Macrofagele sunt celule imune care sunt necesare pentru protejarea deplină a organismului de influențele agresive. Celulele macrofage. Ce este și ce funcții au ele Ce sunt macrofagele

Acest articol va lua în considerare mecanismul de formare a imunității, adică proprietățile organismului de a-și proteja celulele de substanțe străine (antigeni) sau agenți patogeni (bacterii și viruși). Imunitatea poate fi formată în două moduri. Primul se numește umoral și se caracterizează prin producerea de proteine ​​speciale de protecție - gama globuline, iar al doilea este celular, care se bazează pe fenomenul de fagocitoză. Este cauzată de formarea în organe legate de celulele endocrine și speciale: limfocite, monocite, bazofile, macrofage.

Celulele macrofage: ce este?

Macrofagele, împreună cu alte celule protectoare (monocite), sunt principalele structuri ale fagocitozei - procesul de captare și digerare a substanțelor străine sau a agenților patogeni care amenință funcționarea normală a organismului. Cel descris a fost descoperit și studiat de fiziologul rus I. Mechnikov în 1883. El a mai descoperit că imunitatea celulară include fagocitoza - o reacție de protecție care protejează genomul celulei de efectele dăunătoare ale agenților străini numiți antigene.

Ar trebui să înțelegeți întrebarea: macrofage - ce sunt aceste celule? Amintiți-vă citogeneza lor. Aceste celule sunt derivate ale monocitelor care au părăsit fluxul sanguin și au invadat țesuturile. Acest proces se numește diapedeză. Rezultatul său este formarea de macrofage în parenchimul ficatului, plămânilor, ganglionilor limfatici și splinei.

De exemplu, macrofagele alveolare contactează mai întâi substanțele străine care au intrat în parenchimul pulmonar prin receptori speciali. Aceste celule imune apoi înghit și digeră antigenele și agenții patogeni, protejând astfel organele respiratorii de agenți patogeni și toxinele acestora, precum și distrugând particulele de substanțe chimice toxice care au intrat în plămâni cu o porțiune de aer în timpul inhalării. În plus, s-a dovedit că în ceea ce privește nivelul activității imune, macrofagele alveolare sunt similare cu celulele sanguine protectoare - monocitele.

Caracteristici ale structurii și funcțiilor celulelor imune

Celulele fagocitare au o structură citologică specifică, care determină funcțiile macrofagelor. Ele sunt capabile să formeze pseudopodii, care servesc la captarea și învelirea particulelor străine. In citoplasma se gasesc multe organele digestive - lizozomi, care asigura liza toxinelor, virusurilor sau bacteriilor. Sunt prezente și mitocondriile, sintetizând molecule de acid adenozin trifosforic, care este principala substanță energetică a macrofagelor. Există un sistem de tubuli și tubuli - un reticul endoplasmatic cu organele de sinteză a proteinelor - ribozomi. Prezența obligatorie a unuia sau mai multor nuclee, adesea neregulate ca formă. Macrofagele multinucleate se numesc simplaste. Ele se formează ca rezultat al cariokinezei intracelulare, fără separarea citoplasmei în sine.

Tipuri de macrofage

Este necesar să se țină seama de următoarele, folosind termenul „macrofage”, că acesta nu este un tip de structuri imune, ci un citosistem eterogen. De exemplu, se face o distincție între celulele de protecție fixe și cele libere. Primul grup include macrofage alveolare, fagocite ale parenchimului și cavitățile organelor interne. Celulele imune fixe sunt prezente și în osteoblaste și ganglioni limfatici. Organele depozitare și hematopoietice - ficatul, splina și - conțin și macrofage fixe.

Ce este imunitatea celulară

Organele hematopoietice imune periferice, reprezentate de amigdale, splină și ganglioni limfatici, formează un sistem unificat funcțional responsabil atât de hematopoieză, cât și de imunogeneză.

Rolul macrofagelor în formarea memoriei imune

După contactul antigenului cu celule capabile de fagocitoză, acestea din urmă sunt capabile să-și „amintească” profilul biochimic al agentului patogen și să răspundă cu producerea de anticorpi la repenetrarea sa într-o celulă vie. Există două forme de memorie imunologică: pozitivă și negativă. Ambele sunt rezultatul activității limfocitelor care se formează în timus, splină, în plăcile pereților intestinali și a ganglionilor limfatici. Acestea includ derivați de limfocite - monocite și celule - macrofage.

Memoria imunologică pozitivă este, în esență, rațiunea fiziologică pentru utilizarea vaccinării ca metodă de prevenire a bolilor infecțioase. Deoarece celulele de memorie recunosc rapid antigenele găsite în vaccin, ele răspund imediat cu formarea rapidă de anticorpi protectori. Fenomenul memoriei imune negative este luat în considerare în transplantologie pentru a reduce nivelul de respingere al organelor și țesuturilor transplantate.

Relația dintre sistemele hematopoietic și imunitar

Toate celulele folosite de organism pentru a-l proteja de agenții patogeni și substanțele toxice se formează în măduva osoasă roșie, care este, de asemenea, un organ hematopoietic. sau timusul, legat de sistemul endocrin, îndeplinește funcția structurii principale a imunității. În corpul uman, atât măduva osoasă roșie, cât și timusul sunt, în esență, principalele organe ale imunogenezei.

