Macrofage peritoneale rezidente în țesuturi de șoarece în homeostazie, reparații, infecții și metastaze tumorale Partea 1

1. Introducere

Cavitatea peritoneală, precum și cavitățile pleurală și pericardică, sunt generate, din celomul embrionar, o cavitate rezultată din formarea peretelui corpului embrionar, cuprinzând mezodermul plăcii parietale și ectodermul, și peretele intestinal, cuprinzând peretele visceral. mezodermul plăcii și endodermul.

Celomul embrionar este o structură importantă în procesul de formare a embrionului, iar aspectul său marchează dezvoltarea embrionară în stadiul de blastocist. În timpul etapei de blastocist, embrionul dezvoltă un sac plin cu lichid numit celom.

Celomul embrionar joacă un rol foarte important în dezvoltarea embrionară. Oferă mediul embrionului pentru a se hrăni și a respira și poate elimina deșeurile. În plus, celomul embrionar poate oferi și o anumită protecție embrionului. Se poate spune că fără cavitatea corporală a embrionului, embrionul nu se poate dezvolta normal.

Pe de altă parte, imunitatea este, de asemenea, unul dintre factorii esențiali în dezvoltarea umană. Imunitatea poate proteja organismul de germeni externi și viruși și, de asemenea, ne poate ajuta să luptăm cu diferite boli. Pentru embrioni, deoarece sistemul imunitar nu este încă pe deplin dezvoltat, embrionul se bazează pe sistemul imunitar al mamei pentru protecție.

Deși cavitatea corpului embrionar și imunitatea pot părea fără legătură, există într-adevăr o anumită legătură între ele. Mai multe studii au arătat că mediul din celomul embrionar joacă un rol în dezvoltarea imunității. De exemplu, există unii factori de creștere în cavitatea corporală a embrionului, care pot promova dezvoltarea sistemului imunitar. În plus, fluidul din cavitatea corpului embrionului oferă, de asemenea, nutriție și protecție pentru celulele imune.

În concluzie, relația dintre celomul embrionar și imunitate este foarte strânsă. Celomul embrionului oferă un mediu bun pentru dezvoltarea embrionului și oferă, de asemenea, condiții favorabile pentru dezvoltarea sistemului imunitar. Prin urmare, ar trebui să prețuim importanța celomului embrionului și să ne concentrăm pe protejarea și promovarea imunității noastre. Din acest punct de vedere, trebuie să ne îmbunătățim imunitatea. Cistanche poate îmbunătăți semnificativ imunitatea, deoarece cenușa de carne conține o varietate de componente biologic active, cum ar fi polizaharide, două ciuperci, Huang Li, etc. Aceste componente pot stimula sistemul imunitar. Diverse tipuri de celule din sistem, își măresc activitatea imunitară.

Faceți clic pe beneficiile pentru sănătate ale cistanche

Procesul prin care se formează celomul embrionar a fost conservat din superfilele primitive Protostomia și Deuterostomia, astfel încât nevertebratele din fila Annelida, Mollusca, Echinodermata și Tunicata posedă o cavitate celomică echivalentă din punct de vedere anatomic și de dezvoltare cu celomul embrionar,[2] care generează cavitățile peritoneale, pleurale și pericardice în timpul dezvoltării embrionare a mamiferelor.

Cavitatea peritoneală este acoperită de peritoneu, cea mai mare membrană seroasă a corpului, cu o suprafață comparabilă cu cea a pielii, compusă din mezoteliu, un epiteliu de origine mezodermică, o membrană bazală și un țesut conjunctiv submezotelial.[ 3]

Peritoneul parietal căptușește suprafața interioară a peretelui abdominal, în timp ce peritoneul visceral se integrează cu straturile seroase ale organelor intraabdominale.

Un pliu dublu al peritoneului formează mezenterul, care conectează organele digestive abdominale de peretele abdominal și servește drept conductă pentru vase, nervi și limfatice. Un volum mic de lichid peritoneal secretat de celulele mezoteliale servește ca lubrifiant în cavitatea peritoneală și previne frecarea mecanică între organele abdominale. La șoareci, volumul total de lichid peritoneal a fost estimat în două rapoarte recente a fi în jur de 50-100 μL în starea de echilibru,[4,5] și s-a afirmat că diferă între masculi și femele (≈20 μL față de ≈100 μL) și, în cel din urmă, să se schimbe în timpul ciclului estral.[6] Drenajul lichidului peritoneal în sistemul limfatic permite recircularea lichidului peritoneal,[7] și se realizează prin deschideri în mezoteliu, numite stomate, care sunt localizate în principal în diafragmă și epiploon.[3]

Omentul este un țesut adipos visceral care se dezvoltă prin creșterea excesivă a mezenterului și adăpostește un sistem vascular specializat și un țesut limfoid organizat, despre care se spune că joacă un rol important în apărarea împotriva infecției peritoneale.[8] Lichidul peritoneal care drenează prin diafragmă se adună în lacunele limfatice subperitoneale pentru a ajunge la limfaticele colectoare ale diafragmei, care se scurg în ganglionii limfatici mediastinali, în timp ce lichidul peritoneal care drenează prin epiploon se adună în limfaticele omentale, care la rândul lor se colectează în trunchiul limfatic intestinal. se conectează la ductul toracic prin cisterna chyli.[3] Drenajul cavității peritoneale permite controlul homeostaziei peritoneale și al recirculației leucocitelor, dar crește riscul de diseminare a patogenului și a celulelor tumorale metastatice.

