MONÒCITS: CARACTERÍSTIQUES, FUNCIONS, VALORS, MALALTIES - BIOLOGIA - 2025

Els monòcits són cèl·lules sanguínies que pertanyen a una subpoblació de leucòcits, anomenada sistema de fagòcits mononuclears. Tenen un origen comú amb altres fagòcits en les cèl·lules mare hematopoètiques. S'encarreguen de la regulació de la immunitat innata i adaptiva, així com de la remodelació de el teixit i l'homeòstasi.

Hi ha dos subgrups de monòcits que difereixen en les seves funcions i destins, a saber: 1) un que produeix macròfags després de la extravasació de la circulació perifèrica; 2) un altre que, sota condicions inflamatòries, es diferencia en cèl·lules dendrítiques inflamatòries.

Font: Dr Graham Beards

Els macròfags són cèl·lules fagocítiques residents en el teixit limfoide i no limfoide. Estan implicats en l'homeòstasi de el teixit en estat estacionari mitjançant l'eliminació de les cèl·lules apoptósicas. A més, posseeixen un ampli interval de receptors que reconeixen patògens.

Per la seva banda, les cèl·lules dendrítiques s'especialitzen en el processament i presentació d'antígens, i en controlar la resposta de les cèl·lules B i T.

A més de defensar contra infeccions, els monòcits poden contribuir a l'aparició de malalties, com ara l'aterosclerosi i l'esclerosi múltiple, o, per contra, poden contribuir a la regeneració muscular després d'un mal, ia la degradació de les fibril·les amiloides a la malaltia d'Alzheimer.

Característiques

Els monòcits són cèl·lules de forma irregular. Posseeixen un nucli en forma de ronyó. Tenen vesícules en el citoplasma. El seu diàmetre oscil·la entre 16 a 24 micres. Quan els monòcits són tenyits amb el colorant de Wright, el seu citoplasma s'observa de color blavós.

Deriven de cèl·lules mare pluripotents de la medul·la òssia. Els monòcits es produeixen mitjançant diversos passos i estats intermedis que inclouen: 1) un progenitor mieloide comú (CMP); 2) un progenitor granulòcit-macròfag (GMP); 3) el progenitor macròfag-cèl·lula dendrítica (MDP).

Tenen plasticitat perquè es poden convertir en macròfags o en cèl·lules dendrítiques. Es converteixen en macròfags quan entren en els teixits o podrien diferenciar-se en cèl·lules dendrítiques inflamatòries.

En els humans, els monòcits constitueixen el 8% dels leucòcits i tenen una vida mitjana de 70 hores, mentre que en ratolins constitueixen el 4% dels leucòcits i tenen una vida mitjana de 17 hores.

Basats en l'expressió de receptors de quemoquina, els monòcits es divideixen en dos grups principals. En humans aquests són: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- i CD14 ⁺ CD16 ⁺. En el ratolí aquests són Gr-1 ^hi i Gr-1l ^ow.

El desenvolupament dels monòcits està determinat per l'expressió de factors de transcripció específics, com ara PU.1, i els factors de desplaçament CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 i -2.

Origen i desenvolupament

Els models actuals basats en ratolins proposen que els monòcits s'originen en la medul·la òssia a partir de cèl·lules mare hematopoètiques (HSC, haematopoietic stem cells), les quals evolucionen cap a la formació d'un progenitor granulòcit-macròfag (GMP), tral la qual cosa es forma un progenitor macròfag-cèl·lula dendrítica (MDP) i un progenitor de monòcit comú (cMoP).

En el lumen dels vasos sanguinis, en l'estat estacionari, cMoP es diferencia primer en cèl·lules LY6C ^hi, i després en cèl·lules LY6C ^low. Les cèl·lules LY6C ^low de ratolí (el seu equivalent humà és CD14 ^low CD16 ⁺), es converteixen en macròfags residents en sang més que en monòcits pròpiament, i es mouen sobre la superfície de l'lumen de l'endoteli.

