Macrófagos Os macrófagos são, por assim dizer, a divisão mais baixa do exército imunitário; não foram submetidos a treino e as suas propriedades para proteger o corpo são inatas. Eles são chamados de imunidade inata. Os macrófagos destroem seus (e nossos) inimigos de uma forma muito incomum

Monócitos A monocitose é uma condição na qual o nível de monócitos está acima de 1,00 109/l. É observada em: # infecções graves (tuberculose, sífilis); # diversas doenças do sistema sanguíneo; # crescimento de neoplasias malignas; # colagenose (reumatismo,

Capítulo 16 O engraçado é que Salsicha estava olhando para a mesma coisa, e tudo o que viu foi um homem de meia-idade com um joelho fantástico. No início, apenas sua audição disse a Salsicha que algo estava errado aqui. Por várias horas seguidas ele ouviu um leve “shh... shh... shh” vindo de

Capítulo 17 Então, o que aconteceria conosco se não houvesse selvagens no mundo? Essas pessoas eram uma espécie de explicação. Konstantin Cavafy. À espera dos selvagens “Foi há dez anos”, disse-me Caballo, completando a sua história. - E desde então estou aqui constantemente. Várias horas se passaram desde então

Capítulo 19 Sempre entro nessas competições com os objetivos mais elevados, como se fosse fazer algo extraordinário. Mas assim que a minha saúde piora, mesmo que seja um pouco, a minha avaliação dos meus objetivos diminui imediatamente... e o melhor que posso esperar é não desistir

Autores

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

De acordo com o paradigma “M1/M2”, existem dois subtipos de macrófagos ativados – ativados classicamente (M1) e ativados alternativamente (M2), que expressam vários receptores, citocinas, quimiocinas, fatores de crescimento e moléculas efetoras. No entanto, dados recentes indicam que, em resposta a alterações nos sinais microambientais, os macrófagos podem apresentar propriedades únicas que não permitem que sejam classificados em nenhum destes subtipos.

Os macrófagos desempenham um papel importante na resposta do corpo ao material implantado - cateteres, stents, endopróteses, implantes dentários. Os macrófagos fagocitam partículas de desgaste da superfície das próteses articulares, iniciam a inflamação na área protética e a osteólise e controlam a formação de uma cápsula fibrosa ao redor de corpos estranhos. É apresentada uma breve visão geral dos fatores que causam migração, adesão e ativação de macrófagos, análise de suas características funcionais em diversas superfícies, incluindo materiais biodegradáveis ​​e não degradáveis ​​in vivo e in vitro.

Introdução

Atualmente, é impossível imaginar a medicina moderna sem o uso de produtos implantáveis ​​instalados no corpo por vários períodos de tempo, a fim de restaurar a anatomia e a função de órgãos e tecidos perdidos ou afetados por um processo patológico. A biocompatibilidade de materiais sintéticos ou construções de engenharia de tecidos é uma questão importante que afeta os resultados de tais implantações. A reação ao material protético desenvolve-se na seguinte sequência: alteração tecidual, infiltração por células de inflamação aguda, depois inflamação crônica com formação de tecido de granulação e cápsula fibrosa. A gravidade destas reações determina a biocompatibilidade do dispositivo implantado. Os macrófagos desempenham um papel importante na reação do organismo ao material instalado – cateteres, stents, endopróteses, implantes dentários, etc.

Morfologia dos macrófagos

Os macrófagos são uma população celular heterogênea. O macrófago possui formato irregular, estrelado e multiprocessado, dobras e microvilosidades na superfície celular, abundância de microvesículas endocíticas, lisossomos primários e secundários. O núcleo redondo ou elipsóide está localizado centralmente, a heterocromatina está localizada sob o envelope nuclear. As características estruturais de uma célula dependem em grande parte de sua afiliação a órgãos e tecidos, bem como de seu status funcional. Assim, as células de Kupffer são caracterizadas por um glicocálice, os macrófagos alveolares contêm corpos lamelares (surfactantes), um complexo de Golgi bem desenvolvido, um retículo endoplasmático rugoso e muitas mitocôndrias, enquanto nas células microgliais existem poucas mitocôndrias. No citoplasma dos macrófagos peritoneais e alveolares existe um grande número de corpos lipídicos contendo substratos e enzimas para a geração de prostaglandinas. Os macrófagos aderidos e em movimento formam estruturas de vida curta contendo actina - podossomos - na forma de uma parte central densa com microfilamentos irradiando deles. Os podossomos podem se fundir para formar estruturas de ordem superior chamadas rosetas, que destroem efetivamente as proteínas da matriz extracelular subjacente.