Cavitatea peritoneală este expusă la două patologii majore, infecția și metastaza tumorală, în general asociate cu mortalitate ridicată, datorită răspândirii ușoare a agenților patogeni sau a celulelor tumorale în organele intraabdominale și a caracteristicilor anatomice ale cavității peritoneale care împiedică foarte mult dezvoltarea unor tratamente eficiente împotriva acestor boli. Chiar dacă cavitatea peritoneală este un spațiu restrâns, care nu este ușor expus la agenții patogeni invadatori, cum ar fi cei care pătrund în piele, plămâni sau intestin, infecțiile peritoneale pot apărea din cauza pierderii integrității peretelui intestinal (cauzată de ulcere, strangulare a herniilor). , apendicita sau creșterea tumorii), ciroză hepatică, leziuni abdominale accidentale, intervenții chirurgicale abdominale sau dializă peritoneală.

Cavitatea peritoneală este, de asemenea, expusă leziunilor la nivelul peritoneului parietal sau visceral cauzate de traumatisme, infecții sau intervenții chirurgicale abdominale, care pot duce la aderențe peritoneale. Alte patologii ale cavității peritoneale includ: endometrioza peritoneală, care implică formarea de țesut endometrial vascularizat ectopic în peritoneu, asociată cu inflamație cronică; aderențe peritoneale.[3,9,10]

Apărarea imună împotriva infecției peritoneale și a metastazelor tumorale se bazează pe o primă linie de apărare locală susținută de celulele imune peritoneale rezidente, prezente în cavitatea peritoneală în stare de echilibru, cu proprietăți de sensibilizare și răspuns imunității înnăscute. A doua linie de apărare imunitară în cavitatea peritoneală este asigurată de unitățile funcționale ale țesutului limfoid, asociate cu țesutul adipos situat în epiploon, mezenter sau grăsimea gonadală, numite clustere limfoide asociate grăsimilor (FALC) sau pete lăptoase pentru FALC omentale. .[8] FALC-urile adăpostesc o organizare structurală similară cu cea găsită în organele limfoide secundare, inclusiv o stromă bazată pe celule reticulare, compartimente de celule B și T și vase de sânge și limfatice specializate, permițând migrarea leucocitelor către și dinspre cavitatea peritoneală.[8]

Celulele imune peritoneale rezidente includ macrofage peritoneale rezidente în țesut, denumite în general macrofage peritoneale mari (LPM) și celule B1. Dovezi experimentale recente au dezvăluit că, în afară de funcția lor fagocitară primară, LPM-urile îndeplinesc diferite funcții homeostatice, reparatorii și de apărare imunologică, care reflectă o plasticitate funcțională neașteptată anterior.[11] Celulele B1 peritoneale sunt considerate celule B asemănătoare înnăscute, care produc în mod constitutiv IgM naturale, oferind protecție imună locală împotriva unei game largi de agenți patogeni.

În plus, celulele B1 produc în mod activ IgM ca răspuns la viruși, bacterii, ciuperci și paraziți.[12] Prima linie de imunitate în cavitatea peritoneală la mamifere, bazându-se pe mecanismele de apărare fagocitare și mediate de anticorpi susținute de LPM și celulele B1, amintește de mecanismele primitive de apărare susținute de diferite populații de celomocite prezente în cavitatea celomică a nevertebratelor.[ 13–15] Strategiile de apărare imună în cavitățile celomice au fost, prin urmare, foarte conservate de-a lungul evoluției de la nevertebrate la vertebrate superioare.

În această revizuire, discutăm dovezi recente care ne-au lărgit cunoștințele despre biologia LPM prin descrierea mecanismelor de înlocuire a LPM embrionare rezidente cu LPM rezidente derivate din monocite din măduva osoasă (moLPM), care au ca rezultat dimorfismul sexual LPM fenotipic și funcțional și dezvăluirea modului în care LPM-urile, libere într-un mediu fluidic în stare de echilibru, îndeplinesc funcții de reparare și apărare imună, prin formarea unor structuri asemănătoare trombului ca răspuns la leziunile peritoneale și agregate dinamice LPM legate de mezoteliu după infecția bacteriană.

Mai mult, dovezile experimentale recente susțin că tumorile peritoneale pot submina metabolismul LPM, ducând la dobândirea de funcții de promovare a tumorii care, totuși, ar putea fi inversate prin strategii experimentale care blochează subversia indusă de tumori a funcției LPM, care ar putea fi baza dezvoltării. de noi abordări imunoterapeutice împotriva metastazei tumorale peritoneale bazate pe reprogramarea macrofagelor.

2. Identitatea macrofagelor peritoneale mari

LPM-urile sunt macrofage cu viață lungă, rezidente în țesut, formate în timpul vieții embrionare, limitate din punct de vedere al dezvoltării și funcțional la cavitatea peritoneală, spre deosebire de alte populații de celule imune peritoneale care sunt recrutate în cavitatea peritoneală și recirculează în alte locații în starea de echilibru și în condiţii patologice. Acestea includ, în starea de echilibru, celulele B1, care împreună cu LPM-urile constituie marea majoritate a celulelor recoltate prin lavaj peritoneal și un procent scăzut de SPM-uri derivate din monocite (pentru macrofagele peritoneale mici), celule B2, celule T, celule NK. , celulele limfoide înnăscute și mastocite.[11]

După cum sa discutat în profunzime în această revizuire, cercetările efectuate în ultimii ani au stabilit că LPM-urile nu numai că îndeplinesc funcțiile homeostatice peritoneale, ci sunt și implicate în repararea leziunilor tisulare cauzate de inflamație și infecție și de apărare împotriva infecțiilor microbiene. Mai mult, LPM contribuie la majoritatea patologiilor peritoneale, în special la metastazele tumorale peritoneale, dar și la endometrioza peritoneală, serozita autoimună și aderențe postoperatorii.