Celulele fagocitare distrug agenții patogeni, care este de obicei însoțit de inflamație în organele și țesuturile infectate. Ele produc o substanță specială - factorul de activare a trombocitelor (PAF), care crește permeabilitatea vaselor de sânge. Astfel, un număr mare de macrofage din sânge ajung la locul agentului patogen și îl distrug.

După ce am studiat macrofagele - ce fel de celule sunt, în ce organe sunt produse și ce funcții îndeplinesc - am fost convinși că, alături de alte tipuri de limfocite (bazofile, monocite, eozinofile), sunt principalele celule ale imunității.

7134 0

Rolul principal în dezvoltarea și întreținerea inflamației cronice aparține sistemului de macrofage fagocitare (acest concept a înlocuit termenul de „sistem reticuloendotelial”) folosit anterior, dar în esență insuficient fundamentat. Celula principală a acestui sistem este un macrofag dezvoltat dintr-un monocit din sânge. Monocitele care provin din celulele stem din măduva osoasă intră mai întâi în sângele periferic și din acesta în țesuturi, unde, sub influența diferiților stimuli locali, se transformă în macrofage.

Acestea din urmă sunt extrem de importante în implementarea reacțiilor adaptative ale organismului - imune, inflamatorii și reparatorii. Participarea la astfel de reacții este facilitată de proprietățile biologice ale macrofagelor, cum ar fi capacitatea de a migra către focarele inflamatorii, posibilitatea unei creșteri rapide și persistente a producției de celule ale măduvei osoase, fagocitoza activă a materialului străin cu divizarea rapidă a acestora din urmă, activarea sub influența stimulilor străini, secreția unui număr de substanțe biologic active, capacitatea de a „procesa” antigenul care a intrat în organism, urmată de inducerea procesului imunitar.

De asemenea, este foarte important ca macrofagele să fie celule cu viață lungă capabile să funcționeze pe termen lung în țesuturile inflamate. Este esențial ca acestea să poată prolifera în focarele de inflamație; în același timp, este posibilă transformarea macrofagelor în celule epitelioide și gigant multinucleate.

Lipsit de specificitate imunologică (cum ar fi limfocitele T și B), macrofagul acționează ca o celulă auxiliară nespecifică cu capacitatea unică nu numai de a capta antigenul, ci și de a-l procesa astfel încât recunoașterea ulterioară a acestui antigen de către limfocite să fie foarte facilitat. Această etapă este necesară în special pentru activarea limfocitelor T (pentru dezvoltarea răspunsurilor imune de tip întârziat și pentru producerea de anticorpi la antigenele dependente de timus).

În plus față de participarea la reacțiile imune datorită pretratării cu antigen și „prezentarea” ulterioară a acestuia la limfocite, macrofagele îndeplinesc și funcții de protecție mai direct, distrugând unele microorganisme, ciuperci și celule tumorale.

Astfel, în bolile reumatice, reacțiile celulare de inflamație imună implică nu numai limfocite imunizate specific, ci și monocite și macrofage care nu au specificitate imunologică.

Aceste celule sunt atrase de substanțele chimiotactice monocitare produse în focarele de inflamație. Acestea includ C5a, proteine ​​parțial denaturate, kalicreină, activator de plasminogen, proteine ​​bazice din lizozomii neutrofilelor.Limfocitele T produc un factor similar la contactul cu antigenul său specific, limfocitele B - cu complexe imune.

În plus, limfocitele produc, de asemenea, factori care inhibă migrarea macrofagelor (adică, fixându-le în focarul inflamației) și activând funcția acestora. În focarele inflamatorii, spre deosebire de condițiile normale, se observă mitoze ale macrofagelor și astfel numărul acestor celule crește și datorită proliferării locale.

Importanța macrofagelor în menținerea procesului inflamator este determinată de agenții antiinflamatori eliberați din aceste celule discutați mai jos.

1. Prostaglandine.

2. Enzime lizozomale (în special, în timpul fagocitozei complexelor antigen-anticorp, iar celula nu este distrusă în timpul izolării lor).

3. Proteaze neutre (activator de plasminogen, colagenaza, elastaza). În mod normal, numărul lor este neglijabil, dar cu stimulare străină (în timpul fagocitozei) se induce producerea acestor enzime și se eliberează în cantități semnificative. Producerea de proteaze neutre este inhibată de inhibitori ai sintezei proteinelor, inclusiv glucocorticosteroizi. Producția de activator de plasminogen și colagenază este, de asemenea, stimulată de factorii secretați de limfocitele activate.

4. Fosfolipaza Az, care eliberează acidul arahidonic din complexe mai complexe, principalul precursor al prostaglandinelor. Activitatea acestei enzime este inhibată de glucocorticosteroizi.

5. Un factor care stimulează eliberarea din oase atât a sărurilor minerale, cât și a bazei organice a matricei osoase. Acest factor își realizează efectul asupra țesutului osos prin acțiune directă, fără a necesita prezența osteoclastelor.