Funções dos macrófagos

Os macrófagos fagocitam materiais estranhos e detritos de tecidos celulares, estimulam e regulam a resposta imune, induzem uma resposta inflamatória e participam de processos reparadores e da troca de componentes da matriz extracelular. A variedade de funções desempenhadas explica a expressão por essas células de um grande número de receptores associados à membrana plasmática, intracelulares e secretados. Os receptores imunes inatos PRR (receptores de reconhecimento de padrões) são ativados por uma ampla gama de ligantes (com exceção de CD163), proporcionando reconhecimento de estruturas altamente conservadas da maioria dos microrganismos, os chamados PAMPs (padrões moleculares associados a patógenos, patógenos- padrões associados) e estruturas moleculares endógenas semelhantes a eles DAMP (padrões moleculares associados a danos), formados como resultado de danos e morte celular, modificação e desnaturação de estruturas proteicas da matriz extracelular. A maioria deles medeia a endocitose e a eliminação de agentes endógenos e exógenos potencialmente perigosos, mas, ao mesmo tempo, muitos deles desempenham funções de sinalização, regulando a síntese de mediadores pró-inflamatórios, promovendo adesão e migração de macrófagos (tabela).

A membrana plasmática de monócitos/macrófagos também expressa receptores especializados que se ligam a um ou mais ligantes estruturalmente semelhantes: o fragmento Fc da imunoglobulina G, fatores de crescimento, corticosteróides, quimiocinas e citocinas, anafilotoxinas e moléculas coestimuladoras. As funções de muitos desses receptores são mediadas não apenas pela ligação de ligantes, mas também pela interação com outros receptores (C5aR-TLR, MARCO-TLR, FcγR-TLR), que proporciona uma regulação precisa da síntese de pró e anti -mediadores inflamatórios. Uma característica do sistema receptor de macrófagos é a presença de receptores armadilha para citocinas e quimiocinas pró-inflamatórias (Il-1R2 em macrófagos M2a; CCR2 e CCR5 em macrófagos M2c), cuja ativação bloqueia a transmissão intracelular do sinal pró-inflamatório correspondente. A expressão dos receptores celulares é específica da espécie, do órgão e do tecido e depende do estado funcional dos macrófagos. Os receptores celulares de macrófagos estudados detalhadamente são mostrados na tabela.

Migração de monócitos/macrófagos

Os macrófagos teciduais são derivados principalmente de monócitos sanguíneos, que migram para os tecidos e se diferenciam em diferentes populações. A migração de macrófagos é dirigida por quimiocinas: CCL2 CCL3, CCL4, CCL5, CCL7, CCL8, CCL13, CCL15, CCL19, CXCL10, CXCL12; fatores de crescimento VEGF, PDGF, TGF-b; fragmentos do sistema complemento; histamina; proteínas granulares de leucócitos polimorfonucleares (PMNL); fosfolipídios e seus derivados.

Nos estágios iniciais da resposta inflamatória, os PMNs organizam e modificam uma rede de quimiocinas secretando CCL3, CCL4 e CCL19 e liberando azurosidina, proteína LL37, catepsina G, defensinas (HNP 1-3) e proteinase 3 pré-formadas em grânulos, que garantem a adesão de monócitos ao endotélio, exibindo assim as propriedades dos quimioatraentes. Além disso, as proteínas granulares PMN induzem a secreção de quimiocinas por outras células: a azurosidina estimula a produção de CCL3 pelos macrófagos, e a proteinase-3 e HNP-1 induzem a síntese de CCL2 pelo endotélio. As proteinases PMN são capazes de ativar muitas quimiocinas proteicas e seus receptores. Assim, a proteólise de CCL15 pela catepsina G aumenta grandemente as suas propriedades atractivas. Os neutrófilos apoptóticos atraem monócitos através de sinais presumivelmente mediados por lisofosfatidilcolina.

Qualquer dano tecidual leva ao acúmulo de macrófagos. Na área de lesão vascular, o coágulo sanguíneo e as plaquetas liberam TGF-β, PDGF, CXCL4, leucotrieno B4 e IL-1, que apresentam propriedades quimioatrativas pronunciadas contra monócitos/macrófagos. Os tecidos danificados são uma fonte das chamadas alarminas, que incluem componentes da matriz extracelular destruída, proteínas de choque térmico, anfoterina, ATP, ácido úrico, IL-1a, IL-33, DNA mitocondrial de detritos celulares, etc. restantes células viáveis ​​dos tecidos danificados e do endotélio dos vasos sanguíneos para a síntese de quimiocinas, algumas delas são fatores diretos de quimiotaxia. A infecção dos tecidos leva ao aparecimento das chamadas moléculas associadas ao patógeno: lipopolissacarídeos, carboidratos da parede celular e ácidos nucléicos bacterianos. Sua ligação aos receptores de membrana e intracelulares dos macrófagos desencadeia o processo de expressão dos genes das quimiocinas, que proporcionam recrutamento adicional de fagócitos.