Les cèl·lules LY6C ^low coordinen la resposta d'estrès en el lumen, i responen, via el receptor 7 Toll-like, a senyals de dany local, induint el reclutament de neutròfils. Això dispara la necrosi de l'endoteli i, en conseqüència, els monòcits LY6C ^low netegen el debris cel·lular.

Les cèl·lules LY6C ^hi de ratolí (el seu equivalent humà és CD14 ⁺), representen els «monòcits clàssics». Són reclutats en llocs d'inflamació que actuen com a precursors de fagòcits mononuclears perifèrics. Les cèl·lules LY6C ^hi tenen un paper important en la resposta de l'hoste a l'agressió de patògens, com ara Listeria monocytogenes.

Macròfags derivats de monòcits

El terme macròfag es refereix a cèl·lules monucleares fagocítiques grans. Depenent de el teixit on es troben, els macròfags reben noms específics.

Els macròfags són anomenats cèl·lules de Kupffer al fetge, macròfags alveolars en els pulmons, histiòcits en el teixit connectiu, osteoclasts en els ossos, micròglia en el cervell i cèl·lules de Langerhans a la pell. També reben el nom de l'òrgan on es troba, com ara macròfags de l'nòdul limfàtic, de l'estafa, o endocrins.

En condicions d'estat estacionari, la població de macròfags residents als teixits són mantinguts per la seva proliferació local. No obstant això, quan hi ha inflamació té lloc un reclutament ràpid de cèl·lules precursores cap al compartiment de l'macròfag de el teixit respectiu.

La diferenciació dels monòcits LY6C ^low a macròfag implica canvis en l'expressió dels gens, els quals determinen els canvis fenotípics i l'expressió d'antígens de superfície associats a l'macròfag. Hi ha dos tipus de macròfags, que són: macròfags M1 o macròfags inflamatoris; macròfags M2 o macròfags antiinflamatoris (o regulatoris).

Els macròfags M1 reaccionen fortament a la invasió de patògens ia altres senyals nocives mitjançant la formació de citoquines proinflamatòries, i la síntesi d'òxid nítric i d'espècies reactives d'oxigen. Els macròfags M2 tenen propietats tolerogèniques i restauratives.

Cèl·lules dendrítiques derivades de monòcits

Les cèl·lules dendrítiques clàssiques es desenvolupen a partir d'un progenitor macròfag-cèl·lula dendrítica (MDP), denominat cèl·lula dendrítica preclàssica. Les cèl·lules dendrítiques es formen a partir de monòcits que migren a través del endoteli en la direcció ablumenal-lumenal. Els monòcits en la matriu endotelial es desenvolupen en macròfags.

El reclutament de cèl·lules LY6C ^hi succeeix en el lloc on es produeix la inflamació. Les cèl·lules LY6C ^hi reclutades es transformen en cèl·lules dendrítiques, que migren als nòduls limfàtics. Els monòcits LY6C ^hi esdevenen cèl·lules dendrítiques CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺. Les cèl·lules dendrítiques preclàssiques esdevenen CD103 ⁺.

Quan es produeix inflamació a la pell per irradiació amb llum UV, els monòcits LY6C ^hi entren a l'epidermis i es converteixen en cèl·lules amb característiques de cèl·lules de Langerhans. Aquestes cèl·lules també solen trobar-se en la línia epitelial mucosa de les cavitats vaginal i bucal.

Les cèl·lules dendrítiques de l'epiteli vaginal són reconstituïdes per cèl·lules precursores de la medul·la òssia. Sota condicions inflamatòries són repoblades per monòcits LY6C ^hi.

funcions

Funció dels monòcits a la infecció

En individus saludables, els monòcits en sang perifèrica consisteixen en un 90% de monòcits clàssics (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺). El 10% restant són monòcits CD16 ⁺ (intermedis CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺) i monòcits no clàssics (CD14 ⁺ CD16 ⁺).