6. O serie de componente ale complementului care sunt sintetizate și eliberate activ de macrofage: C3, C4, C2 și, aparent, de asemenea, C1 și factorul B, care este necesar pentru o cale alternativă de activare a complementului. Sinteza acestor componente crește la activarea macrofagelor și este inhibată de inhibitorii sintezei proteinelor.

7. Interleukina-1, care este un reprezentant tipic al citokinelor - substanțe biologic active de natură polipeptidică, produse de celule (în primul rând celulele sistemului imunitar). În funcție de sursele de producere a acestor substanțe (limfocite sau monocite), se folosesc adesea termenii „limfokine” și „monokine”. Denumirea „interleukină” cu numărul corespunzător este folosit pentru a se referi la citokine specifice - în special cele care mediază interacțiunea celulară. Nu este încă pe deplin clar dacă interleukina-1, care este cea mai importantă monokină, reprezintă o singură substanță sau o familie de polipeptide cu proprietăți foarte asemănătoare.

Aceste proprietăți includ următoarele:

• stimularea celulelor B, accelerând transformarea lor în plasmocite;
• stimularea activității fibroblastelor și sinoviocitelor cu producția crescută de prostaglandine și colagenază;
• influență pirogenă, care se realizează în dezvoltarea febrei;
• activarea sintezei în ficat a proteinelor de fază acută, în special a precursorului amiloid seric (acest efect poate fi indirect datorită stimulării producției de interleukină-6).

Printre efectele sistemice ale interleukinei-1, pe lângă febră, pot fi remarcate și neutrofilie și proteoliza mușchilor scheletici.

8. Interleukina-6, care activează și celulele B, stimulează hepatocitele să producă proteine ​​de fază acută și are proprietățile interferonului b.

9. Factori de stimulare a coloniilor care favorizează formarea de granulocite și monocite în măduva osoasă.

10. Factorul de necroză tumorală (TNF), care nu numai că este cu adevărat capabil să provoace necroză tumorală, dar joacă și un rol semnificativ în dezvoltarea inflamației. Această polipeptidă, constând din 157 de aminoacizi, promovează aderența neutrofilelor la endoteliu în faza incipientă a reacției inflamatorii și, prin urmare, promovează pătrunderea lor în locul inflamației. De asemenea, servește ca un semnal puternic pentru producerea de radicali toxici de oxigen și este un stimulator al celulelor B, fibroblastelor și endoteliului (ultimele două tipuri de celule produc factori de stimulare a coloniilor).

Este important din punct de vedere clinic ca TNF, precum și interleukina-1 și interferonul, să inhibe activitatea lipoprotein lipazei, care asigură depunerea grăsimilor în organism. De aceea, în bolile inflamatorii, se remarcă adesea o scădere pronunțată în greutate, care nu corespunde cu o alimentație bogată în calorii și cu apetitul păstrat. Prin urmare, al doilea nume al TNF este cachectina.

Activarea macrofagelor, care se manifestă printr-o creștere a dimensiunii lor, un conținut ridicat de enzime, o creștere a capacității de fagocitoză și distrugerea microbilor și a celulelor tumorale, poate fi, de asemenea, nespecifică: datorită stimulării de către alte (nu legate de procesul patologic existent) microorganisme, ulei mineral, limfokine produse de limfocitele T, într-o măsură mai mică - limfocitele B.

Macrofagele sunt implicate activ în resorbția osoasă și a cartilajului. Examenul microscopic electronic a evidențiat macrofage strâns asociate cu particule de fibre de colagen digerate la marginea pannusului și a cartilajului articular. Același fenomen a fost observat și în contactul macrofagelor cu osul resorbit.

Astfel, macrofagele joacă un rol important în dezvoltarea procesului inflamator, întreținerea și cronicizarea acestuia și deja a priori pot fi considerate una dintre principalele „ținte” ale terapiei antireumatice.

MACROFAGELE(greacă, makros mare + phagos devorând) - celule de țesut conjunctiv cu mobilitate activă, adezivitate și o capacitate pronunțată de fagocitoză. Macrofagele au fost descoperite de I. I. Mechnikov; el a stabilit mai întâi rolul lor în reacțiile de protecție și alte reacții ale organismului și a propus termenul de „macrofage”, subliniind diferențele dintre aceste celule și celulele mai mici - „microfage” (adică, leucocite segmentate, neutrofile), care fagocită doar particule străine mici, de exemplu. microbii. Macrofagele au fost descrise sub diferite denumiri: clasmatocite de Ranvier, celule ragiocrinale, celule adventice, celule rătăcitoare în repaus, celule pirolice, poliblaste, amiboide, celule metalofile, macrofagocite, histiocite. Majoritatea acestor termeni sunt doar de interes istoric.

M., ca toate celulele de țesut conjunctiv, sunt de origine mezenchimală, iar în ontogeneza postnatală se diferențiază de o celulă stem hematopoietică (vezi Hematopoieza), trecând în măduva osoasă succesiv prin etapele de monoblast, promonocit și monocit. Acestea din urmă circulă în sânge și, deplasându-se în țesuturi, se transformă în M. M. Distinge între liber (migrator) și fixat în țesuturi. M. este, de asemenea, împărțit în hematogen, format din monocite care tocmai s-au mutat din sânge, și histogenic, care au fost prezente anterior în țesuturi. În funcție de localizare, există M. de țesut conjunctiv lax - histiocite (vezi), ficat - reticuloendoteliocite stelate (celule Kupffer), plămâni - M. alveolare, cavități seroase - M. peritoneale și pleurale, M. ale măduvei osoase și organe limfoide, macrofage gliale c. n. Cu. (microglia). Apar din M., se pare, și osteoclaste.