Ativação de macrófagos

Os macrófagos são ativados por uma variedade de moléculas sinalizadoras, causando sua diferenciação em vários tipos funcionais (Fig. 1). Macrófagos classicamente ativados (fenótipo M1) são estimulados por IFNg, bem como IFNg juntamente com LPS e TNF. Suas principais funções são a destruição de microrganismos patogênicos e a indução de uma resposta inflamatória. A polarização na direção M1 é acompanhada pela secreção de mediadores pró-inflamatórios. Expressam receptores para IL-1 – IL-1R1, TLRs e moléculas coestimulatórias, cuja ativação garante a amplificação da resposta inflamatória. Juntamente com as citocinas pró-inflamatórias, os macrófagos também secretam a citocina anti-inflamatória IL-10, com uma proporção caracteristicamente alta de IL-12/IL-10. As propriedades bactericidas dos macrófagos M1 são determinadas pela produção de radicais livres de nitrogênio e oxigênio gerados pela iNOS e pelo complexo NADPH oxidase. Sendo células efetoras na resposta do organismo à infecção bacteriana, elas, ao mesmo tempo, suprimem a resposta imune adaptativa ao inibir a proliferação de células T estimuladas. A IL-12 secretada pelos macrófagos M1 desempenha um papel fundamental na polarização Th1, e IL-1b e IL-23 direcionam a resposta imune ao longo da via Th17. . Estudos recentes demonstraram que os macrófagos M1, além de propriedades pró-inflamatórias, apresentam propriedades reparadoras: secretam VEGF, que estimula a angiogênese e a formação de tecido de granulação.

A ativação alternativa de macrófagos (fenótipo M2) é observada quando são estimulados por interleucinas, glicocorticóides, complexos imunes, agonistas de TLR, etc. Eles migram para zonas de invasão helmíntica, acumulam-se em locais de fibrose, na cicatrização de feridas cutâneas e formações neoplásicas. Os macrófagos M2 são capazes de proliferação ativa in situ. Apresentam maior capacidade de fagocitose em comparação aos macrófagos M1 e expressam maior número de receptores associados: CD36 – receptor scavenger de células apoptóticas; CD206 – receptor de manose; CD301 – receptor para resíduos de galactose e N-acetilglucosamina; CD163 é um receptor para o complexo hemoglobina-haptoglobina. Os macrófagos deste tipo são caracterizados por uma baixa proporção de IL-12/IL-10.

Os macrófagos ativados alternativamente são divididos em subtipos: M2a, M2b e M2c. Um exemplo do fenótipo M2a de macrófagos são as células que se acumulam em torno de larvas de helmintos e protozoários, cujos alérgenos induzem uma resposta imune Th2, acompanhada pela produção de IL-4 e IL-13. Eles não secretam quantidades significativas de citocinas pró-inflamatórias e sintetizam um espectro especial de quimiocinas e receptores de membrana. Acredita-se que sejam caracterizados pela síntese de IL-10, porém, in vitro, os macrófagos nem sempre produzem essa citocina e podem apresentar alta atividade transcricional dos genes IL-12 e IL-6. Uma característica importante dessa população é a síntese do antagonista do receptor de IL-1 (IL-1ra), que, ao se ligar à IL-1, bloqueia seus efeitos pró-inflamatórios.

Os macrófagos M2a suprimem a resposta inflamatória bloqueando a formação da população M1 através das citocinas dos linfócitos Th2 por eles recrutados, ou devido à quimiocina CCL17 produzida, que, juntamente com a IL-10, inibe a diferenciação de macrófagos na direção M1 . As células do fenótipo M2a são consideradas macrófagos reparadores típicos. A quimiocina CCL2 por eles sintetizada é um quimioatraente dos precursores dos miofibroblastos - fibrócitos, que secretam fatores que garantem a remodelação do tecido conjuntivo.

A polarização na direção M2b é realizada pela estimulação do receptor Fcg juntamente com agonistas de TLR e ligantes para o receptor de IL-1. Funcionalmente, estão próximos dos macrófagos M1, produzindo mediadores pró-inflamatórios e monóxido de nitrogênio (NO), mas ao mesmo tempo são caracterizados por alto nível de síntese de IL-10 e produção reduzida de IL-12. Os macrófagos M2b aumentam a produção de anticorpos. A quimiocina CCL1 por eles sintetizada promove a polarização dos linfócitos na direção Th2. Os macrófagos M2c têm propriedades supressoras - inibem a ativação e proliferação de linfócitos CD4+ causada pela estimulação antigênica e promovem a eliminação de células T ativadas. In vitro, o subtipo M2c é obtido pela estimulação de fagócitos mononucleares com glicocorticóides, IL-10, TGF-β, prostaglandina E2, etc. Não possuem atividade bactericida, produzem pequena quantidade de citocinas, secretam fatores de crescimento e algumas quimiocinas. Os macrófagos M2c expressam receptores para fagocitose e muitas quimiocinas pró-inflamatórias, que presumivelmente não servem para excitar os sinais correspondentes, mas são armadilhas para mediadores pró-inflamatórios, bloqueando suas funções.