LPM-urile embrionare rezidente sunt celule CD11b plus F4/80hi MHC-II− care exprimă o serie de markeri care caracterizează macrofagele rezidente în țesuturi, cum ar fi CD14, CD64 și MerTK.[16,17]

În plus, macrofagele rezidente în țesut situate în cavitățile seroase ale corpului, care cuprind LPM și macrofage rezidente în țesut prezente în cavitățile pleurale și pericardice, par să împărtășească expresia factorului de transcripție GATA6, receptorul scavenger Tim4 și M. -CSF receptor CFSR1.[11,18] În plus, LPM-urile embrionare rezidente sunt caracterizate prin expresia mai multor receptori de suprafață celulară care reflectă funcțiile homeostatice, reparatorii, de reglare și de apărare ale LPM, inclusiv moleculele implicate în adeziunea și localizarea LPM, cum ar fi ICAM -2 (CD102), CD11b, CD49f, CD73 și CD62P,[19] recunoașterea și îndepărtarea celulelor moarte, cum ar fi CD36, CD93, CD163, Tim4, MerTK, MARCO și MSR1,[4,16,20 –22] reglarea negativă a activării macrofagelor, asigurând clearance-ul neinflamator al celulelor apoptotice, cum ar fi domeniul de imunoglobulină V-set care conține 4 (VSIG4),[23] legarea patogenului, cum ar fi CD14, CD36 și SIGN-R1 (CD209b). )[11,24] și răspunsul la agenți patogeni, cum ar fi TLR4 și TLR7.[25,26] Cele mai reprezentative molecule de suprafață celulară exprimate de LPM-urile embrionare sunt rezumate în Figura 1.

LPM-urile aparțin familiei de macrofage rezidente în țesut, care împărtășesc expresia genelor de bază legate de descendența determinate în timpul vieții embrionare, dar dobândesc caracteristici transcripționale și funcționale specifice țesuturilor stabilite la expunerea la semnale de micromediu specifice țesuturilor, prin expresia țesutului. -factori de transcripție specifici.[16,27] În această privință, factorul de transcripție GATA6 este esențial pentru expresia genelor specifice LPM, proliferarea și supraviețuirea LPM-urilor.[19,28,29] În consecință, LPM homeostatic, reparator și de apărare funcțiile au fost compromise la șoarecii cu deficit de GATA6 în celulele mieloide.[5,19,30] Expresia GATA6 este menținută într-o manieră non-celulară autonomă[27,31] și a fost propusă, pe baza experimentelor in vitro, să fie activată de către metabolitul vitaminei A acid retinoic, prin receptorii nucleari ai acidului retinoic.[19]

Expresia GATA6 ar fi astfel modulată de disponibilitatea locală a acidului retinoic, susținând conceptul că programul de transcripție indus de GATA6-al LPM-urilor este reversibil,[17] care ar fi baza pentru plasticitatea funcțională a LPM-urilor, ceea ce permite LPM-urile pentru a trece de la funcții homeostatice la funcții de reparare sau de apărare imună atunci când este necesar.

În acest sens, LPM-urile transferate în spațiul alveolar au redus GATA6 și au dobândit un profil transcripțional al macrofagelor alveolare.[27] Acidul retinoic care activează GATA6 în LPM s-a susținut că este produs de celulele stromale omentale și peritoneale.[19] În conformitate cu aceste observații, exprimarea de către celulele stromale mezoteliale și fibroblastice a factorului de transcripție al tumorii Wilms 1 (WT1), care conduce la exprimarea a două enzime limitatoare de viteză care controlează metabolismul retinolului, RALDH1 și RALDH2,[32] s-a afirmat că controlați expresia GATA6 în LPM și în macrofagele rezidente GATA6 plus localizate în cavitățile pleurale și pericardice, deoarece epuizarea celulelor WT1 plus a dus la o reducere profundă a acestor subseturi de macrofage, paralelă cu o diminuare concomitentă a transcrierilor Raldh1 și Raldh2,[18] sprijinirea în continuare a rolului acidului retinoic în susținerea expresiei GATA6, care rămâne totuși să fie demonstrat oficial.

Faptul că la șoarecii cu deficit de GATA6-CD11b plus macrofagele s-au acumulat în pete lăptoase omentale, în timp ce LPM-urile au fost reduse în cavitatea peritoneală,[19] susține ipoteza că acidul retinoid secretat de celulele stromale din epiploon menține GATA6- {3}}programul transcripțional condus de LPM-uri și ar implica faptul că LPM-urile circulă continuu prin epiploon, dar acest lucru rămâne să fie demonstrat oficial.

Acidul retinoic este un ligand al receptorilor retinoizi X (RXR), care sunt membri ai superfamiliei receptorilor nucleari ai factorilor de transcripție dependenți de ligand, care controlează metabolismul lipidelor și glucozei și joacă roluri cheie în tulburările inflamatorii și autoimune.[33] Interesant, șoarecii cu deficit de RXR 𝛼 și 𝛽 au prezentat un defect profund în expansiunea LPM neonatală și a redus supraviețuirea LPM adulților, din cauza acumulării de lipide care duce la apoptoză, dezvăluind că RXR contribuie la extinderea și menținerea LPM.[34] Analizele ATAC-seq au arătat că locusul Gata6 a afișat o accesibilitate redusă a cromatinei în LPM-urile cu deficit de RXR, care s-a corelat cu o expresie mai scăzută a genei Gata6, susținând că RXR-urile reglează programul de transcripție LPM dependent de GATA6-.