M., fiind ultima etapă de diferențiere a fagocitelor mononucleare, nu se împart prin mitoză. Excepția, poate, o face M. în centrii hron, o inflamație. Pe baza unei origini comune dintr-o celulă stem hematopoietică, structura și funcția M. și celulele lor precursoare (monocite etc.), conform clasificării publicate în Buletinul OMS (1973), sunt incluse în sistemul de fagocite mononucleare. În schimb, sistemul reticuloendotelial (vezi) combină celule de origine diferită și capabile de fagocitoză: celule reticulare, celule endoteliale (în special capilarele sinusoidale ale organelor hematopoietice) și alte elemente.

Structura M. diferă în varietate în funcție de activitatea fagocitară, proprietățile materialului absorbit și așa mai departe (fig. 1). Spre deosebire de predecesorii lor, monocitele (vezi Leucocite), M. sunt mari (20-100 microni), contin multe granule citoplasmatice dense si mitocondrii; în citoplasma slab bazofilă (uneori oxifilă) sunt adesea vizibile resturi de material fagocitat. Nucleul este sferic, în formă de fasole sau de formă neregulată. La observarea la un microscop cu contrast de fază la M. iese la iveală membrana celulară ondulată caracteristică care face mișcări ondulate. La o submicroscopie în M. complex lamelar bine dezvoltat este vizibil (vezi Golgi un complex), de obicei o cantitate mică de reticul endoplasmatic granular. Reflectarea activității fagocitare sunt granule dense citoplasmatice - lizozomi (vezi), fagozomi, corpuri reziduale multiveziculare - așa-numitele. figuri de mielină (fig. 2). Se observă, de asemenea, microtubuli și mănunchiuri de microfilament.

Valoarea lui Funkts, M. este determinată de capacitatea lor ridicată de a absorbi și procesa particule dense - fagocitoză (vezi) și substanțe solubile - Pinocitoză (vezi).

Importanța macrofagelor în imunitate

M. sunt un fel de acumulator de antigene care intră în organism (vezi), care se află în el sub formă de determinanți (secțiuni ale moleculei de antigen care îi determină specificitatea), constând din cel puțin 5 peptide. Antigenii sunt supuși unei procesări speciale: interacționând cu receptorii membranari ai M., antigenele determină activarea enzimelor lor lizozomale și o creștere a sintezei ADN.

M. joacă un rol foarte important în inducerea formării anticorpilor, pentru care sunt necesare toate cele trei tipuri de celule (macrofage, limfocite T și B). Antigenul asociat cu diferite fracții M. (membrane, lizozomi) este mult mai imunogen decât antigenul nativ. După procesarea în M. antigenele vin la limfocitele T și B (vezi. Celule imunocompetente). M., care conține antigenul, reacționează mai întâi cu celulele T și numai după aceea celulele B „pornesc să funcționeze”. Interacțiunea lui M. cu celulele T este reglată de antigenele H sau de un produs genetic asociat cu sistemul de gene de histocompatibilitate (vezi Imunitatea la transplant).

Celulele B activate de antigen produc opsonine (vezi), care îmbunătățesc contactul lui M. cu materialul antigenic; în același timp, fragmentele Fab ale anticorpului (vezi) interacționează cu determinanții antigenului, iar fragmentele Fc se atașează la suprafața lui M. Acest lucru stimulează sinteza adenilciclazei și mărește producția de 3,5 "-AMP, care promovează proliferarea. și diferențierea limfocitelor B.

Macrofagele, limfocitele T și B interacționează între ele folosind o varietate de factori solubili secretați de aceste celule după stimularea antigenică. S-a sugerat că majoritatea factorilor solubili sunt secretați de limfocitele T. Chim. natura acestor factori nu a fost studiată. Transferul imunolului, informația de la M. la un limfocit are loc la contactul direct cu aceste celule. Mecanismul acestui transfer constă în „lipirea” lui M. de un limfocit, care este urmată de umflarea citoplasmei lui M., marginile apoi fuzionează cu excesul citoplasmei unui limfocit. M. sintetizează un număr mare de factori de imunitate nespecifici: transferină, complement, lizozimă, interferon, pirogeni etc., care sunt factori antibacterieni.

M. joacă un rol important în imunitatea celulară antimicrobiană și antivirală, care este facilitată de durata de viață relativ lungă a acestor celule (de la aproximativ una până la câteva luni), precum și în dezvoltarea răspunsului imun al organismului. Ei îndeplinesc cea mai importantă funcție de eliberare a organismului de antigenele străine. Digestia microbilor sau a agenților nemicrobieni, a ciupercilor patogene, a protozoarelor, a produselor propriilor celule și țesuturi modificate se realizează cu ajutorul enzimelor lizozomale M.