A natureza da ativação de macrófagos não é estritamente determinada e estável. A possibilidade de transformação do fenótipo M1 em M2 tem sido demonstrada com alteração no espectro de citocinas estimulantes e por eferocitose. Depois de engolir células apoptóticas, os macrófagos reduzem drasticamente a síntese e secreção dos mediadores inflamatórios CCL2, CCL3, CXCL1, CXCL 2, TNF-a, MG-CSF, IL-1b, IL-8 e aumentam grandemente a produção de TGF-b. A transformação reversa do fenótipo M2 para M1 é esperada durante o desenvolvimento da obesidade.

Muitos autores questionam a existência no corpo de duas populações claramente distinguíveis de macrófagos M1 e M2. Uma combinação de sinais de ativação clássica e alternativa é característica de macrófagos em feridas cutâneas humanas. Assim, juntamente com as citocinas TNF-a e IL-12 típicas dos macrófagos M1, demonstram a síntese de marcadores macrófagos M2: IL-10, CD206, CD163, CD36 e receptores para IL-4. Um tipo de macrófago diferente de M1/M2 com atividade fibrinolítica pronunciada foi encontrado no fígado de camundongos em um modelo de fibrose reversível e em tecido hepático humano com cirrose. Eles expressam os genes da arginase 1, receptores de manose e IGF, secretam MMP-9, MMP-12, apresentam pronunciada capacidade de proliferação e fagocitose, mas não sintetizam IL-10, IL-1ra, TGF-b. Uma população especial de macrófagos é formada no baço do camundongo durante a infecção por micobactérias. Eles inibem a proliferação de linfócitos T e a secreção de citocinas Th1 e Th2, estimulando a polarização em Th17. direção. Os macrófagos supressores possuem um fenótipo único - expressam genes ativos em macrófagos M1 - IL-12, IL-1b, IL-6, TNF-a, iNOS e ao mesmo tempo genes CD163, IL-10, receptores de manose e outros marcadores de Macrófagos M2.

Estes estudos mostram claramente que as populações de macrófagos formadas em condições naturais diferem significativamente das populações M1 e M2 obtidas in vitro. Percebendo uma variedade de sinais de ativação, o macrófago responde “sob demanda”, secretando mediadores de forma adequada às mudanças no ambiente, portanto, em cada caso específico, forma-se um fenótipo próprio, às vezes, talvez até único.

Resposta de macrófagos a material estranho

O contato dos macrófagos com materiais estranhos, tanto na forma de pequenas partículas quanto na forma de superfícies extensas, leva à sua ativação. Um dos graves problemas em traumatologia e ortopedia associados à reação a corpo estranho é o desenvolvimento de instabilidade articular após endopróteses, que, segundo alguns dados, é detectada em 25-60% dos pacientes nos primeiros anos após a operação e não tende a diminuir.

A superfície das próteses ortopédicas desgasta-se com a formação de partículas que infiltram os tecidos moles. As propriedades químicas do material determinam a possibilidade de opsonização das partículas pelas proteínas do plasma sanguíneo e o tipo de receptores de superfície que iniciam a fagocitose. Assim, o polietileno, que ativa o complemento, sofre opsonização e é “reconhecido” pelo receptor CR3 do complemento, enquanto as partículas de titânio são absorvidas pela célula através do receptor independente de opsonina MARCO. A fagocitose de partículas metálicas, polímeros sintéticos, cerâmicas e hidroxiapatita por macrófagos desencadeia a síntese de mediadores pró-inflamatórios e do indutor de osteoclastogênese RANKL. CCL3 secretado por macrófagos provoca a migração de osteoclastos, e IL-1b, TNF-a, CCL5 e PGE2 estimulam sua diferenciação e ativação. Os osteoclastos reabsorvem o osso na área protética, mas a formação de novo osso é suprimida, uma vez que o material corpuscular inibe a síntese de colágeno, inibe a proliferação e diferenciação de osteoblastos e induz sua apoptose. A resposta inflamatória causada por partículas de desgaste é considerada a principal causa da osteólise.

O contato dos tecidos com material que não pode ser fagocitado inicia uma cascata de eventos conhecida como resposta a corpo estranho ou reação tecidual. Consiste na adsorção das proteínas plasmáticas, no desenvolvimento de uma resposta inflamatória, inicialmente aguda, posteriormente crónica, na proliferação de miofibroblastos e fibroblastos e na formação de uma cápsula fibrosa que delimita o corpo estranho dos tecidos circundantes. As principais células da inflamação persistente na interface material/tecido são os macrófagos; sua gravidade determina o grau de fibrose na zona de contato. O interesse no estudo das reações teciduais está associado principalmente ao uso generalizado de materiais sintéticos em diversos campos da medicina.