Factorul de stimulare a coloniilor de macrofage (M-CSF sau CFS1) controlează angajamentul față de descendența macrofagelor și, prin urmare, diferențierea LPM este dependentă de CFS1, așa cum s-a demonstrat la șoarecii cu osteopetroză (Csf1 op/op) care poartă o mutație în gena Cfs1, ceea ce duce la o dezvoltare defectuoasă a LPM.[35] Mai mult, pe baza testelor in vitro, s-a raportat că celulele mezoteliale secretă CSF1 care susțin proliferarea LPM în co-culturi de celule mezoteliale-LPM; testele transwell au arătat că proliferarea LPM a fost redusă semnificativ atunci când interacțiunile mezotelial-LPM au fost prevenite, sugerând că contactul celulă-la-celulă a contribuit la proliferarea LPM.[36] Conceptul că CSF1 derivat din mezotelii este necesar pentru întreținerea LPM este susținut în continuare de un raport recent care arată că LPM-urile au fost foarte reduse la șoarecii la care celulele WT1 plus au fost deficitare în CFS1.[37] Rămâne de explorat dacă CSF1 derivat din celule mezoteliale contribuie la auto-reînnoirea LPM în starea de echilibru și/sau la proliferarea LPM în timpul inflamației.

3. Originea și înlocuirea macrofagelor peritoneale mari în homeostazie

LPM-urile se diferențiază în timpul vieții embrionare și se mențin prin auto-reînnoire in situ în timpul vieții adulte. În starea de echilibru, LPM-urile embrionare sunt înlocuite treptat, dar parțial, din etapele târzii ale dezvoltării embrionare cu moLPM rezidenți din măduva osoasă care dobândesc o identitate LPM embrionară rezidentă, dar au păstrat unele caracteristici transcripționale și funcționale legate de originea lor.[38,39. ] Originea LPM-urilor embrionare rămâne controversată, deoarece s-a raportat că derivă fie dintr-o contribuție dublă a macrofagelor de sacul vitelin și monocitelor hepatice fetale[40], fie exclusiv din monocitele hepatice fetale.[41] Un model integrat al originii și înlocuirii LPM-urilor este prezentat în Figura 2.

Înlocuirea embrionului pentru macrofagele rezidente din țesuturi derivate din monocite din măduva osoasă, în starea de echilibru, a fost descrisă pentru toate populațiile de macrofage rezidente în țesuturi, cu excepția microglielor, celulelor Langerhans și celulelor Kupffer, așa cum a raportat laboratorul Dr. F. Ginhoux. , folosind modele de cartografiere a sorții bazate pe expresia genei Ms4a3, exprimată în mod specific de către progenitorii granulocite-monocite.[42] Gradul de înlocuire cu macrofage derivate din monocite din măduva osoasă pare a fi dictat în esență de accesul și disponibilitatea în nișă.[43] Niciuna dintre populațiile de macrofage rezidente în țesut nu prezintă o înlocuire totală cu macrofage derivate din monocite din măduva osoasă, ceea ce sugerează că se ajunge la un echilibru în fiecare organ între recrutarea monocitelor din măduva osoasă și proliferarea și supraviețuirea macrofagelor rezidente embrionare și derivate din monocite din măduva osoasă. [42]

Prin urmare, în timpul vieții adulte, rezervorul de LPM rezident este menținut, într-o stare de echilibru, printr-o combinație de auto-reînnoire a LPM-urilor embrionare rezidente și diferențierea și auto-înnoirea moLPM-urilor rezidente. În consecință, în acest manuscris, dacă nu se indică altfel, termenul LPM se referă la populația adultă de LPM care, în stare de echilibru, cuprinde LPM embrionare rezidente și moLPM rezidenți. Interesant este că, după maturitatea sexuală, rata de înlocuire a LPM embrionară este mai mare la bărbați, ale căror LPM prezintă o activitate proliferativă mai mare, așa cum demonstrează analizele de cartografiere genetică a destinului din laboratoarele Dr. F. Ginhoux și Dr. S. Jenkins, care totuși. au raportat diferențe în ratele de înlocuire.[39,42] Ginhoux și colegii[42] au descoperit o proporție mai mare de moLPM rezidenți la bărbați la vârsta de 8 săptămâni și 20 de săptămâni (≈25% față de 10% și ≈50% față de 25% , respectiv).

În schimb, Jenkins și colegii[39] au raportat că ≈30% din moLPM rezidenți au fost detectate atât la bărbați, cât și la femei la 4 săptămâni, în timp ce la 16 săptămâni, bărbații au avut o proporție mai mare de moLPM rezidenți (≈60% față de 30%). S-a propus ca înlocuirea dimorfă sexuală cu moLPM rezidenți să fie controlată prin modificări ale micromediului peritoneal care apar la maturizarea sexuală, independent de nivelurile de estrogen și adipozitatea peritoneală,[39] conducând la divergențe în eterogenitatea populației LPM. Divergența asociată sexului în eterogenitatea populației LPM, precum și diferențele de sex în micromediul peritoneal, determină diferențe transcripționale și funcționale semnificative între populația LPM la șoarecii masculi și femele, deși analizele ARN-seq la nivel de celule unice au dezvăluit identități de cluster echivalente în LPM-uri masculine și feminine.

RNA-seq analyses, at the population level, of 10- to 12-week-old male and female mice LPMs indicated that 486 mRNA transcripts were differentially expressed (>1.5-fold) între LPM-uri feminine și masculine. Cele 148 de transcrieri ARNm exprimate mai mult în LPM-uri feminine, la nivel de populație, au cuprins gene asociate cu absorbția și transportul lipidelor, cum ar fi Apoe, Apoc1, Saa2 și Saa3, precum și gene asociate cu apărarea imună. Acesta din urmă a inclus Timd4, Cxcl13, Tgfb2, genele componente ale complementului C1qa, C3 și C4b și genele receptorului de lectină de tip C Cd209a, Cd209b și Clec4g. [39] În schimb, la bărbați, genele exprimate mai înalt de LPM-uri au fost asociate cu procesele de proliferare și ciclul celular, cum ar fi Cdk1, E2f2 și Mki67.