După cum arată numeroase studii, ideea lui I. I. Mechnikov despre importanța celulelor fagocitare în imunitate (vezi) este valabilă nu numai pentru bacterii, ci și pentru viruși. M., în special animalele imunizate, participă activ la distrugerea virionilor (vezi Virusuri), în ciuda faptului că virușii sunt mai rezistenți la acțiunea enzimelor și procesul de distrugere a acestora este mai puțin viguros decât procesul de distrugere a bacteriilor. . M. îndeplinesc funcţia de protecţie în diferite etape inf. proces: sunt o barieră la locul porții de intrare a infecției și în stadiul de viremie, când M. a ficatului, splinei și limf, nodurile împiedică restricționarea răspândirii virusului. Cu ajutorul lui M. se accelerează procesul de îndepărtare a virusului din organism, mai exact, complexul antigen-anticorp (vezi reacția antigen-anticorp). M. obținut de la animale neimunizate și imunizate fagocită activ virusurile gripale, vaccinia, mixomul, ectromelia. Din M. imun virusul gripal a putut fi izolat doar în câteva ore, în timp ce din M. neimun a fost izolat în câteva zile.

Blocarea în experimentul M. cu ser antimacrofag, siliciu, caragenan (poligalactoză cu greutate moleculară mare) duce la agravarea cursului unui număr de infecții bacteriene și virale. Cu toate acestea, în unele boli virale, M. nu numai că au fost incapabili să prevină infecția, ci, în plus, au susținut reproducerea virusurilor (de exemplu, virusurile coriomeningitei limfocitare), care au rămas în organism mult timp, contribuind la dezvoltarea autoimunei. boli.

Au fost efectuate studii care au arătat participarea lui M. la efectul citotoxic al limfocitelor sensibilizate asupra celulelor țintă. Experimentul a arătat că îndepărtarea M. din populația de limfocite imune a determinat o slăbire semnificativă a efectului citotoxic al leucocitelor asupra celulelor unor tumori și că prognosticul bolii este cu atât mai favorabil, cu cât M. este mai activ. în ganglionii limfatici regionali tumorii. Studiul reacțiilor sistemului imunitar al primitorului în timpul transplantului de organe și țesuturi a arătat că M. sunt implicați în respingerea transplantului și în eliminarea celulelor străine din organism (vezi Transplant).

Bibliografie: Burnet F. M. Imunologie celulară, trad. din engleză, M., 1971; Van Furth R. și colab., System of mononuclear phagocytes, o nouă clasificare a macrofagelor, monocitelor și celulelor lor precursoare, Bull. OMS, vol. 46, nr. 6, p. 814, 1973, bibliogr.; Zdrodovsky P. F. Probleme de infecție, imunitate și alergii, M., 1969, bibliogr.; Kosyakov P. N. și Rovnova 3. I. Imunitatea antivirală, M., 1972; Petrov R. V. Imunologie și imunogenetică, M., 1976, bibliogr.; Profesor I. Ya. Macrofage în imunitate, M., 1978; Allison A. S. Interacțiunile anticorpilor completează componente și diferite tipuri de celule în imunitate împotriva virusurilor și bacteriilor piogene, Transplant. Apoc., v. 19, p. 3, 1974, bibliogr.; Carr I. The macrophage, L.-N.Y., 1973; Gordon S.a. Сohn Z. Macrofagul, Int. Rev. Cytol., v. 36, p. 171, 1973, bibliogr.; Imunobiologia macrofagelor, ed. de D. S. Nelson, N. Y., 1976; Fagocitele mononucleare în imunitate, ed. de R. van Furth, Oxford, 1975; Wahl S. M. a. o. Rolul macrofagelor în producerea de limfokine de către limfocitele T și B, J. Immunol., v. 114, p. 1296, 1975.

H. G. Hrușciov; M. S. Berdinsky (immunol.).

Articol pentru concurs "bio/mol/text": Sistemul imunitar este o apărare puternică pe mai multe straturi a corpului nostru, care este uimitor de eficient împotriva virușilor, bacteriilor, ciupercilor și altor agenți patogeni din exterior. În plus, sistemul imunitar este capabil să recunoască și să distrugă în mod eficient celulele proprii transformate care pot degenera în tumori maligne. Cu toate acestea, defecțiunile sistemului imunitar (din motive genetice sau din alte motive) duc la faptul că într-o zi celulele maligne preiau controlul. O tumoare crescută devine insensibilă la atacurile corpului și nu numai că evită cu succes distrugerea, ci și „reprogramează” activ celulele protectoare pentru a-și satisface propriile nevoi. Înțelegând mecanismele pe care le folosește tumora pentru a suprima răspunsul imun, putem dezvolta contramăsuri și putem încerca să schimbăm echilibrul spre activarea propriilor apărări ale organismului pentru a lupta împotriva bolii.

Acest articol a fost depus la concursul de lucrări de popularitate „bio/mol/text” -2014 în nominalizarea „Best Review”.

Sponsorul principal al concursului este compania avansată Genotek.
Competiția a fost susținută de RVC OJSC.