A adsorção de proteínas do plasma sanguíneo é o primeiro estágio de interação dos materiais implantados com os tecidos do corpo. A composição química, a energia livre, a polaridade dos grupos funcionais de superfície e o grau de hidrofilicidade da superfície determinam a quantidade, a composição e as alterações conformacionais nas proteínas ligadas, que são a matriz para a adesão celular subsequente, incluindo macrófagos. Os mais significativos nesse sentido são o fibrinogênio, IgG, proteínas do sistema complemento, vitronectina, fibronectina e albumina.

Uma camada de fibrinogênio se forma rapidamente em quase todos os materiais estranhos. Em superfícies hidrofóbicas, o fibrinogênio forma uma monocamada de proteína parcialmente desnaturada e fortemente ligada, cujos epítopos estão abertos à interação com receptores celulares. Em materiais hidrofílicos, o fibrinogênio é mais frequentemente depositado na forma de um revestimento multicamadas solto, e as camadas externas são fracamente ou praticamente não desnaturadas, deixando locais de ligação inacessíveis aos receptores celulares de macrófagos e plaquetas.

Muitos polímeros sintéticos têm a capacidade de absorver componentes do sistema complemento e ativá-lo com a formação do complexo C3-conversase. Os fragmentos C3a e C5a por ele gerados são quimioatraentes e ativadores de fagócitos, iC3b atua como ligante para o receptor de adesão celular. A cascata de ativação pode ser lançada tanto por vias clássicas (mediadas por moléculas JgG adsorvidas) quanto por vias alternativas. Este último é iniciado pela ligação do componente C3 a superfícies contendo grupos funcionais, por exemplo – OH-, causando sua hidrólise. A via alternativa também pode ser ativada após a via clássica ou junto com ela devido ao trabalho da C3 convertase da via clássica, que gera fragmentos de C3b, fator desencadeante da alça de amplificação, que são fixados em superfícies. Porém, a sorção e mesmo o início da hidrólise de C3 nem sempre levam ao aparecimento de um sinal de amplificação. Por exemplo, C3 é fortemente sorvido pela polivinilpirrolidona, mas a sua proteólise nesta superfície é fracamente expressa. Superfícies fluoradas, silicone e poliestireno ativam fracamente o complemento. Para reações celulares em superfícies estranhas, não apenas a ativação do sistema complemento é importante, mas também a ligação de outras proteínas mediadas por seus fragmentos.

O papel da albumina reside na sua capacidade de se ligar a proteínas do sistema complemento. Não promove a adesão de macrófagos e, diferentemente do fibrinogênio, não induz a síntese de TNF-a. A fibronectina e a vitronectina, proteínas ricas em sequências RGD (regiões de aminoácidos ARG-GLY-ASP), são normalmente encontradas em materiais implantados.

Com relação à vitronectina, não se sabe se ela é adsorvida diretamente na superfície do material ou faz parte do complexo inativado do complemento de ataque à membrana fixado nele. Sua importância para o desenvolvimento da reação tecidual é garantir a adesão mais forte e duradoura dos macrófagos. A interação dos macrófagos com o substrato é assegurada por receptores celulares para proteínas integrinas (avβ3, a5β1, CR3), ricos em sequências RGD (Tabela). O bloqueio da adesão de macrófagos com miméticos RGD solúveis, ou a remoção do receptor CR3 de sua superfície, reduz a intensidade da reação tecidual, reduzindo a espessura da cápsula fibrosa em formação.

Os macrófagos anexados se fundem para formar células multinucleadas (células gigantes de corpo estranho - GCTC). Os indutores desse processo são IFNg, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-13 e GM-CSF, que estimulam a expressão de receptores de manose, que desempenham papel importante na fusão celular. O GKIT funciona como macrófagos - eles têm a capacidade de fagocitar, gerar radicais de oxigênio e nitrogênio, sintetizar citocinas e fatores de crescimento. A natureza da atividade sintética dessas células aparentemente depende de sua “idade”: nos estágios iniciais do desenvolvimento da reação tecidual, IL-1a, TNF-a são expressos e, posteriormente, ocorre uma mudança para antiinflamatórios e mediadores profibrogênicos - IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β.