Interesant este că șoarecii femele au fost mai rezistenți la peritonita acută indusă de streptococii de grup B[44] sau de infecția cu Streptococcus pneumoniae.[39] Deoarece CD209 (SIGN-R1) este esențial pentru supraviețuirea după infecția cu S. pneumoniae prin promovarea fagocitozei bacteriene și a clearance-ului eficient,[24] s-a susținut că rezistența dependentă de sex la peritonita bacteriană se datorează exprimării mai mari de către femeile LPM. a CD209 și, în plus, a componentelor complementului și a chemokinei de recrutare a celulelor B1 CXCL13.[39] În acest sens, s-a afirmat că rezistența mai mare a femeilor și a sugarilor la infecțiile transmise prin sânge se corelează cu o producție îmbunătățită dependentă de CXCL13-de către celulele B1 de anticorpi naturali.

4. Înlocuirea macrofagelor peritoneale mari induse de inflamație

Reacțiile inflamatorii în cavitatea peritoneală induse de stimuli inflamatori sterili,[5,39,42,45,46] intervenții chirurgicale abdominale[39] sau infecție bacteriană[47] au fost raportate că provoacă moartea celulelor LPM, ducând la o reducere a numărului de LPM rezidenți (inclusiv LPM-uri embrionare rezidente și moLPM rezidenți), a căror extindere se corelează cu severitatea inflamației.[42,46] Recuperarea pool-ului original de LPM are loc prin proliferarea LPM-urilor rezidente rămase[45] și înlocuirea cu LPM-uri derivate din inflamație. monocite (denumite în continuare ii-moLPMs pentru moLPM induse de inflamație), așa cum s-a demonstrat folosind diferite strategii experimentale, bazate pe modele de cartografiere a destinului,[42] șoareci himerici de măduvă osoasă protejați de țesut și experimente de transfer adoptiv.[39,46]

Folosind un model experimental bazat pe inducerea unei inflamații ușoare, cauzate de doze mici de zimosan (10 ug per șoarece) sau inflamație severă cauzată de doze mari de zimosan (1000 ug per șoarece) și experimente de transfer adoptiv pentru a urmări ii-moLPM și evaluează modul în care mediul inflamator controlează diferențierea acestora, Jenkins și colegii au propus ca gradul de înlocuire a LPM rezidente cu ii-moLPM și măsura în care acestea dobândesc mai târziu identitatea și funcția LPM rezidente este determinată de severitatea inflamației. proces și magnitudinea morții LPM[46] (Figura 2).

ii-moLPM-urile formate după o inflamație ușoară au coexistat pe termen lung cu LPM-urile rezidente rămase, dar concurența cu LPM-urile rezidente și modificările din mediul peritoneal le-au reținut într-o stare aberantă de activare și au blocat achiziția unui fenotip LPM rezident. În schimb, inflamația severă poate duce la ablația totală a LPM rezidente, care sunt în cele din urmă înlocuite cu ii-moLPM, care au dobândit o identitate LPM rezidentă, dar au menținut caracteristici divergente din punct de vedere transcripțional și funcțional, determinate de originea lor, inflamația peritoneală și timpul de apariție. -reședința.[46] S-a propus ca fenotipul ii-moLPM-urilor să cuprindă markeri intrinseci determinați de originea lor, cum ar fi CD62L și Semaphorin 4a, markeri a căror expresie este controlată de concurența cu LPM-urile rezidente, dar este reprogramată în timp, cum ar fi GATA6, MHCII și CCR5 și markeri legați de timpul de rezidență, independent de concurența cu LPM-urile rezidente, cum ar fi Tim4, CD209b și VSIG4. O proporție semnificativă de gene exprimate diferențial de LPM-urile rezidente și ii-moLPM-urile par a fi controlată de diferențele de semnalizare a acidului retinoic, fie direct, fie într-un mod dependent de GATA6-.[46]

ii-moLPM-urile prezintă o activitate proliferativă mai mare decât LPM-urile rezidente,[38,46] care s-a sugerat că se corelează cu diferențele în capacitatea sporită a primelor de a prolifera ca răspuns la CSF1 produs de celulele mezoteliale.[36] În plus, ii-moLPM-urile au prezentat o capacitate mai scăzută de a fagocita bacterii și de a absorbi celulele muribunde și nu au reușit să producă CXCL13.[46] În timp ce numărul de celule B1 peritoneale crește odată cu vârsta în homeostază, inflamația peritoneală a dus la o acumulare defectuoasă a celulelor B1[46], deoarece, așa cum s-a subliniat mai sus, producția de CXCL13 de către LPM controlează orientarea celulelor B1 în cavitatea peritoneală.[48] Prin urmare, faptul că eterogenitatea de dezvoltare și funcțională a populației LPM depinde de sex și vârstă are implicații importante atunci când se abordează rolul LPM în repararea, apărarea și implicarea în metastaza tumorii peritoneale, care trebuie luate în considerare în studiile viitoare.

