositik öncüler değil, aynı zamanda yanıtı bunlardan önemli ölçüde farklı olabilen olgun doku makrofajları da implanta göç eder. kandan alınmıştır. Hayvan ve insan dokularına yerleştirilen endoprotezleri çevreleyen makrofajların salgı aktivitesinin incelenmesi büyük zorluktur. Yerinde M1-M2 paradigmasına dayanan makrofajları karakterize etmenin ana yöntemi, iNOS, CD206, CD163, CD80, CD86 işaretleyici proteinlerin immünositokimyasıydı. Bu markörlerin in vivo olarak makrofajlarda mevcudiyetinin, sito ve kemokinlerin karşılık gelen spektrumlarının sentezi ile M1 ve M2 yönlerindeki polarizasyonlarını belirlediği varsayılır, ancak karışık tip makrofajların varlığı olasılığı göz önüne alındığında, bu karakteristik tam olarak doğru değildir.

Bununla birlikte, in vivo deneyler, implante edilen materyalin kaderini ve makrofaj reaksiyonunun dinamiklerini uzun bir süre boyunca izlemeyi mümkün kılar; bu, özellikle yaşam boyu endoprotezler ve cihazlar için önemlidir. Bu açıdan en çok çalışılan kolajen bazlı parçalanabilir biyomalzemelerdir. Bu tür materyallere göç eden ilk enflamatuar hücreler PMNL'dir, ancak bu etki geçicidir ve ikinci dalga popülasyonu makrofajlarla temsil edilir. Tepkimeleri kollajenin fizikokimyasal özelliklerine bağlıdır. Kimyasal işlem ne kadar şiddetli olursa, kolajen doğal olandan o kadar farklı olur, makrofaj için o kadar "yabancı" olur ve doku reaksiyonu o kadar belirgin olur. arasında yüklü kas katmanları Bir sıçanın karın duvarında, yavaş yavaş bozunan çapraz bağlı kolajenden yapılmış implant parçaları, HCIT oluşumuna ve malzeme kapsüllenmesine katkıda bulunur. CCR7 ve CD206 reseptörlerinin ifadesine bakılırsa göç eden makrofajlar, bazı durumlarda M1 fenotipine atfedilebilir, ancak çoğu durumda bunların bilinen fenotiplere ait olduğunu belirlemek mümkün değildir.

Zamanla, esas olarak fibröz kapsülde bulunan implant çevresinde M2 ​​makrofajları ortaya çıkar. Çapraz bağlanmamış domuz, insan ve sığır kollajeni ve diizosiyanat ile çapraz bağlanmış koyun kollajeninden oluşan ve sıçan vücudunda hızla ayrışan endoprotezler, yeni tam bağ ve kas dokularının oluşumunu uyarır. HCIT oluşumuna katkıda bulunmazlar ve kapsüllenmezler. Doku/malzeme arayüzünde biriken mononükleer fagositlerin bazıları M1/M2 fenotipinin belirteçlerine sahip değildir, bazıları her iki belirteci içerir ve bazıları M2 makrofajlarıdır. Bu tür implantlarda M1 makrofajlarının alt popülasyonu yoktur. Histomorfometrik analiz, gelişen doku reaksiyonunun erken evrelerinde M2 ​​fenotip belirteçlerini taşıyan makrofajların sayısı ile implantasyon bölgesinde başarılı doku yeniden şekillenmesinin göstergeleri arasında pozitif bir ilişki olduğunu göstermiştir.

Bozunmayan materyallere karşı doku reaksiyonu, vücutta bulundukları süre boyunca mevcuttur. Yoğunluğu modüle edilir fiziksel ve kimyasal özellikler malzemeler: polyester, politetrafloroetilen, polipropilen serisinde - ilk polimer, makrofajların en belirgin iltihaplanmasına ve kaynaşmasına neden olur, sonuncusu - minimum ve tüm bu malzemeler için fibrozun şiddeti, üzerindeki HCIT miktarı ile pozitif olarak ilişkilidir. Sentetik polimerlerin yüzeyi. Çeşitli materyallere karşı inflamatuar yanıtı inceleyen çok sayıda çalışma olmasına rağmen, üzerlerinde biriken makrofajların özellikleri yeterince çalışılmamıştır. M.T. Wolf ve ark. (2014), sıçanın karın duvarına implante edilen polipropilen ağın ipliklerinde ve düğümleri arasında, esas olarak M1 fenotipinin (CD86 + CD206-) belirteçlerine sahip makrofajların biriktiğini göstermiştir.