A resposta dos macrófagos a materiais estranhos foi estudada sob várias condições in vitro e in vivo. Em experimentos in vitro, são levados em consideração a intensidade de sua adesão à superfície em estudo e a formação de HCIT, o número de genes “ligados”, o número de enzimas sintetizadas e secretadas, citocinas e quimiocinas. Em monoculturas de fagócitos mononucleares aderidos a várias superfícies, não é a sua polarização nas direções M1 e M2 que ocorre, mas a formação de macrófagos de tipo misto secretando mediadores pró e antiinflamatórios com uma mudança para estes últimos durante o longo prazo. cultivo. A ausência de um “padrão ouro” - um material de controle estável que tenha se comprovado quando implantado em um organismo vivo, com o qual os materiais testados possam ser comparados, bem como o uso de linhagens celulares de macrófagos não padronizadas, diferentes métodos de sua a diferenciação dificulta a comparação dos resultados do trabalho de diferentes autores. Porém, estudos in vitro permitem avaliar a citotoxicidade dos materiais e determinar a reação dos macrófagos à sua modificação química. Informações valiosas foram obtidas estudando a ativação de macrófagos na superfície de diversos colágenos - nativos e quimicamente modificados. Os colágenos nativos induzem in vitro a síntese de moléculas sinalizadoras pelos macrófagos, tanto estimulando a resposta inflamatória (TNF-a, IL-6, IL-8, IL-1β, IL-12, CCL2) quanto suprimindo-a (IL-1ra, IL -10), bem como metaloproteases de matriz e seus inibidores. . As propriedades pró-inflamatórias desses materiais dependem do método de descelularização e esterilização do material de partida, o que altera significativamente suas características. As endopróteses de colágeno obtidas por meio de diferentes tecnologias a partir do colágeno nativo variam em sua capacidade de induzir a expressão de citocinas pró-inflamatórias, desde praticamente inertes até altamente ativas. A injeção de colágeno com vários produtos químicos altera a natureza da reação dos macrófagos. O tratamento com glutaraldeído leva à citotoxicidade, manifestada em danos à membrana citoplasmática, comprometimento da adesão e diminuição da viabilidade dos macrófagos. Ao mesmo tempo, sua produção de IL-6 e TNF-a aumenta e a síntese de IL-1ra é suprimida em comparação com macrófagos aderidos ao colágeno nativo e suturado com carbodiimida. O tratamento com carbodiimida confere propriedades ótimas ao colágeno, que não é citotóxico, não causa aumento significativo na secreção de citocinas pró-inflamatórias e metaloproteases e não suprime a síntese de IL-10 e IL-1ra em comparação ao colágeno nativo.

Para reduzir a reação tecidual, componentes da matriz intercelular, nativa ou modificada, são introduzidos em materiais de colágeno. J. Kajahn et al. (2012) criaram uma imitação in vitro do microambiente pró-inflamatório das endopróteses, que promoveu a diferenciação dos monócitos na direção M1. Nas mesmas condições, ácido hialurônico sulfatado adicional introduzido no substrato de colágeno reduziu a secreção de citocinas pró-inflamatórias pelos macrófagos e aumentou a produção de IL-10. Segundo os autores, isso indica polarização M2 dos macrófagos, promovendo a regeneração e restauração das propriedades funcionais dos tecidos circundantes. A resposta dos macrófagos a materiais lentamente degradáveis ​​e estáveis ​​in vitro é geralmente uniforme e semelhante à resposta aos biomateriais, embora alguma especificidade da resposta ainda seja perceptível. Titânio, poliuretano, polimetilmetacrilato, politetrafluoroetileno são fracos indutores de mediadores inflamatórios, embora o titânio promova maior secreção de TNF-a e IL-10 que o poliuretano, e a peculiaridade do polipropileno seja estimular a produção da quimiocina pró-fibrogênica CCL18. O PEG, proposto como substrato para transferência celular, provoca uma expressão acentuada, mas rapidamente crescente, de IL-1β, TNF-a, IL-12, porém, sua copolimerização com oligopeptídeo de adesão celular melhora a biocompatibilidade do material, reduzindo significativamente a expressão de Citocinas pró-inflamatórias.

A resposta dos macrófagos a diversos materiais in vitro não caracteriza completamente o seu comportamento no organismo. Nas monoculturas, não há fatores de interação com outras populações celulares e o polimorfismo fenotípico não é levado em consideração - em condições naturais, não apenas os precursores monocíticos migram para o implante, mas também os macrófagos teciduais maduros, cuja resposta pode diferir significativamente daqueles. recrutado do sangue. O estudo da atividade secretora dos macrófagos que circundam as endopróteses instaladas em tecidos animais e humanos é muito difícil. O principal método de caracterização de macrófagos baseado no paradigma M1-M2 in situ foram dados de imunocitoquímica das proteínas marcadoras iNOS, CD206, CD163, CD80, CD86. Postula-se que a presença desses marcadores em macrófagos in vivo determina sua polarização nas direções M1 e M2 com a síntese dos espectros correspondentes de cito e quimiocinas, mas, dada a possibilidade da existência de macrófagos do tipo misto, esta característica não está totalmente correto.