Este important de reținut că monocitele recrutate în cavitatea peritoneală în timpul reacțiilor inflamatorii, legate de leziuni peritoneale neinfecțioase, infecție sau creșterea tumorii metastatice, se pot diferenția în celule derivate din monocite care îndeplinesc funcții specifice de reparare, apărare sau promovare a tumorii, dar ar putea să nu dobândească caracteristici LPM fenotipice sau funcționale și, prin urmare, nu ar trebui să fie considerate ii-moLPM. Cu toate acestea, definirea identității celulelor diferențiate de monocite recrutate în peritoneul inflamat poate fi controversată, deoarece în majoritatea rapoartelor care se concentrează pe relevanța funcțională a celulelor derivate din monocite peritoneale, timpul de persistență și/sau achiziția caracteristicilor LPM de către acestea. celulele derivate din monocite nu a fost abordată și, invers, în rapoartele privind înlocuirea LPM rezidentă în timpul inflamației, funcția ii-moLPM nu a fost explorată în profunzime.

În conformitate cu ipoteza conform căreia competiția pentru o anumită nișă fizică, definită de factorii de micromediu celulari și moleculari, determină contribuția monocitelor la macrofagele rezidente în țesuturi,[43] a fost propusă existența unei nișe biochimice pentru macrofagele rezidente peritoneale.[46] ] În consecință, competiția pentru semnale și interacțiunile celulă la celulă care controlează supraviețuirea, proliferarea și funcția LPM-urilor ar controla echilibrul dintre LPM-urile rezidente și ii-moLPM-urile, precum și achiziția identității LPM rezidente mature de către iimoLPM-uri.

5. Rolul macrofagelor peritoneale mari în homeostazia peritoneală

LPM-urile îndeplinesc un rol esențial în eliminarea celulelor apoptotice la starea de echilibru, un semn distinctiv al macrofagelor rezidente în țesut, care este crucial pentru menținerea auto-toleranței,[49] prin expresia receptorilor specifici de captator, inclusiv CD36, CD93, CD163 Tim4. , și MerTK.[16,20–22] În mod interesant, internalizarea eficientă a celulelor apoptotice de către LPM a fost propusă să se bazeze pe legarea inițială la Tim4 a fosfatidilserinei expuse de celulele apoptotice, urmată de înghițirea mediată de MerTK.[20] LPM-urile sunt programate de micromediul peritoneal pentru a elimina eficient celulele apoptotice, evitând inflamația determinată de TLR mediată de recunoașterea acidului nucleic auto-derivat, menținând în același timp capacitatea de a răspunde la infecție.[25]

S-a afirmat că factorii de transcripție 2 și 4 asemănători Kruppel conduc programarea LPM pentru eliminarea imunologic silențioasă a celulelor apoptotice, prin controlul expresiei genelor receptorilor de recunoaștere a celulelor apoptotice, cum ar fi Timd4, Marco și Olr1, și genele care acționează ca regulatori negativi. de semnalizare TLR, cum ar fi Hes1, Socs3, Pdlim2, Ptpn6 și Tnfaip3, rezultând un prag de activare crescut.[25] În conformitate cu aceste observații, LPM-urile exprimă VSIG4, un receptor legat de familia B7, care s-a raportat că reglează în jos activarea macrofagelor, prin reprogramarea mediată de PDK2-a oxidării piruvatului mitocondrial și a producției de ROS.[23]

LPM joacă un rol esențial în menținerea homeostaziei celulelor B1 peritoneale. Într-adevăr, celulele B1 peritoneale, care produc în mod constitutiv IgM naturale, oferind o primă linie locală de apărare împotriva unei game largi de agenți patogeni,[12] depind de chemokina CXCL13, produsă de LPM și celulele stromale, pentru recrutarea lor din circulație și homing. la cavitatea peritoneală; CXCL13 este, de asemenea, necesar pentru orientarea celulelor B1 către epiploon.[48] În plus, după migrarea în starea de echilibru către lamina propria intestinală, celulele B1 peritoneale secretă anticorpi naturali IgA pentru a asigura controlul imunitar al microbiotei intestinale.[12] Interesant, schimbarea clasei IgA în celulele B1 peritoneale și, în consecință, secreția intestinală de IgA mediată de celulele B1, este controlată de producția de acid retinoic/GATA6-TGF-𝛽 dependent de LPM-uri.[19] În conformitate cu această observație, acidul retinoic și TGF-𝛽 au un efect sinergic asupra comutării clasei IgA în celulele B1 peritoneale in vitro.[50]

O funcție suplimentară a LPM-urilor legate de homeostazia peritoneală este supravegherea pentru detectarea leziunilor peritoneale sterile care, dacă nu sunt reparate rapid, ar putea duce la formarea de aderențe peritoneale, care se pot transforma în boli peritoneale severe, inclusiv ocluzie intestinală și infertilitate la femei.[ 10] Supravegherea pentru detectarea leziunilor sau infecției peritoneale este în mod esențial îndeplinită de LPM și necesită patrulare activă a suprafeței peritoneale. În acest sens, într-un raport recent, în care imagistica cavității peritoneale, prin peretele abdominal intact, a fost efectuată prin microscopie intravitală, s-a demonstrat că LPM-urile se mișcă pasiv într-o manieră dependentă de respirație și aleatoriu în starea de echilibru, cu viteze. de până la 800 μm s−1. [4] Rolul LPM-urilor în repararea țesutului peritoneal și formarea aderenței este discutat în secțiunea următoare.

6. Rolul macrofagelor peritoneale mari în repararea leziunilor peritoneale

Afectarea peritoneului abdominal sau visceral poate fi cauzată de leziuni sterile rezultate din traumatisme accidentale sau intervenții chirurgicale abdominale sau pot rezulta din patologii peritoneale, cum ar fi infecții, boli hepatice sau intestinale sau creșterea tumorii metastatice. Studii recente, discutate mai jos, au aruncat lumină asupra mecanismelor implicate în repararea leziunilor sterile peritoneale și asupra rolului LPM în acest proces.[10] În schimb, modul în care peritoneul deteriorat de infecția peritoneală sau metastaza tumorală este ulterior restaurat, rămâne de explorat în profunzime.

