MONOCITE: CARACTERISTICI, FUNCȚII, VALORI, BOLI - BIOLOGIE - 2025

Cele Monocitele sunt celule sanguine care aparțin unei subpopulații de leucocite numit sistem fagocite mononucleare. Au o origine comună cu alte fagocite din celulele stem hematopoietice. Aceștia sunt responsabili pentru reglarea imunității înnăscute și adaptative, precum și pentru remodelarea țesuturilor și homeostazia.

Există două subgrupuri de monocite care diferă în funcțiile și destinațiile lor, și anume: 1) unul care produce macrofage după extravazarea circulației periferice; 2) alta care, în condiții inflamatorii, se diferențiază în celule dendritice inflamatorii.

Sursa: Dr. Graham Beards

Macrofagele sunt celule fagocitice rezidente în țesutul limfoid și non-limfoid. Sunt implicați în homeostazia țesuturilor în stare constantă prin eliminarea celulelor apoptotice. În plus, au o gamă largă de receptori care recunosc agenți patogeni.

La rândul lor, celulele dendritice sunt specializate în prelucrarea și prezentarea de antigene și în controlul răspunsului celulelor B și T.

Pe lângă apărarea împotriva infecțiilor, monocitele pot contribui la dezvoltarea bolilor, cum ar fi ateroscleroza și scleroza multiplă, sau, invers, pot contribui la regenerarea mușchilor după deteriorare și la degradarea fibrilelor amiloide în Boala Alzheimer.

caracteristici

Monocitele sunt celule de formă neregulată. Au un nucleu în formă de rinichi. Au vezicule în citoplasmă. Diametrul său variază între 16 și 24 µm. Când monocitele sunt colorate cu pata lui Wright, citoplasma lor apare de culoare albăstruie.

Sunt derivate din celulele stem pluripotente din măduva osoasă. Monocitele sunt produse de mai multe etape și etape intermediare, inclusiv: 1) un progenitor mieloid comun (CMP); 2) un progenitor granulocit-macrofag (GMP); 3) progenitorul celulelor macrofage-dendritice (MDP).

Au plasticitate, deoarece pot deveni macrofage sau celule dendritice. Acestea devin macrofage atunci când intră în țesuturi sau s-ar putea diferenția în celule dendritice inflamatorii.

La om, monocitele constituie 8% dintre leucocite și au un timp de înjumătățire de 70 de ore, în timp ce la șoareci constituie 4% din leucocite și au un timp de înjumătățire de 17 ore.

Pe baza expresiei receptorilor chemokine, monocitele sunt împărțite în două grupe principale. La om, acestea sunt: ​​CD14 ⁺⁺ CD16 ^- și CD14 ⁺ CD16 ⁺ . La mouse sunt Gr-1 ^hi și Gr-1l ^ow .

Dezvoltarea monocitelor este determinată de expresia factorilor de transcripție specifici, cum ar fi PU.1, și de factorii de deplasare CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 și -2.

Originea și dezvoltarea

Modelele actuale bazate pe șoareci sugerează că monocitele își au originea în măduva osoasă din celulele stem hematopoietice (HSC), care evoluează spre formarea unui progenitor granulocit-macrofag (GMP), care este formează un progenitor celular macrofag-dendritic (MDP) și un progenitor comun monocit (cMoP).

În lumenul vaselor de sânge, în stare de echilibru, cMoP se diferențiază mai întâi în celule LY6C ^hi , apoi în celule ^joase LY6C . Celulele ^joase LY6C de șoarece (echivalentul lor uman este CD14 ^scăzut CD16 ⁺ ), devin macrofage rezidente de sânge, mai degrabă decât monocite în sine și se deplasează pe suprafața lumenului endotelial.

Celulele ^joase LY6C coordonează răspunsul la stres în lumen și răspund, prin intermediul receptorului cu 7 factori , la semnale de deteriorare locală, inducând recrutarea de neutrofile. Aceasta declanșează necroza endoteliului și, în consecință, monocitele ^{scăzute de} LY6C curăță resturile de celule.