Tumora și imunitatea - un dialog dramatic în trei părți cu un prolog

S-a crezut de multă vreme că motivul eficienței scăzute a răspunsului imun în cancer este că celulele tumorale sunt prea asemănătoare cu cele normale, sănătoase pentru sistemul imunitar, configurate să caute „în afară”, pentru a le recunoaște corect. Acest lucru explică doar faptul că sistemul imunitar rezistă cel mai cu succes tumorilor de natură virală (frecvența acestora crește dramatic la persoanele care suferă de imunodeficiență). Cu toate acestea, mai târziu a devenit clar că acesta nu a fost singurul motiv.

Dacă în acest articol vorbim despre aspectele imunitare ale cancerului, atunci în muncă „Nu există gheară mai rea pe lume...” Puteți citi despre caracteristicile metabolismului cancerului. - Ed.

S-a dovedit că interacțiunea celulelor canceroase cu sistemul imunitar este mult mai versatilă. Tumora nu se „ascunde” doar de atacuri, ci poate suprima în mod activ răspunsul imun local și poate reprograma celulele imune, forțându-le să-și servească propriile nevoi maligne.

„Dialogul” dintre o celulă degenerată, scăpată de sub control cu ​​descendenții ei (adică o viitoare tumoră) și organism se dezvoltă în mai multe etape, iar dacă la început inițiativa este aproape în întregime de partea apărării organismului, atunci la sfârșitul (în cazul unei boli) - merge pe partea laterală a tumorii. În urmă cu câțiva ani, oncoimunologii au formulat conceptul de „editare imună” ( imunoeditare), care descrie principalele etape ale acestui proces (Fig. 1) .

Figura 1. Imunoeditare (imunoeditare) în timpul dezvoltării unei tumori maligne.

Prima etapă a imunoeditării este procesul de eliminare ( eliminare). Sub influența factorilor cancerigeni externi sau ca urmare a mutațiilor, o celulă normală „se transformă” - dobândește capacitatea de a se diviza la infinit și de a nu răspunde la semnalele de reglare ale organismului. Dar, în același timp, de regulă, începe să sintetizeze „antigene tumorale” speciale și „semnale de pericol” pe suprafața sa. Aceste semnale atrag celulele sistemului imunitar, în primul rând macrofagele, celulele ucigașe naturale și celulele T. În cele mai multe cazuri, acestea distrug cu succes celulele „deteriorate”, întrerupând dezvoltarea tumorii. Cu toate acestea, uneori, printre aceste celule „precanceroase” există mai multe în care imunoreactivitatea - capacitatea de a evoca un răspuns imun - este slăbită din anumite motive, sintetizează mai puțini antigene tumorale, sunt mai rău recunoscute de sistemul imunitar și, supraviețuind primului val. a răspunsului imun, continuă să se împartă.

În acest caz, interacțiunea tumorii cu organismul intră în a doua etapă, stadiul de echilibru ( echilibru). Aici, sistemul imunitar nu mai poate distruge complet tumora, dar este încă capabil să limiteze eficient creșterea acesteia. Într-o astfel de stare de „echilibru” (și nedetectată prin metodele de diagnostic convenționale), microtumorile pot exista în organism ani de zile. Cu toate acestea, astfel de tumori ascunse nu sunt statice - proprietățile celulelor lor constitutive se schimbă treptat sub influența mutațiilor și a selecției ulterioare: avantajul dintre celulele tumorale care se divide este obținut de cele care sunt mai capabile să reziste sistemului imunitar și, în cele din urmă, apar celule. în tumoră. imunosupresoare. Ei sunt capabili nu numai să evite în mod pasiv distrugerea, ci și să suprime în mod activ răspunsul imun. De fapt, acesta este un proces evolutiv în care organismul „scoate” involuntar tipul exact de cancer care îl va ucide.

Acest moment dramatic marchează trecerea tumorii la a treia etapă de dezvoltare - evitarea ( evadare), - pe care tumora este deja insensibilă la activitatea celulelor sistemului imunitar, în plus, își transformă activitatea în avantajul său. Începe să crească și să metastazeze. Este o astfel de tumoare care este de obicei diagnosticată de medici și studiată de oameni de știință - cele două etape anterioare sunt ascunse, iar ideile noastre despre ele se bazează în principal pe interpretarea unui număr de date indirecte.

Dualismul răspunsului imun și semnificația acestuia în carcinogeneză

Există multe articole științifice care descriu modul în care sistemul imunitar luptă împotriva celulelor tumorale, dar nu mai puțin număr de publicații demonstrează că prezența celulelor sistemului imunitar în mediul imediat tumoral este un factor negativ care se corelează cu creșterea accelerată și metastaza cancerului. În cadrul conceptului de imunoeditare, care descrie modul în care natura răspunsului imun se schimbă pe măsură ce se dezvoltă tumora, un astfel de comportament ambivalent al apărătorilor noștri a fost în sfârșit explicat.

Ne vom uita la unele dintre mecanismele cum se întâmplă acest lucru, folosind exemplul macrofagelor. Tumora folosește tehnici similare pentru a înșela alte celule ale imunității înnăscute și adaptive.