Sentirea deteriorării mucoasei peritoneale se realizează prin recunoașterea modelelor moleculare asociate pericolului (DAMP), eliberate de celulele deteriorate, inclusiv celulele mezoteliale, celulele situate în țesutul conjunctiv submezotelial și, potențial, cele care formează țesuturile subiacente. DAMP-urile includ DAMP-uri exprimate constitutiv, cum ar fi ADN-ul nuclear și mitocondrial, proteine ​​nucleare și mitocondriale (HMGB1, histone, citocrom c), ATP, ioni K plus sau proteine ​​care leagă calciul S100, DAMP inductibile, cum ar fi proteinele de șoc termic, defensinele , galectine și IL-1𝛼 și DAMP extracelulare, cum ar fi hialuronanul sau sulfatul de heparan.[51] Celulele mezoteliale activate de DAMP declanșează inflamația peritoneală prin eliberarea de citokine și chemokine proinflamatorii, care promovează recrutarea leucocitelor în zonele deteriorate și activarea complementului, rezultând o inflamație suplimentară. Această reacție inflamatorie declanșează polimerizarea fibrinei dependentă de factor tisular ca urmare a unui dezechilibru între fibrinogeneză și fibrinoliză, ceea ce duce la formarea unei matrice de fibrină, care servește drept schelă pentru repararea rănilor.

Acesta din urmă implică recrutarea în compartimentul submezotelial a leucocitelor care îndeplinesc o funcție de reparare, inclusiv LPM-uri, neutrofile, monocite și macrofage derivate din monocite, recrutarea precursorilor mezenchimali, depunerea matricei extracelulare, creșterea în interior a nervilor și vaselor de sânge și recihelializarea vaselor de sânge, a peritoneului lezat.[10] Persistența inflamației peritoneale poate duce la depunerea excesivă de fibrină și, în cele din urmă, la formarea de punți fibroase între suprafețele peritoneale opuse, care conțin nervi și vase de sânge, numite aderențe abdominale.[52] Adeziunile rezultă în principal din operația abdominală, dar pot fi cauzate și de infecție, endometrioză, radioterapie sau dializă peritoneală și sunt asociate cu o morbiditate considerabilă care poate implica complicații care pun viața în pericol.[52]

Analiza prin microscopie electronică a vindecării peritoneale după o leziune chirurgicală experimentală, dezvăluind faptul că macrofagele au aderat la țesutul deteriorat la 24 de ore după ce a fost cauzată leziunea și au migrat ulterior în rană,[53] a oferit prima dovadă a posibilului rol al macrofagelor în peritoneul. repararea vătămărilor. Această ipoteză a fost susținută în continuare de studiile de microscopie intravitală din laboratorul Dr. P. Kubes care demonstrează că, după lezarea capsulei hepatice indusă de laser, F4/80high GATA6 plus LPM-uri au fost recrutate în zonele afectate și au migrat prin mezoteliu în leziuni hepatice, în termen de 1 oră după leziunea indusă de laser.[30]

LPM-urile au detectat țesutul deteriorat prin recunoașterea ATP eliberat de celulele necrotice hepatice prin receptorul DAMP PX27 și s-au infiltrat în parenchimul hepatic prin legarea care mediază CD44- de hialuronan prezent în zonele afectate. În mod interesant, recrutarea în țesutul lezat a declanșat proliferarea LPM și reglarea în sus a moleculelor asociate cu un fenotip alternativ activat/reparator, cum ar fi CD206, CD273 și arginaza 1. În consecință, LPM-urile recrutate au contribuit în mod activ la îndepărtarea celulelor necrotice, despre care se spunea că este critică. pentru revascularizare și repararea țesuturilor, așa cum este susținut de experimente care arată că vindecarea zonelor rănite a fost întârziată la șoarecii cu deficit de LPM sau GATA6-mediați de lipozomi încărcați de clodronat.[30]

Recrutarea similară indusă de ATP și migrarea dependentă de CD44-în zona deteriorată a F4/80 GATA6 plus LPM au fost descrise într-un model de leziune termică intestinală.[54] Experimentele de epuizare a LPM mediate de lipozomi cu clodronat au susținut, de asemenea, conceptul că LPM-urile au contribuit la repararea rănită a intestinului în acest cadru experimental. Cu toate acestea, dacă, așa cum este descris în acest raport, LPM-urile sunt recrutate în serosa intestinală după deteriorarea epiteliului intestinal, ar necesita investigații suplimentare, deoarece rămâne posibil ca acest fenomen să fi fost artefactual dacă, în aceste experimente, deteriorarea nu s-a limitat doar la suprafața luminală intestinală, dar a afectat mucoasa și submucoasa intestinală, ținând cont de strategia experimentală folosită pentru a aborda această problemă în acest studiu.