Celulele ^hi LY6C de șoarece (echivalentul lor uman este CD14 ⁺ ) reprezintă „monocitele clasice”. Sunt recrutați în locurile de inflamație care acționează ca precursori ai fagocitelor mononucleare periferice. Celulele ^hi LY6C joacă un rol important în răspunsul gazdei la atac de agenți patogeni, cum ar fi Listeria monocytogenes.

Macrofage derivate din monocite

Termenul macrofag se referă la celule monumentale fagocitice mari. În funcție de țesutul în care se găsesc, macrofagelor li se dau nume specifice.

Macrofagele se numesc celule Kupffer la nivelul ficatului, macrofage alveolare la plămâni, histiocite în țesutul conjunctiv, osteoclaste în os, microglie în creier și celule Langerhans la nivelul pielii. De asemenea, sunt numiți după organul în care se găsește, cum ar fi ganglionii limfatici, timus sau macrofage endocrine.

În condiții de echilibru, populațiile de macrofage rezidente de țesut sunt menținute prin proliferarea lor locală. Cu toate acestea, atunci când există inflamație, o recrutare rapidă de celule precursoare are loc în compartimentul macrofag al țesutului respectiv.

Diferențierea monocitelor ^{scăzute de} LY6C față de macrofage implică modificări în expresia genelor, care determină modificările fenotipice și expresia antigenelor de suprafață asociate cu macrofage. Există două tipuri de macrofage, și anume: macrofage M1 sau macrofage inflamatorii; Macrofage M2 sau macrofage antiinflamatorii (sau de reglementare).

Macrofagele M1 reacționează puternic la invazia patogenului și la alte semnale dăunătoare prin formarea de citokine proinflamatorii și prin sinteza oxidului nitric și a speciilor reactive de oxigen. Macrofagele M2 au proprietăți tolerogene și restaurative.

Celule dendritice derivate de monocite

Celulele dendritice clasice se dezvoltă dintr-un progenitor de celule dendrofice macrofage (MDP), denumită celulă dendritică preclasică. Celulele dendritice sunt formate din monocite care migrează prin endoteliu în direcția ablumenal - lumenală. Monocitele din matricea endotelială se dezvoltă în macrofage.

Recrutarea celulelor LY6C ^hi apare la locul inflamației. Cei recrutați LY6C ^hi celulele transforma in celule dendritice, care migreaza la ganglionii limfatici. Monocitele ^hi LY6C sunt transformate în CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ celule dendritice . Celulele dendritice preclasice se transformă în CD103 ⁺ .

Când inflamația apare la nivelul pielii prin iradiere cu lumină UV, monocitele LY6C ^hi intră în epidermă și devin celule cu caracteristici ale celulelor Langerhans. Aceste celule se găsesc, de asemenea, de obicei în linia epitelială mucoasă a cavităților vaginale și orale.

Celulele dendritice ale epiteliului vaginal sunt reconstituite de celulele precursoare ale măduvei osoase. În condiții inflamatorii, acestea sunt repopulate de monocite LY6C ^hi .

Caracteristici

Rolul monocitelor în infecție

La indivizii sănătoși, monocitele din sângele periferic constau din 90% monocite clasice (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺ ). Restul de 10% sunt monocite CD16 ⁺ (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ intermediare ) și monocite neclasice (CD14 ⁺ CD16 ⁺ ).

În timpul oricărei infecții sau răniri, neutrofilele răspund rapid (în câteva ore). Cu toate acestea, monocitele modulează inflamația prin producerea de citokine, cum ar fi IL-1β, IL-6, TNF-α și oxid de sintază inductibilă. Fiecare tip de monocit răspunde diferit la stimuli.

De exemplu, în timpul infecției cu Candida albicans, monocitele clasice induc răspunsul imun Th7. În timp ce în infecția cu Aspergillus fumigatus, monocitele clasice și CD16 ⁺ au capacități similare de fagocitoză, iar monocitele clasice inhibă germinarea conidiei.

În condiții de infecție, numărul de monocite CD16 ⁺ crește. Acest lucru a fost observat la femeile însărcinate cu malarie (Plasmodium spp.) Și coinfectat cu HIV. Monocitele pot reduce numărul de paraziți, fagocitând eritrocitele infectate prin fagocitoză opsonică sau non-opsonică.