Durant qualsevol infecció o ferida, els neutròfils responen ràpidament (en hores). No obstant això, els monòcits modulen la inflamació mitjançant la producció de citoquines, com ara IL-1β, IL-6, TNF- α i la òxid nítric sintasa induïble. Cada tipus de monòcit respon de manera diferent als estímuls.

Per exemple, durant la infecció amb Candida albicans, els monòcits clàssics indueixen la resposta immune Th7. Mentre que a la infecció amb Aspergillus fumigatus, els monòcits clàssics i CD16 ⁺ tenen capacitats de fagocitosi similars, i els monòcits clàssics inhibeixen la germinació de conidis.

En condicions d'infecció, el nombre dels monòcits CD16 ⁺ s'incrementa. Això ha estat observat en dones embarassades amb malària (Plasmodium spp.) I coinfectades amb VIH. Els monòcits poden reduir el nombre de paràsits, fagocitant els eritròcits infectats via fagocitosi opsónica o no opsónica.

No obstant això, els monòcits poden contribuir a les manifestacions severes de la malària, la qual cosa afecta funcions fisiològiques de l'hoste i porta a l'aparició de patologies. Els monòcits, les cèl·lules dendrítiques i els macròfags també tenen un paper crític en la patogènesi de l'HIV.

Funció dels monòcits en l'angiogènesi i aterogènesi

Els monòcits s'acumulen a la paret dels vasos en creixement creixen, la qual cosa suggereix que els contribueixen a l'aterogènesi. No formen xarxes vasculars, però mimetitzen les cèl·lules endotelials, amb les quals comparteixen característiques fenotípiques i marcadors de superfície.

Quan els monòcits de la circulació perifèrics migren des del compartiment vascular a l'extravascular, els maduren a macròfags. Específicament, els macròfags M2 posseeixen funcions proangiogèniques: promouen la remodelació vascular durant la reparació de teixits.

Una característica de la formació de la placa ateroscleròtica és l'acumulació de lipoproteïnes a la regió íntima de l'artèria, la qual cosa ve acompanyat pel reclutament de monòcits procedents de la circulació.

Els monòcits migren a l'espai de l'subendoteli i interactuen amb components de la matriu extracel·lular, com el col·lagen I, el principal constituent de la paret de les artèries. S'estableix una forta interacció entre la matriu extracel·lular i els monòcits.

La lipoproteïnes de baixa densitat (LDL), retingudes pels proteoglicans de la matriu extracel·lular, són capturades pels macròfags. Les metal·loproteïnases de la matriu (MMP) són importants per a la formació de la placa ateroclerótica. Els macròfags s'encarreguen de produir uroquinasa que activa les MMP.

Funció dels monòcits en la inflamació

Els subgrups de monòcits marcadors de moltes condicions inflamatòries, com ara l'infart agut de miocardi, ictus, sèpsia, artritis remautoidea, HIV i hemodiàlisi. Per exemple, els pacients amb infart de miocardi i aneurisma ventricular posseeixen molts més monòcits que els individus que no tenen aquestes patologies.

Els monòcits i els macròfags són la principal font de citoquines, que serveixen com a missatgers intercel·lulars, i regulen la proliferació cel·lular, diferenciació i migració. Les citocines més importants implicades en la falla cardíaca són el factor de necrosi de tumor (TNF) i la interleucina IL6.

Un estudi de processos inflamatoris de pacients amb falla cardíaca va demostrar que TNF, TNFR1 i TNFR2 són predictors de mortalitat en la població estudiada. IL6 no és un marcador d'inflamació, però exerceix un efecte deleteri directe sobre el miocardi.

La modulació terapèutica de sistema de citocines en assaigs clínics no ha tingut èxit en humans. Una altra estratègia consisteix en l'ús d'carvedilol, un antagonista beta-adrenoreceptor no selectiu, el qual redueix la producció de TNF pels monòcits.

