de lärde sina celler att flyga. Det var vad forskare vid universitetet i Zürich var tvungna att göra för att uppfylla en förutsättning för sina experiment. De behövde göra sin forskning föremål viktlös. Professor Oliver Ullrich och hans team ville undersöka den försämrade funktionen av monocyter och makrofager i mikrogravity (Paulsen, et al., BioMed Research International 2015)., Att skicka makrofager till paraboliska flygningar är ett av de många forskningsprojekt som har avancerat dessa speciella celler till kändisstatus i det vetenskapliga samfundet. Högflygande experiment som dessa ger nya möjligheter att utöka vår kunskap, och de erbjuder potentiella fördelar för medicinsk forskning.
När Ilya Metchnikoff först beskrev makrofager och deras fagocytiska natur för mer än 100 år sedan kunde han inte ha föreställt sig sin variation i ens sina vildaste drömmar. Dessa celler är så funktionellt olika att de är de mest plastcellerna i det hematopoietiska systemet., Deras roll som” stora ätare ” sätter dem i första försvarslinjen mot smittämnen. Mikrober attackerar vår kropp kontinuerligt, vilket leder till aktivering av det medfödda immunsystemet och till skyddande inflammatoriska svar.
den centrala rollen makrofager spelar i immunsystemet kan dock inte överskugga deras betydelse för utvecklingen och homeostasen hos många vävnader. Studier har visat sin betydelse under erytropoes och angiogenes, liksom i hjärnans utveckling (Wynn, et al., Natur 2013)., Makrofager hjälper också till att upprätthålla en balans i organ som lever, bukspottkörtel och fettvävnad, och de spelar en viktig roll för att reglera cellsynergi och stödja vår kropp när den anpassar sig till förändringar i miljön (Wynn, et al., Natur 2013). Och eftersom de också är involverade i många sjukdomar är makrofager allt viktigare för biomedicinsk forskning.
olika typer av makrofager
det finns många olika typer av makrofager. Dessa professionella fagocyter är en heterogen population av funktionellt olika celler med olika ursprung., De kan snabbt ändra sin fenotyp som svar på variationer i sin miljö.
forskare har försökt klassificera makrofager baserat antingen på deras tillhörighet till det mononukleära fagocytiska systemet, deras ursprung eller deras funktionella fenotyp. Enligt inflammationstillståndet kan man skilja mellan M1-och M2-makrofager. Traditionell klassificering berättar för oss att IFNy-aktiverade M1-makrofager har inflammatoriska funktioner och är avgörande för resistens mot patogener och eliminering., Alternativt har IL-4-aktiverade M2 makrofager mestadels antiinflammatoriska funktioner och är viktiga för att upprätthålla vävnadsintegritet. Men i motsats till det goda arbete de gör när de bekämpar sjukdomar finns M2 – liknande makrofager också i flera cancertyper där de kan främja tumörtillväxt (Komohara, et al. Cancer Sci 2014).
forskningsapplikationer för ”Big Eaters”
makrofager finns i nästan alla organ., De skyddar människokroppen, men de är också involverade i patogenesen av sjukdomar, inklusive autoimmuna störningar, kroniska inflammatoriska syndrom, fibros och cancer. Deras forskningsapplikationer är stora, och in vitro-analyser används alltmer inom ett brett spektrum av forskningsområden, inklusive immunologi, bakteriologi och parasitologi, samt i biomedicinska och transplantationsstudier. Två fördelar med makrofager i cellkulturen är att de är relativt lätta att generera och odla.,
ett exempel på den mängd tillämpningar inom forskning: dessa ”stora ätare” har hjälpt forskare att riva upp olika aspekter av cancerutveckling. Dessa fagocyter finns i fasta tumörer, där de är förknippade med dålig prognos (Kishore, et al., JNCI 2015). Tumörrelaterade makrofager kan hjälpa metastatisk spridning av tumörceller, eftersom de stimulerar deras migration och invasion av olika vävnader och undertryckande av immunsvar.,
makrofager spelar också en viktig roll vid utvecklingen av kroniska sjukdomar, såsom åderförkalkning, astma, inflammatoriska tarmsjukdomar, reumatoid artrit och multipel skleros. Efter vävnadsskada genom infektioner eller skador rekryteras dessa celler till de drabbade vävnaderna i syfte att eliminera invaderarna och återställa kroppens integritet. Samtidigt bör reglerande makrofager komma in på scenen och hjälpa till att undvika ett alltför stort svar som kan orsaka säkerhetsskador., Tyvärr händer detta senare steg inte alltid, vilket resulterar i kronisk inflammation eller autoimmuna processer. Med sitt svar på bakterier går kroppen en tightrope och försöker bekämpa invaderare samtidigt som man reglerar immunceller för att förhindra överdriven vävnadsskada.
Professor Ullrichs mikrogravitationsexperiment har hjälpt forskare att bättre förstå faktorer som kan hämma makrofagerna många funktioner. In vitro-analyser med makrofager visade att vissa intravenösa järnpreparat för behandling av anemi hos patienter med kronisk njursjukdom försämrar differentieringen från monocyter till makrofager och påverkar även mogna dendritiska celler(Fell, et al., Nephrol Ringa Transplantation 2016).,
hur man genererar makrofager in Vitro
om du vill arbeta med makrofager in vitro behöver du ett tillräckligt antal och renhet. Men det finns ett problem: även om mogna differentierade makrofager finns i olika mänskliga vävnader, är de bara närvarande i mycket låga tal. Dessutom kan de inte föröka sig in vitro. Det enklaste sättet att få makrofager är att isolera perifera blodkroppar och differentiera dem med specifika medier. Dessa monocyt-härledda makrofager (MDM) är funktionellt lika med vävnadsmakrofager., Promocells M1-eller M2-Makrofaggenereringsmedier definieras och djurkomponentfria kompletta mediesystem för generering av MDM. De tillåter differentiering av makrofager direkt från PBMC utan behov av ytterligare pärlbaserad rening av CD14 + monocyter, vilket möjliggör användning av friska, orörda celler utan inblandning av djurstimuli.
tack vare stora framsteg i förståelsen av makrofagernas biologi utvecklar forskare snabbt nya terapeutiska mål., Deras ansträngningar fokuserar på att förbättra eller hämma makrofagernas svar på olika stimuli, och resultaten av sådana experiment kan hjälpa till att bota infektionssjukdomar och autoimmuna sjukdomar – och till och med cancer. Sådana skyhöga ambitioner är verkligen värda en session av viktlöshet.