Makrophagen: Die „Abwehr“-Zellen, die im ganzen Körper helfen

Makrophagen: Die „Abwehr“-Zellen, die im ganzen Körper helfen
Makrophagen: Die „Abwehr“-Zellen, die im ganzen Körper helfen
Anonim

Der Begriff "Makrophage" beschwört Bilder eines hungrigen weißen Blutkörperchens herauf, das eindringende Bakterien verschlingt. Makrophagen tun jedoch viel mehr als das: Sie agieren nicht nur als antimikrobielle Krieger, sie spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Immunregulation und Wundheilung. Sie können auf eine Vielzahl von zellulären Signalen reagieren und ihre Physiologie als Reaktion auf lokale Signale verändern.

David Mosser, Professor für Zellbiologie und Molekulargenetik am College of Chemical and Life Sciences der University of Maryland, wird auf der Konferenz der American Physiological Society 2010 die drei Hauptaufgaben von Makrophagen erörtern: Entzündung, Immunität und Herz-Kreislauf-Erkrankungen, in Westminster, Colorado, 25.-28. August.Das vollständige Konferenzprogramm finden Sie unter

"Es gab eine riesige Flut von Forschungsergebnissen über die Wirtsabwehr, die die vielen verschiedenen Aktivitäten, die diese Zellen ständig tun, überschattet hat", sagte Dr. Mosser. „Wir möchten die enge Vorstellung zerstreuen, dass die meisten Menschen glauben, dass die einzige Rolle der Makrophagen die Verteidigung ist, und sie erweitern, um ihre Rolle bei der Homöostase einzuschließen.“

Monozytendifferenzierung

Makrophagen kommen in fast allen Geweben vor und werden produziert, wenn weiße Blutkörperchen, sogenannte Monozyten, das Blut verlassen und sich gewebespezifisch differenzieren. Die Makrophagenart, die aus der Monozytendifferenzierung resultiert, hängt von der/den Art(en) von Zytokinen ab, denen diese Zellen begegnen. Zytokine sind von Immunzellen produzierte Proteine, die das Zellverh alten und die Wechselwirkungen zwischen Zellen beeinflussen können. Beispielsweise entstehen Makrophagen, die mikrobielle Eindringlinge bekämpfen, als Reaktion auf Interferon-γ, ein Zytokin, das während einer zellulären Immunantwort produziert wird, an der Helfer-T-Zellen und die von ihnen produzierten Faktoren beteiligt sind.Diese Makrophagen gelten als „klassisch aktiviert“.

Wenn sich Monozyten jedoch als Reaktion auf Reize wie Prostaglandine oder Glucocorticoide differenzieren, nehmen die resultierenden Makrophagen einen "regulatorischen" Phänotyp an. Alternativ entstehen wundheilende Makrophagen, wenn sich Monozyten als Reaktion auf Interleukin-4 differenzieren, ein Zytokin, das bei Gewebeverletzungen freigesetzt wird.

Laut Dr. Mosser können Makrophagen ihre Physiologie ändern und den Typ wechseln. Beispielsweise neigen Makrophagen im Fett bei gesunden, nicht fettleibigen Menschen dazu, als wundheilende Makrophagen zu fungieren. Es wird auch angenommen, dass sie die Insulinsensitivität in Fettzellen aufrechterh alten. Sollte eine Person jedoch fettleibig werden, fördern Makrophagen im Fett stattdessen Entzündungen und bewirken, dass die Fettzellen gegen Insulin resistent werden.

Immunregulation

Immunregulierende Makrophagen produzieren große Mengen des Zytokins Interleukin-10, das hilft, die Immunantwort des Körpers zu unterdrücken. Die Unterdrückung einer Immunantwort mag kontraintuitiv erscheinen, aber in späteren Stadien der Immunität ist sie praktisch, weil sie Entzündungen einschränkt.

Laut Dr. Mosser könnten immunregulierende Makrophagen der Schlüssel zur Entwicklung von Behandlungen für Autoimmunerkrankungen wie Multiple Sklerose oder rheumatoide Arthritis sein. Der Fokus der neuen Forschung liegt auf der Umprogrammierung der Makrophagen, um einen regulatorischen Phänotyp anzunehmen und Autoimmunität zu verhindern, sagte er.

Es gibt ein breites Potenzial für die Nutzung verschiedener Stadien der Makrophagenaktivierung, fügte Dr. Mosser hinzu. „Es könnte möglich sein, Makrophagen zu manipulieren, um bessere Impfstoffe herzustellen, Immunsuppression zu verhindern oder neuartige Therapeutika zu entwickeln, die entzündungshemmende Immunantworten fördern.“

Wundheilung

Die Freisetzung von Interleukin-4 als Reaktion auf Gewebeverletzungen führt nicht nur zu Makrophagen, die sich auf die Wundheilung spezialisieren, sondern ermöglicht es den Makrophagen, Arginin in Ornithin umzuwandeln, das ein Vorläufer von Polyaminen und Kollagen ist. Sowohl Polyamine als auch Kollagen sind maßgeblich an der Bildung und Aufrechterh altung der extrazellulären Matrix beteiligt, dem Material zwischen den Zellen, das ihnen strukturellen H alt gibt.

Bestimmte schädliche Mikroben, wie der tropische Parasit Leishmania spp., kann wundheilende Makrophagen nutzen, sagte Dr. Mosser. „Wenn Sie einen Makrophagen haben, dessen Aufgabe es ist, die Wundheilung zu fördern, ist dieser Makrophage nicht in der Lage, Mikroben abzutöten“, sagte er. "Die Mikrobe kann in den Makrophagen eindringen und darin überleben, was für den menschlichen Wirt nicht gut ist."

Infektion mit Leishmania spp. verursacht Leishmaniose, die durch Hautwunden und Geschwüre gekennzeichnet ist und die Milz vergrößern, die Leber schädigen und Blutarmut verursachen kann. Im schlimmsten Fall kann es die Immunität verringern und die Opfer anfällig für potenziell tödliche opportunistische Infektionen machen. Überlebende können an einem entzündlichen Immunrekonstitutionssyndrom leiden, bei dem ihr sich erholendes Immunsystem als Reaktion auf eine Infektion über Bord geht und eine Entzündungsreaktion hervorruft, die die Symptome noch verschlimmert. Das Verständnis, wie Leishmania Makrophagen nutzt, hat zu einem besseren Verständnis darüber geführt, wie Makrophagen bei Gesundheit und Krankheit funktionieren.Es hat auch betont, wie wichtig es ist, Infektionen frühzeitig zu behandeln, bevor die Käfer das Immunsystem verwüsten können.

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