Polipropilene uygulanan hücrelerarası bağ dokusu matrisinden gelen jel, M1 makrofajlarının ve HCIT'nin sayısını azaltır ve aynı anda mikrodamarların büyümesini engeller. Bu fenomen, yara makrofajları tarafından anjiyojenik faktörler M1'in ekspresyonunu ve blokajları sırasında vaskülojenezin baskılanmasını gösteren çalışmaların sonuçlarıyla iyi bir uyum içindedir. Makrofajların sentetik aktivitesi, doku yanıtı sağlayan biyolojik olarak aktif moleküllerinin spektrumu hakkında çok az şey bilinmektedir. Farelerde, IL-6 ve СCL2, IL-13 ve TGF-β salgılayan makrofajlar, naylon ağ implantasyon bölgesinin çevresinde birikir ve aynı zamanda, HCIT dahil olmak üzere hücre popülasyonunda IL-4 eksprese edilir. endoprotezin liflerine, IL-10, IL-13 ve TGF-β. IL-4 ve IL-13 güçlü profibrojenik aracılardır; sadece makrofajları M2a yönünde polarize etmekle kalmaz, büyüme faktörlerinin üretimini kolaylaştırırlar, aynı zamanda TGF-β ekspresyonunun indüklenmesi yoluyla fibroblastlar tarafından kollajen sentezini uyarırlar. IL-10 ve CCL2 ayrıca miyofibroblast öncüllerinin - fibrositlerin kemotaksisini sağlayan profibrojenik bir etkiye sahiptir. Bozunmayan materyallerin çevresinde fibrozis gelişimine elverişli bir ortam yaratanın makrofajlar olduğu varsayılabilir.

Fibröz doku oluşumunun hasta sonuçları üzerinde hem olumsuz hem de olumlu etkileri olabilir. Fıtık pratiğinde, bir polipropilen endoprotezin implantasyonu ile ilişkili fibröz doku dönüşümü, irrasyonel cerrahi taktiklerin arka planına karşı, 15–15'te fıtık nüksünün gelişmesine yol açan ana sorunlardan biridir (Şekil 2, kendi verileri). vakaların %20'si. çeşitli yerelleştirmeler.

AT son yıllar bağ dokusunun gelişmesi nedeniyle kurulu yapıların entegrasyonuna dayanan diş implantasyonu teknolojileri özellikle yoğun bir şekilde gelişmektedir (Şekil 3, kendi verileri). İmplantların fibrointegrasyonunun birçok uzman tarafından geçerli bir seçenek olarak kabul edilmesine rağmen, osseointegrasyon süreçlerini destekleyen yeni materyallerin arayışı devam etmektedir.

Bu bağlamda, protez alanındaki hücre popülasyonlarının incelenmesi, fibrozda bir sonuçla aşırı inflamatuar yanıtı engellemeye yönelik yöntem ve yaklaşımların geliştirilmesi ve çeşitli materyallerin implantasyon bölgesinde onarıcı rejenerasyonun uyarılmasıdır. büyük önem taşımaktadır.

Çözüm

Makrofajlar, fenotipi mikroçevreden gelen sinyallerle belirlenen polimorfik bir hücre popülasyonudur. Artroplasti, kateterizasyon, stentleme ve diğer tedavi türleri için kullanılan yabancı maddelere vücudun tepkisinde belirleyici bir rol oynarlar. Reaksiyonun doğası ve şiddetinin derecesi hem implante edilen materyalin boyutuna hem de fizikokimyasal özelliklerine bağlıdır ve hastanın vücudu için hem pozitif hem de negatif değerlere sahip olabilir. Kollajen bazlı bozunabilir malzemeler için, makrofaj aktivasyon tipinin ve bağ dokusunun yenilenme hızının kolajen hammaddelerinin işleme yöntemine bağımlılığı gösterilmiştir. Bu, rejeneratif tıp için implantlar elde etmek için yeni doku hücresizleştirme, kimyasal modifikasyon ve kollajen materyallerinin sterilizasyonu yöntemleri geliştiren uzmanlar için büyük fırsatlar sunuyor.