Cu toate acestea, monocitele pot contribui la manifestările severe ale malariei, care afectează funcțiile fiziologice ale gazdei și duc la apariția patologiilor. Monocitele, celulele dendritice și macrofagele joacă, de asemenea, un rol critic în patogeneza HIV.

Rolul monocitelor în angiogeneză și aterogeneză

Monocitele se acumulează în peretele vaselor în creștere, ceea ce sugerează că contribuie la aterogeneză. Nu formează rețele vasculare, dar imită celulele endoteliale, cu care au caracteristici fenotipice și markeri de suprafață.

Când monocitele din circulația periferică migrează de la vascular la compartimentul extravascular, acestea se maturizează în macrofage. Mai exact, macrofagele M2 au funcții proangiogene: promovează remodelarea vasculară în timpul reparației țesuturilor.

O caracteristică a formării plăcii aterosclerotice este acumularea de lipoproteine ​​în regiunea intimă a arterei, care este însoțită de recrutarea monocitelor din circulație.

Monocitele migrează în spațiul subendotelial și interacționează cu componente ale matricei extracelulare, cum ar fi colagenul I, elementul principal al peretelui arterelor. Se stabilește o interacțiune puternică între matricea extracelulară și monocite.

Lipoproteinele cu densitate mică (LDL), reținute de proteoglicani în matricea extracelulară, sunt capturate de macrofage. Metaloproteinazele matriceale (MMP) sunt importante pentru formarea plăcii aterociclotice. Macrofagele sunt responsabile de producerea urokinazei care activează MMP.

Rolul monocitelor în inflamație

Monocitul subsetează markeri ai multor afecțiuni inflamatorii, cum ar fi infarctul miocardic acut, accident vascular cerebral, sepsis, artrită reumatoidă, HIV și hemodializă. De exemplu, pacienții cu infarct miocardic și anevrism ventricular au mult mai multe monocite decât indivizii fără aceste patologii.

Monocitele și macrofagele sunt principala sursă de citokine, care servesc ca mesageri intercelulari și reglează proliferarea, diferențierea și migrarea celulelor. Cele mai importante citokine implicate în insuficiența cardiacă sunt factorul de necroză tumorală (TNF) și interleukina IL6.

Un studiu asupra proceselor inflamatorii la pacienții cu insuficiență cardiacă a arătat că TNF, TNFR1 și TNFR2 sunt predictori ai mortalității la populația studiată. IL6 nu este un marker al inflamației, dar are un efect nociv direct asupra miocardului.

Modularea terapeutică a sistemului de citokine în studiile clinice nu a avut succes la om. O altă strategie constă în utilizarea carvedilolului, un antagonist non-selectiv al beta-adrenoreceptorului, care reduce producția de TNF de către monocite.

Fenofibratul, un derivat al acidului fibric, inhibă semnificativ eliberarea de citokine derivate de monocite, cum ar fi IL1, IL6 și MCP-1.

Nivelurile de monocite în sânge

Analiza cantitativă a diferitelor tipuri de leucocite din sânge indică următoarele valori normale: forme de bandă (granulocite neutrofile), 3–5%; segmentat (granulocite neutrofile), 40-75%; eozinofile (granulocite), 2-4%; bazofile (granulocite), 0–1%; limfocite, 25-40%; monocite, 2-8%.

Numărul normal de monocite în sânge este cuprins între 0 și 800 celule / pl, iar valoarea medie normală este de 300 celule / pl (0,3 x 10 ⁹ celule / L). Procesele inflamatorii cronice sunt asociate cu monocitoza, ceea ce reprezintă o creștere a numărului de monocite. Valoarea absolută depășește 800 de celule / pl (> 0,8 x 10 ⁹ celule / L).

Unele afecțiuni asociate cu monocitoza sunt bolile inflamatorii, cum ar fi tuberculoza, sifilisul și endocardita bacteriană subcutanată, granulomatoza / autoimună, lupusul erimat sistemic, artrita reumatoidă și arterita temporală.

Tulburările maligne care provoacă monocitoză includ preleucemia, leucemia nimfocitară, histiocitoza, boala Hodgkin, limfomul non-Hodgkin și carcinoamele.