No entanto, experiências in vivo permitem traçar o destino do material implantado e a dinâmica da resposta dos macrófagos durante um longo período, o que é especialmente importante para endopróteses e dispositivos para toda a vida. Os mais estudados nesse aspecto são os biomateriais degradáveis ​​à base de colágeno. As primeiras células inflamatórias a migrar para tais materiais são PMNs, mas este efeito é transitório e a população da segunda onda é representada por macrófagos. A sua reação depende das propriedades físico-químicas do colágeno. Quanto mais severo o tratamento químico, mais o colágeno difere do nativo, mais “estranho” ele se torna para o macrófago e mais pronunciada a reação tecidual. Fragmentos de implantes feitos de colágeno costurado de degradação lenta instalados entre as camadas musculares da parede abdominal de um rato promovem a formação de GCI e o encapsulamento do material. A migração de macrófagos, a julgar pela expressão dos receptores CCR7 e CD206, pode ser atribuída em alguns casos ao fenótipo M1, mas em muitos casos não é possível determinar a sua pertença aos fenótipos conhecidos.

Com o tempo, macrófagos M2 aparecem ao redor do implante, localizados principalmente na cápsula fibrosa. Endopróteses feitas de colágeno não costurado de porco, humano e bovino e colágeno de ovelha costurado com diisocianato, que são rapidamente destruídas no corpo do rato, estimulam a nova formação de tecido conjuntivo e muscular completo. Não contribuem para a formação do HCIT e não são encapsulados. Alguns fagócitos mononucleares que se acumulam na interface tecido/material não possuem marcadores de fenótipo M1/M2, alguns contêm ambos os marcadores e alguns são macrófagos M2. A subpopulação M1 de macrófagos está ausente nesses implantes. A análise histomorfométrica mostrou uma correlação positiva entre o número de macrófagos portadores de marcadores do fenótipo M2 nos estágios iniciais da reação tecidual em desenvolvimento e indicadores de remodelação tecidual bem-sucedida na zona de implantação.

A reação dos tecidos aos materiais não degradáveis ​​existe durante todo o tempo de sua presença no corpo. Sua intensidade é modulada pelas propriedades físico-químicas dos materiais: nas séries poliéster, politetrafluoroetileno, polipropileno - o primeiro polímero causa a inflamação e fusão mais pronunciada dos macrófagos, o último - o mínimo, e a gravidade da fibrose para todos esses materiais correlaciona-se positivamente com a quantidade de HCIT na superfície dos polímeros sintéticos. Apesar do grande número de estudos que estudaram a resposta inflamatória a diversos materiais, as características dos macrófagos que se acumulam neles não foram suficientemente estudadas. MT. Lobo et al. (2014) mostraram que predominantemente macrófagos com marcadores do fenótipo M1 (CD86+CD206-) se acumulam nos fios e entre os nós de uma tela de polipropileno implantada na parede abdominal de um rato.

Um gel da matriz intercelular de tecido conjuntivo aplicado ao polipropileno reduz o número de macrófagos M1 e GCT e ao mesmo tempo inibe o crescimento de microvasos. Este fenômeno está de acordo com os resultados de estudos que demonstram a expressão de fatores angiogênicos M1 por macrófagos da ferida e a supressão da vasculogênese durante o seu bloqueio. Pouco se sabe sobre a atividade sintética dos macrófagos e o espectro de suas moléculas biologicamente ativas que proporcionam reações teciduais. Em um camundongo, os macrófagos que secretam IL-6 e CCL2, IL-13 e TGF-β acumulam-se na periferia da zona de implantação da malha de náilon e, ao mesmo tempo, a IL-4 é expressa na população celular, inclusive no GCIT , aderidos às fibras da endoprótese, IL-10, IL-13 e TGF-β. IL-4 e IL-13 são poderosos mediadores profibrogênicos; eles não apenas polarizam os macrófagos na direção M2a, promovendo a produção de fatores de crescimento, mas também, através da indução da expressão de TGF-β pelos fibroblastos, estimulam sua síntese de colágeno. IL-10 e CCL2 também têm efeito profibrogênico, proporcionando quimiotaxia de precursores de miofibroblastos - fibrócitos. Pode-se presumir que são os macrófagos que criam um ambiente propício ao desenvolvimento de fibrose em torno de materiais não degradáveis.

A formação de tecido fibroso pode ter efeitos negativos e positivos nos resultados dos pacientes. Na prática herniológica, a transformação do tecido fibroso associada à implantação de endoprótese de polipropileno é um dos principais problemas (Fig. 2, dados próprios), que, no contexto de táticas cirúrgicas irracionais, em 15-20% dos casos leva ao desenvolvimento de hérnias recorrentes de várias localizações.

