Hanno insegnato alle loro cellule a volare. Questo è ciò che i ricercatori dell’Università di Zurigo hanno dovuto fare per soddisfare un prerequisito per i loro esperimenti. Avevano bisogno di rendere il loro soggetto di ricerca senza peso. Il professor Oliver Ullrich e il suo team volevano esaminare la funzione compromessa di monociti e macrofagi in microgravità (Paulsen, et al., BioMed Research International 2015)., L’invio di macrofagi in voli parabolici è uno dei tanti progetti di ricerca che hanno avanzato queste cellule speciali allo status di celebrità nella comunità scientifica. Esperimenti ad alta quota come questi offrono nuove opportunità per espandere le nostre conoscenze e offrono potenziali benefici per la ricerca medica.
Quando Ilya Metchnikoff descrisse per la prima volta i macrofagi e la loro natura fagocitaria più di 100 anni fa, non avrebbe potuto immaginare la loro varietà nemmeno nei suoi sogni più selvaggi. Queste cellule sono così funzionalmente diverse che sono le cellule più plastiche del sistema ematopoietico., Il loro ruolo di” grandi mangiatori ” li mette in prima linea di difesa contro gli agenti infettivi. I microbi attaccano continuamente il nostro corpo, il che porta all’attivazione del sistema immunitario innato e alle risposte infiammatorie protettive.
Tuttavia, il ruolo centrale dei macrofagi nel sistema immunitario non può oscurare la loro importanza nello sviluppo e nell’omeostasi di molti tessuti. Gli studi hanno dimostrato la loro importanza durante l’eritropoiesi e l’angiogenesi, così come nello sviluppo del cervello (Wynn, et al., Natura 2013)., I macrofagi aiutano anche a mantenere un equilibrio in organi come fegato, pancreas e tessuto adiposo, e svolgono un ruolo importante nella regolazione della sinergia cellulare e nel sostenere il nostro corpo mentre si adatta ai cambiamenti nell’ambiente (Wynn, et al., Natura 2013). E poiché sono anche coinvolti in molte malattie, i macrofagi sono sempre più importanti per la ricerca biomedica.
Vari tipi di macrofagi
Esistono molti tipi diversi di macrofagi. Questi fagociti professionali sono una popolazione eterogenea di cellule funzionalmente diverse con origini diverse., Possono cambiare rapidamente il loro fenotipo in risposta alle variazioni nel loro ambiente.
I ricercatori hanno cercato di classificare i macrofagi in base alla loro appartenenza al sistema fagocitico mononucleare, alla loro origine o al loro fenotipo funzionale. Secondo lo stato di infiammazione, si può distinguere tra macrofagi M1 e M2. La classificazione tradizionale ci dice che i macrofagi M1 attivati da IFNy hanno funzioni infiammatorie e sono cruciali per la resistenza agli agenti patogeni e la loro eliminazione., In alternativa, i macrofagi M2 attivati da IL-4 hanno principalmente funzioni antinfiammatorie e sono importanti per mantenere l’integrità dei tessuti. Tuttavia, in contrasto con il buon lavoro che fanno quando combattono le malattie, i macrofagi simili a M2 si trovano anche in diversi tipi di cancro dove possono promuovere la crescita del tumore (Komohara, et al., Cancro Sci 2014).
Applicazioni di ricerca dei”Grandi mangiatori ”
I macrofagi si trovano in quasi tutti gli organi., Proteggono il corpo umano, ma sono anche coinvolti nella patogenesi di malattie, tra cui malattie autoimmuni, sindromi infiammatorie croniche, fibrosi e cancro. Le loro applicazioni di ricerca sono vaste e le analisi in vitro sono sempre più utilizzate in una vasta gamma di aree di ricerca, tra cui immunologia, batteriologia e parassitologia, nonché in studi biomedici e trapianti. Due vantaggi dei macrofagi nella coltura cellulare sono che sono relativamente facili da generare e coltivare.,
Un esempio per la pletora di applicazioni nella ricerca: quei “grandi mangiatori” hanno aiutato gli scienziati a svelare diversi aspetti dello sviluppo del cancro. Questi fagociti si trovano nei tumori solidi, dove sono associati a prognosi infausta (Kishore, et al., GIUGNO 2015). I macrofagi associati al tumore possono aiutare la diffusione metastatica delle cellule tumorali, poiché stimolano la loro migrazione e invasione di diversi tessuti e la soppressione delle risposte immunitarie.,
I macrofagi svolgono anche un ruolo importante nello sviluppo di malattie croniche, come l’arteriosclerosi, l’asma, le malattie infiammatorie intestinali, l’artrite reumatoide e la sclerosi multipla. A seguito di danni ai tessuti da infezioni o lesioni, queste cellule vengono reclutate nei tessuti colpiti con l’obiettivo di eliminare gli invasori e ripristinare l’integrità del corpo. Allo stesso tempo, i macrofagi normativi dovrebbero entrare in scena e aiutare a evitare una risposta eccessiva che potrebbe causare danni collaterali., Sfortunatamente, quest’ultimo passaggio non sempre accade, con conseguente infiammazione cronica o processi autoimmuni. Con la sua risposta ai batteri, il corpo cammina sul filo del rasoio, cercando di combattere gli invasori mentre regola anche le cellule immunitarie per prevenire danni ai tessuti eccessivi.
Gli esperimenti di microgravità del professor Ullrich hanno aiutato i ricercatori a comprendere meglio i fattori che potrebbero inibire i macrofagi molte funzioni. Test in vitro con macrofagi hanno mostrato che alcuni preparati di ferro per via endovenosa per il trattamento dell’anemia nei pazienti con malattia renale cronica compromettono la differenziazione dai monociti ai macrofagi e influenzano anche le cellule dendritiche mature (Fell, et al., Nephrol Dial Transplant 2016).,
Come generare macrofagi in vitro
Se si desidera lavorare con i macrofagi in vitro, è necessario un numero e una purezza sufficienti. Ma c’è un problema: sebbene i macrofagi differenziati maturi possano essere trovati in vari tessuti umani, sono presenti solo in numeri molto bassi. Inoltre, non possono proliferare in vitro. Il modo più semplice per ottenere i macrofagi è isolare le cellule del sangue periferico e differenziarle con mezzi specifici. Questi macrofagi monociti-derivati (MDM) sono funzionalmente uguali ai macrofagi tissutali., I supporti per la generazione di macrofagi M1 o M2 di PromoCell sono sistemi multimediali completi definiti e privi di componenti animali per la generazione di MDM. Consentono la differenziazione dei macrofagi direttamente da PBMC senza la necessità di un’ulteriore purificazione a base di perle dei monociti CD14+, consentendo l’uso di cellule sane e intatte senza l’interferenza di stimoli animali.
Grazie ai grandi progressi nella comprensione della biologia dei macrofagi, gli scienziati stanno rapidamente sviluppando nuovi bersagli terapeutici., I loro sforzi si concentrano sul miglioramento o l’inibizione delle risposte dei macrofagi a diversi stimoli, e i risultati di tali esperimenti potrebbero aiutare a curare le malattie infettive e le malattie autoimmuni – e persino il cancro. Tali ambizioni altissime valgono certamente una sessione di assenza di peso.