Makrofajların bozunmayan materyaller tarafından aktivasyonu ile ilgili problemler, görünüşe göre, farklı şekilde ele alınmalıdır. Fagosite eden makrofajlar, eklem endoprotezlerinin yüzeyindeki mikropartikülleri aşındırır ve sentetik implantların geniş yüzeylerine göç eden makrofajlar, ilk durumda uzun süreli kalıcı inflamasyon, osteoliz ve ikinci durumda fibrozis başlatır. Bu etkinin tesviye edilmesi, büyük olasılıkla, yönlendirilmiş migrasyonun bloke edilmesi, monositlerin/makrofajların yapışması ve aktivasyonunun bloke edilmesiyle sağlanacaktır; derin bilgi bu süreçler hakkında şu anda sahip olduğumuzdan daha fazla.

İyi günler, sevgili okuyucular!
Geçen sefer size çok önemli bir kan hücresi grubundan bahsetmiştim - bunlar gerçek cephe savaşçıları. bağışıklık koruması. Ancak vücudumuzdaki "düşman ajanlarını" yakalama ve yok etme operasyonlarının tek katılımcıları onlar değil. Yardımcıları var. Ve bugün hikayeme devam etmek ve keşfetmek istiyorum fonksiyonlar lökositler - agranülositler. Bu grup ayrıca sitoplazmasında granüler olmayan lenfositleri de içerir.
monosit lökositlerin en büyük temsilcisidir. Hücre çapı 10-15 mikrondur, sitoplazma fasulye şeklinde büyük bir çekirdekle doldurulur. Kanda bunlardan çok az var, sadece% 2 - 6. Ama içinde kemik iliğiçok sayıda üretilirler ve nötrofillerle aynı mikrokolonilerde olgunlaşırlar. Ancak kan dolaşımına girdiklerinde yolları ayrılır. Nötrofiller damarlardan geçer ve her zaman hazırdır #1. Ve monositler hızla organlara yerleşir ve orada makrofajlara dönüşürler. Yarısı karaciğere gider ve geri kalanı dalak, bağırsaklar, akciğerler vb.

makrofajlar- bunlar yerleşik, sonunda olgunlaştı. Nötrofiller gibi fagositoz yapabilirler, ancak ek olarak kendi etki alanları ve diğer özel görevleri vardır. Mikroskop altında, bir makrofaj, çapı 40-50 mikrona varan etkileyici boyutlara sahip çok belirgin bir hücredir. Bu, kendi ihtiyaçları ve komşu hücreler için özel proteinlerin sentezi için gerçek bir mobil fabrikadır. Bir makrofajın günde 80'e kadar sentezleyip salgılayabildiği ortaya çıktı! çeşitli kimyasal bileşikler. Soruyorsunuz: makrofajlar tarafından hangi aktif maddeler salgılanıyor? Makrofajların nerede yaşadığına ve hangi işlevleri yerine getirdiğine bağlıdır.

Lökositlerin işlevleri:

Kemik iliği ile başlayalım. Kemik yenileme sürecinde yer alan iki tür makrofaj vardır - osteoklastlar ve osteoblastlar. Osteoklastlar sürekli olarak kemik dokusunda dolaşır, eski hücreleri arar ve onları yok eder, gelecekteki kemik iliği için boş alan bırakır ve osteoblastlar yeni doku oluşturur. Makrofajlar bu işi özel uyarıcı proteinleri, enzimleri ve hormonları sentezleyip salgılayarak gerçekleştirirler. Örneğin, kemiği yok etmek için kollajenaz ve fosfatazı ve kırmızı kan hücrelerini büyütmek için eritropoietin sentezlerler.
Kemik iliğinde kan hücrelerinin hızlı üremesini ve normal olgunlaşmasını sağlayan hücreler - "hemşireler" ve hücreler - "düzenliler" de vardır. Kemiklerdeki hematopoez adalara gider - böyle bir koloninin ortasında bir makrofaj vardır ve kırmızı hücreler etrafta toplanır farklı Çağlar. Emziren bir annenin işlevini yerine getiren bir makrofaj, büyüyen hücrelere beslenme - amino asitler, karbonhidratlar, yağ asitleri sağlar.

Karaciğerde özel bir rol oynarlar. Orada Kupffer hücreleri olarak adlandırılırlar. Karaciğerde aktif olarak çalışan makrofajlar, bağırsaklardan gelen çeşitli zararlı maddeleri ve partikülleri emer. Karaciğer hücreleri ile birlikte işlemede yer alırlar. yağ asitleri, kolesterol ve lipidler. Böylece, kan damarlarının duvarlarında kolesterol plaklarının oluşumunda ve ateroskleroz oluşumunda beklenmedik bir şekilde yer alırlar.

