Макрофаги в тканях

Макрофаги представляют собой один из типов лейкоцитов. Само название, происходящее от древнегреческого «большой пожиратель», описывает роль этих клеток в организме человека: они находят и захватывают патогенные бактерии, запуская воспалительный ответ для борьбы с инфекцией. Регуляция макрофагов осуществляются цитокинами и другими молекулами, которые побуждают макрофаги усиливать свою активность, при необходимости, и снижать её, когда их работа выполнена.

Исследователи из Института трансляционной медицины в Цюрихе (Швейцария) обнаружили другой механизм регуляции провоспалительных макрофагов: расположение в пространстве. Макрофаги не только циркулируют в крови, но и присутствуют во всех тканях организма, ожидая того момента, когда в них возникнет необходимость. Учёные показали, что, когда макрофаг в ткани плотно окружён другими клетками, его активность снижается даже в присутствии активирующих сигналов.

Макрофагам не нужно быть активными, пока ткань не повреждена. Для организма очень важно, чтобы при нормальном состоянии ткани макрофаги в ней оставались неактивными, поскольку в ином случае они запустят иммунный ответ, в котором нет необходимости. Тем не менее, механизмы снижения активности провоспалительных макрофагов в здоровых тканях изучены далеко не до конца.

В экспериментах на культуре клеток исследователи обнаружили, что регуляция макрофагов осуществляется под воздействием не только биохимических сигналов, но и расположения в пространстве. При помещении макрофагов в микропористый субстрат, исследователи добились ограничения распластывания и увеличения размера клеток.

Рисунок 1. Макрофаг внутри поры диаметром 20 нм (электронограмма)

Функционирование макрофагов тесно связано с их размером: при активации начинается рост клетки, обусловленный растяжением её цитоскелета. Это приводит к высвобождению факторов, которые влияют на активность генов. При наличии же внешних барьеров макрофаги расти не могут.

Открытие пространственных факторов, управляющих активацией макрофагов, вносит значительный вклад в выяснение патологических механизмов, лежащих в основе различных заболеваний. Многие так называемые возраст-зависимые заболевания связаны с избыточной продукцией провоспалительных цитокинов, возникающей в результате ослабленного контроля тканевых макрофагов. К таким заболеваниям относят ревматизм, атеросклероз, ожирение, онкологические и некоторые аутоиммунные заболевания.

Кроме того, результаты исследования могут дать указание на то, как модифицировать структуру поверхности имплантатов, для того чтобы ослабить воспаление. Исследователи предполагают, что вокруг имплантата с микропористой структурой поверхности должно формироваться меньше рубцовой ткани, однако для проверки этой гипотезы требуется проведение дальнейших клинических исследований.

Публикация Spatial confinement downsizes the inflammatory response of macrophages