Nos últimos anos, as tecnologias de implantação dentária baseadas na integração de estruturas instaladas através do desenvolvimento do tecido conjuntivo têm se desenvolvido de forma especialmente intensa (Fig. 3, dados próprios). Apesar da fibrointegração de implantes ser reconhecida por vários especialistas como uma opção válida, a procura por novos materiais que promovam processos de osseointegração continua.

Nesse sentido, o estudo das populações celulares na área protética, o desenvolvimento de métodos e abordagens para bloquear uma reação inflamatória excessiva que leva à fibrose e estimular a regeneração reparadora no local de implantação de diversos materiais são de significativa importância.

Conclusão

Os macrófagos são uma população polimórfica de células cujo fenótipo é determinado por sinais microambientais. Eles desempenham um papel decisivo na resposta do corpo a materiais estranhos utilizados para endopróteses, cateterismo, implante de stent e outros tipos de tratamento. A natureza da reação e o grau de sua gravidade dependem tanto do tamanho do material implantado quanto de suas propriedades físico-químicas e podem ter implicações positivas e negativas para o corpo do paciente. Para materiais degradáveis ​​à base de colágeno, foi demonstrada a dependência do tipo de ativação de macrófagos e da taxa de regeneração do tecido conjuntivo no método de processamento de matérias-primas de colágeno. Isto abre grandes oportunidades para especialistas desenvolverem novos métodos de descelularização de tecidos, modificação química e esterilização de materiais de colágeno, a fim de obter implantes para medicina regenerativa.

Os problemas associados à ativação de macrófagos por materiais não degradáveis, aparentemente, deveriam ser resolvidos de forma diferente. Os macrófagos que fagocitam micropartículas de desgaste na superfície das endopróteses articulares e os macrófagos que migram para as superfícies extensas dos implantes sintéticos iniciam inflamação persistente a longo prazo, osteólise no primeiro caso e fibrose no segundo. A mitigação deste efeito será provavelmente alcançada através do bloqueio da migração direcional, adesão e ativação de monócitos/macrófagos, o que exigirá um conhecimento mais profundo destes processos do que o que temos atualmente.

MACRÓFAGOS. Os macrófagos (do grego antigo, grandes comedores) são um tipo especial de grandes glóbulos brancos que, simultaneamente com as células que, de fato, são seus antecessores, criam uma simbiose chamada sistema de fagócitos mononucleares (do grego antigo, “para absorver (comer) célula"). Neste caso, monoblastos, promócitos e monócitos atuam como células precursoras.

Origem e finalidade dos macrófagos

Os macrófagos são chamados de células “necrófagas” por uma razão, uma vez que tudo com que entram em contato é absorvido e destruído através da digestão. Uma certa proporção de macrófagos está constantemente localizada em determinados locais: nos capilares e nos gânglios linfáticos, no fígado, nos pulmões, nos tecidos conjuntivos e nervosos, nos ossos, incluindo a medula óssea. Outros vagam entre as células, acumulando-se gradualmente nos locais onde um ou outro agente infeccioso tem maior probabilidade de entrar no corpo.
Todos os tipos de macrófagos originam-se de monócitos sanguíneos, e os monócitos, por sua vez, surgem de promonócitos da medula óssea, que amadurecem gradualmente a partir de células progenitoras anteriores até atingir um determinado estágio. Notavelmente, os macrófagos têm um ciclo de feedback com estas células progenitoras; fornecidos devido à sua capacidade de produzir citocinas (fatores de crescimento) no sangue, que entram na medula óssea com o sangue, melhorando assim os processos naturais de divisão celular que foram formados anteriormente. Este processo é ativado, por exemplo, na presença de certas infecções, quando muitos macrófagos morrem na luta contra os “inimigos”, são substituídos por novos macrófagos, amadurecendo em ritmo acelerado na medula óssea.

Como “funcionam” os macrófagos na presença de infecções no corpo?

GcMAF é um medicamento único para ativar a atividade de macrófagos

Infelizmente para nós, apesar das suas enormes capacidades, os macrófagos podem estar inactivos. Por exemplo, todas as células cancerosas, assim como as células virais e infecciosas, produzem a proteína alfa-N-acetilgalactosaminidase (nagalase), que bloqueia a produção da glicoproteína GcMAF, que estimula a ativação de macrófagos, interferindo assim no funcionamento normal do sistema imunológico. E na ausência de actividade do sistema imunitário, os tumores malignos desenvolvem-se incontrolavelmente e o nível de infecções virais aumenta. Nesse caso, existe um medicamento chamado GcMAF, que ativa macrófagos e potencializa a atividade da resposta imune. Você pode comprar GcMAF genuíno na clínica do Dr. Vedov.