Macrofage - „celule războinice” și „celule vindecătoare”

Macrofagele sunt probabil cele mai faimoase celule ale imunității înnăscute - odată cu studiul capacității lor de fagocitoză de către Mechnikov a început imunologia celulară clasică. În organismul mamifer, macrofagele sunt avangarda luptei: fiind primii care detectează inamicul, ei nu numai că încearcă să-l distrugă cu propriile forțe, ci și să atragă alte celule ale sistemului imunitar pe câmpul de luptă, activându-le. Și după distrugerea agenților străini, aceștia participă activ la eliminarea daunelor cauzate, dezvoltând factori care promovează vindecarea rănilor. Această natură duală a macrofagelor este folosită de tumori în avantajul lor.

În funcție de activitatea predominantă, se disting două grupe de macrofage: M1 și M2. Macrofage M1 (se mai numesc și macrofage activate clasic) - „războinici” - sunt responsabili de distrugerea agenților străini (inclusiv celulele tumorale), atât direct, cât și prin atragerea și activarea altor celule ale sistemului imunitar (de exemplu, T- ucigași). Macrofagele M2 - „vindecătorii” - accelerează regenerarea țesuturilor și asigură vindecarea rănilor,.

Prezența unui număr mare de macrofage M1 în tumoră inhibă creșterea acesteia și, în unele cazuri, poate provoca chiar o remisiune aproape completă (distrugere). Și invers: M2-macrofagele secretă molecule - factori de creștere, care stimulează suplimentar diviziunea celulelor tumorale, adică favorizează dezvoltarea formării maligne. S-a demonstrat experimental că celulele M2 („vindecătorii”) predomină de obicei în mediul tumoral. Și mai rău: sub influența substanțelor secretate de celulele tumorale, macrofagele active M1 sunt „reprogramate” în tipul M2, nu mai sintetizează citokine antitumorale precum interleukina-12 (IL12) sau factorul de necroză tumorală (TNF) și încep să elibereze molecule în mediul înconjurător, accelerând creșterea tumorii și germinarea vaselor de sânge care îi vor asigura nutriția, cum ar fi factorul de creștere a tumorii (TGFb) și factorul de creștere vasculară (VGF). Ele nu mai atrage și inițiază alte celule ale sistemului imunitar și încep să blocheze răspunsul imun local (antitumoral) (Fig. 2).

Figura 2. Macrofage M1 și M2: interacțiunea lor cu tumora și alte celule ale sistemului imunitar.

Proteinele familiei NF-kB joacă un rol cheie în această reprogramare. Aceste proteine ​​sunt factori de transcripție care controlează activitatea multor gene necesare pentru activarea M1 a macrofagelor. Cei mai importanți membri ai acestei familii sunt p65 și p50, care împreună formează heterodimerul p65/p50, care în macrofage activează multe gene asociate cu un răspuns inflamator acut, cum ar fi TNF, multe interleukine, chemokine și citokine. Expresia acestor gene atrage din ce în ce mai multe celule imunitare, „evidențiind” zona de inflamație pentru acestea. În același timp, un alt homodimer din familia NF-kB, p50/p50, are activitate inversă: prin legarea de aceiași promotori, blochează expresia acestora, reducând inflamația.

Ambele activități ale factorilor de transcripție NF-kB sunt foarte importante, dar și mai important este echilibrul dintre ei. S-a demonstrat că tumorile secretă în mod intenționat substanțe care perturbă sinteza proteinei p65 în macrofage și stimulează acumularea complexului inhibitor p50/p50. În acest fel (pe lângă o serie de altele), tumora transformă macrofagele M1 agresive în complici involuntari ai propriei dezvoltări: macrofagele de tip M2, percepând tumora ca pe un loc de țesut deteriorat, pornesc programul de recuperare, dar creșterea factorii pe care îi secretă doar adaugă resurse pentru creșterea tumorii. Acest lucru completează ciclul - tumora în creștere atrage noi macrofage, care sunt reprogramate și îi stimulează creșterea în loc de distrugere.

Reactivarea răspunsului imun este o tendință actuală în terapia anticancer

Astfel, în mediul imediat al tumorilor există un amestec complex de molecule: atât activând cât și inhibând răspunsul imun. Perspectivele de dezvoltare a tumorii (și, prin urmare, perspectivele de supraviețuire a organismului) depind de echilibrul ingredientelor acestui „cocktail”. Dacă imunoactivatorii prevalează, înseamnă că tumora nu a făcut față sarcinii și va fi distrusă sau creșterea acesteia va fi sever întârziată. Dacă predomină moleculele imunosupresoare, aceasta înseamnă că tumora a fost capabilă să ridice cheia și va începe să progreseze rapid. Înțelegând mecanismele care permit tumorilor să ne copleșească sistemul imunitar, putem dezvolta contramăsuri și putem schimba echilibrul către uciderea tumorilor.

După cum arată experimentele, „reprogramarea” macrofagelor (și a altor celule ale sistemului imunitar) este reversibilă. Prin urmare, una dintre domeniile promițătoare ale onco-imunologiei de astăzi este ideea „reactivării” propriilor celule ale sistemului imunitar ale pacientului pentru a spori eficacitatea altor metode de tratament. Pentru unele tipuri de tumori (de exemplu, melanoamele), acest lucru vă permite să obțineți rezultate impresionante. Un alt exemplu, descoperit de grupul lui Medzhitov, este lactatul comun, o moleculă care este produsă atunci când oxigenul este deficitar în tumorile cu creștere rapidă prin efectul Warburg. Această moleculă simplă stimulează macrofagele să se reprogrameze pentru a susține creșterea tumorii. Lactatul este transportat în macrofage prin canale membranare, iar o terapie potențială este blocarea acestor canale.

