Umflarea celulară a macrofagelor poate intensifica răspunsurile imune inflamatorii
Macrofagele, parte esențială a primei linii de apărare a organismului împotriva invadatorilor străini, joacă un rol integral în sistemul imunitar înnăscut. Cu toate acestea, capacitatea acestora de a interpreta și de a răspunde la diverse semnale de pericol rămâne parțial necunoscută. O echipă de cercetători de la Universitatea din Manchester a descoperit că creșterea volumului celular reprograma expresia genelor la macrofage și induce inflamația. Rezultatele, care vor fi publicate pe 7 mai în Journal of Cell Biology (JCB), adaugă o nouă piesă la puzzle-ul tot mai complex al răspunsurilor inflamatorii legate de imunitate.
Macrofagele sunt printre primii respondenți atât la patogenii invadatori, cât și la daunele tisulare. Aceste celule specializate pot detecta o gamă extinsă de semnale de pericol intra- și extracelulare, ceea ce duce la inițierea și menținerea răspunsurilor inflamatorii. Este important de menționat că macrofagele au capacitatea de a ajusta natura răspunsului lor în funcție de tipul de insult perceput, pentru a neutraliza amenințarea în cel mai adecvat mod. Totuși, rămân multe întrebări cu privire la modul în care aceste răspunsuri personalizate se produc.
Un fenomen care a câștigat atenție în ultimii ani este influența forțelor fizice asupra răspunsurilor imune. De exemplu, s-a demonstrat că pierderea capacității unei celule de a-și controla volumul, din cauza dereglementării proteinelor precum Canalul Anionic Regulat de Volum (VRAC), poate duce la activarea căilor de detectare a pericolului din sistemul imunitar înnăscut și, ulterior, la inflamație.
Cu toate că există indicii că volumul celular și VRAC sunt implicate în semnalizarea inflamatorie, mecanismele biologice fundamentale ale modului în care reglementarea volumului celular influențează inflamația erau necunoscute.
Jack Green a condus o echipă care a examinat macrofagele care nu au proteina VRAC și care se umflă atunci când sunt plasate într-un mediu hiposmotic ușor. Această echipă a descoperit că umflarea celulară a dus la o schimbare dramatică în nivelurile de exprimare ale diverselor gene, inclusiv o creștere a multor gene implicate în căile de semnalizare inflamatorie. Datele lor au prezis că proteinele cel mai probabil activate în urma umflării celulare erau toate componente esențiale ale căilor de semnalizare antivirale și proinflamatorii sau de detectare a acidului nucleic.
„Împreună, aceste descoperiri sugerează că volumul celular acționează ca un strat suplimentar de detectare a pericolelor în macrofage, care modelează și ajustează natura răspunsurilor imune la patogeni,” afirmă James Cook, autor principal al studiului. De fapt, în urma tratamentului cu virusul gripal A, macrofagele deficitare în VRAC, care nu își pot controla volumul, au demonstrat un răspuns antiviral îmbunătățit comparativ cu omologii lor de tip sălbatic.
Având rezultate promițătoare în vitro, Cook și colegii săi au utilizat un model murin de hiperinflație sistemică pentru a verifica cum se traduc aceste rezultate în vivo. Echipa a observat că, comparativ cu șoarecii de tip sălbatic care prezentau inflamație sistemică, nivelurile unei molecule cheie de semnalizare proinflamatorie erau semnificativ crescute în șoarecii deficitari în VRAC. Aceasta indică faptul că macrofagele cu volume celulare deregulate contribuie, într-adevăr, la răspunsuri inflamatorii anormale.
Rezultatele acestui studiu au stabilit schimbările în volumul celular ca un semnal care acționează împreună cu alți stimuli pentru a modifica și a modela răspunsurile inflamatorii. „Înțelegerea perturbărilor în microambianța tisulară care duc la modificări ale volumului celular este, prin urmare, o considerație importantă în înțelegerea inflamației și a patogenezei bolilor,” concluzionează Green. Studiile viitoare vor revela potențialul de a reglementa modificările de volum celular dependente de VRAC în macrofage în cadrul bolilor.