Pe de altă parte, în ceea ce privește experimentele de epuizare a LPM prin tratament cu lipozomi încărcați cu clodronat, efectuate pentru a aborda rolul LPM în repararea seroasă hepatică sau intestinală,[30,54] indiferent dacă vindecarea întârziată a rănilor observată la șoarecii tratați cu clodronat s-a datorat, cel puțin parțial, epuizării macrofagelor derivate din monocite peritoneale și populațiilor de macrofage rezidente în țesut prezente în epiploon, membrana peritoneală sau capsula hepatică, nu pot fi excluse. Într-adevăr, s-a demonstrat că monocitele sunt recrutate în zonele afectate peritoneale, unde se diferențiază în macrofage derivate din monocite care pot promova repararea țesuturilor.[55]

În conformitate cu aceste observații, conceptul că, după ce LPM-urile se atașează de mezoteliul deteriorat, ele migrează în leziuni seroase și îndeplinesc o funcție critică de reparare, a fost contestată de un raport recent în care cartografierea genetică a destinului a permis urmărirea LPM-urilor rezidente după leziuni sterile hepatice. .[56] Aceste studii au arătat că GATA6 plus LPM rezidenți s-au acumulat pe suprafața rănită a ficatului, dar au invadat minim parenchimul hepatic necrotic. Mai mult, prin utilizarea G6Mø-CreER dependent de toxina difterice; Linia de șoarece R26-tdTomato/iDTR, care a permis ablația genetică a majorității LPM-urilor rezidente GATA6 plus, autorii au concluzionat că absența LPM-urilor rezidente GATA6 plus nu a avut un impact semnificativ asupra vindecării rănilor hepatice și, prin urmare, că GATA6 plus rezident. LPM-urile nu au fost critice pentru regenerarea țesutului seros deteriorat. Prin urmare, trebuie efectuate cercetări suplimentare pentru a stabili dacă și, eventual, cum, LPM-urile contribuie la vindecarea peritoneală.

Interesant este că un raport recent al laboratorului Dr. P. Kubes, bazat pe imagistica cavității peritoneale după leziunea peritoneală termică focală indusă de laser, prin microscopie intravitală prin peretele abdominal intact, susține un rol direct al LPM-urilor în repararea seroasă. [4] Într-adevăr, rezidentele GATA6 plus LPM au fost primele celule recrutate pentru leziuni mezoteliale, un proces care a necesitat fluxul de forfecare a fluidului peritoneal. LPM-urile recrutate s-au atașat la peritoneul deteriorat și au acoperit complet leziunile la 15 minute după ce a fost cauzată leziunea, formând structuri asemănătoare unui tromb, într-un proces care a reflectat agregarea trombocitelor ca răspuns la leziunea vaselor de sânge. Agregarea LPM nu a fost dependentă de moleculele de adeziune canonice sau de polimerizarea fibrinei, ci de receptorii scavenger care conțin domenii bogate în cisteină a receptorului scavenger (SRCR), cum ar fi MARCO sau MSR1, care se leagă la un număr mare de liganzi polianionici și care sunt foarte conservați de-a lungul evoluției. de la nevertebrate. Într-adevăr, la echinoderme, cum ar fi ariciul de mare, leziunea în cavitatea celomică a dus la agregarea celomocitelor, care exprimă omologi care conțin SRCR, care sigilau zonele deteriorate.[57,58] S-a afirmat că LPM-urile contribuie la repararea focalelor. leziuni peritoneale, prin realizarea unei sigilări fizice a leziunilor peritoneale, deoarece blocarea agregării macrofagelor a dus la o vindecare întârziată a peritoneului parietal lezat.[4]

Spre deosebire de aceasta, folosind un model experimental de formare a aderenței peritoneale induse de leziuni sterile chirurgicale, care implică formarea unui buton peritoneal prin suturarea unei părți a peretelui peritoneal, s-a dovedit că un număr mare de LPM sunt recrutați la butoane în decurs de 3 ore după intervenție chirurgicală. .[4] În acest cadru iatrogen, macrofagele au format agregate extinse care au favorizat depunerea de fibrină și creșterea țesutului cicatricial, ducând la formarea de aderențe peritoneale în decurs de 7 zile după intervenție chirurgicală.

În mod interesant, numărul și dezvoltarea aderențelor peritoneale au fost reduse semnificativ la șoarecii la care LPM-urile au fost epuizate cu 24 de ore înainte de operație, susținând faptul că LPM-urile au contribuit la formarea aderenței peritoneale. Interesant, prin utilizarea unui model similar de formare experimentală de aderență, s-a demonstrat că LPM-urile formează o barieră celulară peste cheagurile de fibrină formate în zonele mezoteliale deteriorate, un proces care duce la formarea aderenței dacă bariera macrofagică nu era suficientă pentru a acoperi cheagul de fibrină, dar că a împiedicat formarea aderenței dacă bariera macrofagică a protejat complet cheagurile de fibrină.[59] Într-adevăr, întărirea mediată de IL-4-a barierei macrofagelor a prevenit formarea aderenței și ar putea fi baza pentru dezvoltarea de tratamente inovatoare pentru prevenirea aderențelor postoperatorii. Prin urmare, deși recrutarea și agregarea inițială a macrofagelor, împreună cu depunerea de fibrină, pare a fi necesară pentru o reparare corectă a seroasei, poate provoca, de asemenea, cicatrici patogene care conduc la formarea aderenței, situație care a fost corelată cu o activitate fibrinolitică mezotelială scăzută.[52] ]

În concluzie, rolul LPM în repararea leziunilor peritoneale sterile este în mare măsură dictat de severitatea leziunii. LPM-urile promovează formarea de aderență după leziuni peritoneale mari, dar îndeplinesc o funcție esențială de reparare rapidă a leziunilor mezoteliale focale, amintind de mecanismele de reparare primitive conservate de-a lungul evoluției (Figura 3). Pe de altă parte, potențialul LPM de a invada țesutul submezotelial deteriorat profund și de a contribui la refacerea acestuia împreună cu macrofagele și neutrofilele derivate din monocite este încă controversat și, prin urmare, necesită a fi investigat în continuare. În această privință, dacă, așa cum este descris pentru alte populații de macrofage, LPM-urile produc mediatori profundi de vindecare, cum ar fi factorul de creștere derivat din trombocite, factorul de creștere asemănător insulinei 1, TGF-𝛽1 sau VEGF-𝛼, [60] rămâne de explorat. .

For more information:1950477648nn@gmail.com