MACROFAGELE MACROFAGELE

(din macro... și... fagi), celule de origine mezenchimală din organismul animal, capabile să capteze și să digere în mod activ bacteriile, resturile de celule moarte și alte particule străine și toxice pentru organism. Termenul „M”. introdus de I. I. Mechnikov (1892). Sunt celule mari de forma variabila, cu pseudopodi, contin multi lizozomi. M. sunt prezente în sânge (monocite), conectează, țesuturi (histiocite), organe hematopoietice, ficat (celule Kupffer), peretele alveolelor pulmonare (M. pulmonară), cavitățile abdominale și pleurale (M. peritoneală și pleurală) . La mamifere, M. se formează în măduva osoasă roșie dintr-o celulă stem hematopoietică, trecând prin etapele de monoblast, promonocit și monocit. Toate aceste soiuri de M. sunt combinate într-un sistem de fagocite mononucleare. (vezi FAGOCITOZA, SISTEMUL RETICULOENDOTELIAL).

.(Sursa: „Dicționar enciclopedic biologic.” Editor-șef M. S. Gilyarov; Redacție: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin și alții - ed. a 2-a, corectată . - M .: Sov. Encyclopedia, 1986.)

macrofage

Celulele din corpul animalului care sunt capabile să captureze și să digere în mod activ bacteriile, rămășițele de celule moarte și alte particule străine și toxice pentru organism. Se găsesc în sânge, țesut conjunctiv, ficat, bronhii, plămâni și cavitatea abdominală. Termenul a fost introdus de I.I. Mechnikov care a descoperit fenomenul fagocitoză.

.(Sursa: „Biology. Modern Illustrated Encyclopedia.” Editor-șef A.P. Gorkin; M.: Rosmen, 2006.)

Vedeți ce sunt „MACROPAGE” în ​​alte dicționare:

- ... Wikipedia

MACROFAGELE- (din greaca. makros: mare si phago mananca), vultur. megalofage, macrofagocite, fagocite mari. Termenul M. a fost propus de Mechnikov, care a împărțit toate celulele capabile de fagocitoză în fagocite mici, microfage (vezi) și fagocite mari, macrofage. Sub… … Marea Enciclopedie Medicală

- (din macro... și... fagi) (poliblaste) celule de origine mezenchimală la animale și oameni, capabile să capteze și să digere în mod activ bacteriile, resturile celulare și alte particule străine sau toxice pentru organism (vezi Fagocitoză). Pentru macrofage... Dicţionar enciclopedic mare

Principalul tip de celulă al sistemului fagocitar mononuclear. Acestea sunt celule mari (10-24 microni) cu viață lungă, cu un aparat lizozomal și membranar bine dezvoltat. Pe suprafața lor există receptori pentru fragmentul Fc al IgGl și IgG3, fragmentul C3b C, receptorii B... Dicţionar de microbiologie

MACROFAGELE- [din macro... și fag(i)], organisme care devorează prada mare. mier Microfage. Dicționar enciclopedic ecologic. Chișinău: Ediția principală a Enciclopediei Sovietice Moldovenești. I.I. bunicul. 1989... Dicționar ecologic

macrofage- Un tip de limfocite care oferă protecție nespecifică prin fagocitoză și sunt implicate în dezvoltarea răspunsului imun ca celule prezentatoare de antigen. [Glosarul englezesc rus al termenilor de bază despre vaccinologie și ... ... Manualul Traducătorului Tehnic

Monocitele (macrofagele) sunt un tip de globule albe implicate în combaterea infecțiilor. Monocitele, împreună cu neutrofilele, sunt cele două tipuri principale de celule sanguine care înghit și distrug diferite microorganisme. Când monocitele pleacă... ... termeni medicali

- (din macro... și ... fagi) (poliblaste), celule de origine mezenchimală la animale și oameni, capabile să capteze și să digere în mod activ bacteriile, resturile celulare și alte particule străine sau toxice pentru organism (vezi Fagocitoză). ... … Dicţionar enciclopedic

- (vezi macro ... + ... fagi) celule ale țesutului conjunctiv al animalelor și oamenilor, capabile să capteze și să digere diferite particule străine organismului (inclusiv microbi); Și. Și. Mechnikov a numit aceste celule macrofage, spre deosebire de ...... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

macrofage- iv, pl. (un macrof/g, a, h). Celulele țesuturilor sănătoase ale organismelor vii, construirea scopului și supragravarea bacteriilor, rețelele de celule moarte și alte particule străine sau toxice pentru organism. Placenta / macrofage cu pH / macrofage hy care ... ... Dicționar ucrainean lucios

Cărți

• macrofagele placentare. Caracteristicile morfofuncționale și rolul în procesul gestațional, Pavlov Oleg Vladimirovich, Selkov Sergey Alekseevich. Pentru prima dată în literatura mondială, monografia colectează și sistematizează informații moderne despre un grup puțin studiat de celule placentare umane - macrofagele placentare. Descris in detaliu...