Monocitopenia este o reducere a numărului de monocite (mai puțin de 200 celule / pl; 0,2 x 10 ⁹ celule / L). Apare ca răspuns la stres, endotoxemie și după administrarea de glucocorticoizi, interferon alfa și TNF-alfa.

Unele afecțiuni asociate cu monocitopenie sunt leucemia limfocitară cronică, neutropenie ciclică și daune termice severe.

Boli conexe: cancer

Monocitele, pe lângă faptul că au un rol important în sistemul imunitar înnăscut pentru a apăra gazda de microbi patogeni, participă, de asemenea, la patogeneza și evoluția unor boli precum ateroscleroza, scleroza multiplă și metastaza tumorii.

Macrofagele inflamatorii M1 sunt implicate în eliminarea celulelor tumorale inutile, dar macrofagele asociate tumorii M2 (TAMs) pot inhiba răspunsul antitumoral, crescând creșterea tumorii și promovând metastaza.

Datorită acestui fapt, prezența și cantitatea de TAM este corelată cu o speranță de viață slabă pentru pacient. La șoarecii în care s-a îndepărtat splina, acestea arată o reducere a numărului de TAM, motiv pentru care se observă o reducere a creșterii tumorii și metastaze.

În mediul hipoxic al tumorii, TAM este puternic influențat de secreția de molecule de semnal, celule ale sistemului imunitar și celule tumorale. TAM-urile invazive produc factori de creștere, cum ar fi FEG, care promovează creșterea tumorii.

În plus, TAM produce factori precum VEGF, care promovează creșterea vaselor de sânge și metastaza. Un alt factor produs de TAM este VEGFR1, care este implicat în formarea unei nișe premetastatice.

Referințe

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Imunologie celulară și moleculară. Elsevier, Amsterdam.
2. Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Monocite de sânge: dezvoltare, eterogenitate și relație cu celulele dendritice. Revizuirea anuală a imunologiei, 27, 669-92.
3. Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Imunologia esențială a lui Roitt. Wiley, Chichester.
4. Eales, L.-J. 2003. Imunologie pentru oamenii de știință ai vieții. Wiley, Chichester.
5. Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Monocite și macrofage. În: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., eds. Bolile imunologice ale lui Samter, Volumul I. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
6. Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Dezvoltarea monocitelor, macrofagelor și celulelor dendritice. Știință, 327, 656-661.
7. Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Hematologie: principii de bază și practică. Elsevier, Amsterdam.
8. Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Monocite în sănătate și boală - mini review. European Journal of Microbiology and Immunology 2, 97-102.
9. Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Monocite și macrofage ca ținte nanomedicinale pentru un diagnostic îmbunătățit și tratamentul bolii. Recenzii ale experților în diagnosticul molecular, 13, 567–580.
10. Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Monocite și macrofage ca ținte nanomedicinale pentru un diagnostic îmbunătățit și tratamentul bolii. Expert Review Molecular Diagnostic, 13, 567–580.
11. Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Ghid concis pentru hematologie. Springer, Cham.
12. Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Manual de hematologie. Mc Graw Hill, New York.
13. Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Atlasul hematologiei clinice. Springer, Berlin.
14. Longo, DL 2010. Hematologie și oncologie a lui Harrison. McGraw-Hill, New York.
15. Murphy, K., Weaver, C. 2016. Imunobiologia lui Janeway. Garland Science, New York.
16. Østerud, B., Bjørklid, E. 2003. Rolul monocitelor în aterogeneză. Fiziologie Review, 83, 1069-1112.
17. Parham, P. 2014. Sistemul imunitar. Garland Science, New York.
18. Paul, WE 2012. Imunologie fundamentală. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
19. Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monocite și macrofage în cancer: dezvoltare și funcții. Microenvironment Cancer, 6, 179–191.
20. Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Rolul monocitelor și inflamației în fiziopatologia insuficienței cardiace. European Journal of Heart Insuficiență, 13, 1161–1171.
21. Yona, S., Jung, S. 2009. Monocite: subseturi, origini, sorti și funcții. Opinia curentă în hematologie. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.