Aterosklerotik sürecin nerede başladığı henüz tam olarak belli değil. Belki de burada kandaki “kendi” lipoproteinlerine hatalı bir reaksiyon tetiklenir ve uyanık bağışıklık hücreleri gibi makrofajlar onları yakalamaya başlar. Makrofajların açgözlülüğünün hem olumlu hem de olumsuz yanları olduğu ortaya çıktı. Mikropları yakalamak ve yok etmek elbette iyi bir şeydir. Ancak yağlı maddelerin makrofajlar tarafından aşırı emilimi kötüdür ve muhtemelen insan sağlığı ve yaşamı için tehlikeli bir patolojiye yol açar.

Ancak makrofajlar için neyin iyi neyin kötü olduğunu ayırt etmek zordur, bu nedenle görevimiz makrofajların kaderini hafifletmek ve kendi sağlığımıza ve karaciğerin sağlığına dikkat etmektir: beslenmeyi izleyin, büyük miktarda içeren gıdaların tüketimini azaltın. yağlar ve kolesterol ve yılda iki kez toksinleri ve toksinleri giderir.

Şimdi hakkında konuşalım makrofajlar, akciğerlerde çalışıyor.

Akciğer damarlarındaki solunan hava ve kan en ince sınırla ayrılır. Hava yollarının sterilitesini sağlamanın bu koşullarda ne kadar önemli olduğunu anlıyorsunuz! Doğru, burada bu işlev, akciğerlerin bağ dokusunda dolaşan makrofajlar tarafından da gerçekleştirilir.
Her zaman ölü akciğer hücrelerinin kalıntıları ve çevredeki havadan solunan mikroplarla doludurlar. Akciğerlerin makrofajları, aktivite bölgesinde hemen çoğalır ve sayıları keskin bir şekilde artar. kronik hastalıklar solunum sistemi.

Sigara içenlerin dikkatine! Tütün dumanındaki toz parçacıkları ve katran, üst solunum yollarını oldukça tahriş eder. yol, bronşların ve alveollerin mukoza hücrelerine zarar verir. Akciğer makrofajları elbette bu zararlı kimyasalları yakalar ve detoksifiye eder. Sigara içenler makrofajların aktivitesini, sayısını ve hatta boyutunu önemli ölçüde artırır. Ancak 15-20 yıl sonra güvenilirliklerinin sınırı tükenir. Hava ve kanı ayıran hassas hücresel bariyerler kırılır, enfeksiyon derinlere nüfuz eder. Akciğer dokusu ve iltihaplanma başlar. Makrofajlar artık mikrobiyal filtreler olarak tam olarak çalışamazlar ve granülositlere yol açamazlar. Bu nedenle, uzun süreli sigara içmek kronik bronşit ve akciğerlerin solunum yüzeyinde bir azalma. Çok aktif makrofajlar, akciğer dokusunun elastik liflerini aşındırır, bu da solunum zorluğuna ve hipoksiye yol açar.

En üzücü şey, aşınma için çalışan makrofajların çok fazla performans göstermemesidir. Önemli özellikler kanser hücreleriyle savaşma yeteneğidir. Bu yüzden kronik hepatit akciğer kanseri ile karaciğer tümörleri ve kronik pnömoni gelişimi ile dolu.

makrofajlar dalak.

Dalakta makrofajlar, yaşlanan kırmızı kan hücrelerini yok ederek "katil" görevi görür. Kırmızı kan hücrelerinin kabuklarında, ortadan kaldırılması için bir sinyal olan hain proteinler açığa çıkar. Bu arada, eski eritrositlerin yok edilmesi hem karaciğerde hem de kemik iliğinde gerçekleşir - makrofajların olduğu her yerde. Dalakta, bu süreç en belirgindir.

Bu nedenle, makrofajlar, aynı anda birkaç önemli rolü yerine getirirken, vücudumuzun harika çalışanları ve en önemli düzenleridir:

1. fagositozla ilgili
2. önemli maddelerin korunması ve işlenmesi besinler vücudun ihtiyaçları için
3. birkaç düzine proteinin ve diğer biyolojik olarak izole edilmesi aktif maddeler Bu, kan hücrelerinin ve diğer dokuların büyümesini düzenler.

biz biliyoruz lökositlerin işlevleri - monositler ve makrofajlar. Ve yine lenfositler için zaman kalmamıştı. Vücudumuzun en küçük savunucuları olan onlar hakkında bir dahaki sefere konuşacağız.
Bu arada Mozart - Kalbin Senfonisi'nin şifalı müziğini dinleyerek daha sağlıklı olalım ve bağışıklık sistemimizi güçlendirelim:

Size sağlık ve refah diliyorum!