El fenofibrat, un derivat de l'àcid fíbrico, inhibeix de forma significativa l'alliberament de citocines derivades de monòcits, com ara IL1, IL6 i MCP-1.

Nivells de monòcits en la sang

L'anàlisi quantitativa dels diferents tipus de leucòcits en sang indica els valors normals següents: formes de banda (granulòcits neutrofilos), 3-5%; segmentats (granulòcits neutrofilos), 40-75%; eosinòfils (granulòcits), 2-4%; basofilos (granulòcits), 0-1%; limfòcits, 25-40%; monòcits, 2-8%.

El nombre normal de monòcits en sang es troba entre 0 i 800 cèl·lules / ml, i el valor mitjà normal és 300 cèl·lules / ml (0.3 x 10 ⁹ cèl·lules / L). Els processos inflamatoris crònics estan associats amb la monocitosis, que és un increment el nombre de monòcits. El valor absolut excedeix 800 cèl·lules / ml (> 0.8 x 10 ⁹ cèl·lules / L).

Alguns trastorns associats amb la monocitosis són les malalties inflamatòries, com ara tuberculosi, sífilis i endocarditis bacterial subcutani, granulomatosi / autoimmune, lupus sistèmic erimatoso, artritis reumatoide i arteritis temporal.

Entre els trastorns malignes que produeixen monocitosis es troben preleucemia, leucèmia nolinfocítica, histiocitosi, malaltia de Hodgkin, limfoma no-Hodgkin i carcinomes.

La Monocitopenia, és una reducció en el nombre de monòcits (menys que 200 cèl·lules / ml; 0.2 x 10 ⁹ cèl·lules / L). Succeeix en resposta estrès, endotoxemia, i després de l'administració de glucococorticoides, interferó alfa, i el TNF-alfa.

Alguns trastorns associats amb la Monocitopenia són la leucèmia limfocítica crònica, la neutropènia cíclica i el dany tèrmic sever.

Malalties relacionades: càncer

Els monòcits, a més de tenir un paper important en el sistema immune innat per defensar l'hoste de microbis patògens, també participen en la patogènesi i progressió de malalties com l'aterosclerosi, l'esclerosi múltiple i la metàstasi de tumors.

Els macròfags inflamatoris M1 estan implicades en l'eliminació de cèl·lules tumorals innecessàries, però els macròfags associats a l'tumor (TAM) M2 poden inhibir la resposta antitumor, incrementant el creixement tumoral i promovent la metàstasi.

A causa d'això, la presència i la quantitat de TAM està correlacionat amb una pobra expectativa de vida per al pacient. En ratolins als quals se'ls ha eliminat la melsa exhibeixen una reducció de el nombre de TAM, per la qual cosa s'observa un creixement reduït de l'tumor i la metàstasi.

Dins l'ambient d'hipòxia de l'tumor, TAM està fortament influenciat per la secreció de molècules senyal, cèl·lules de el sistema immune i cèl·lules de l'tumor. TAM invasius produeixen factors de creixement com ara EGF, que promouen el creixement de l'tumor.

A més, TAM produeix factors com VEGF, que promou el creixement de vasos sanguinis i metàstasi. Un altre factor produït per TAM és VEGFR1, que està implicat en la formació d'un nínxol premetastásico.

referències

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. lular and molecular Immunology. Elsevier, Amsterdam.
2. Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Blood monocytes: development, Heterogeneity, and relationship with Dendritic cells. Annual Review of Immunology, 27, 669-92.
3. Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Roitt 's essential Immunology. Wiley, Chichester.
4. Eales, L.-J. 2003. Immunology for life scientists. Wiley, Chichester.
5. Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Monocytes and macrophages. En: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., eds. Samter 's immunologic diseases, Volume I. Lippincott Williams & Wilkins Publishers.
6. Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Llei, K. 2010. Development of monocytes, macrophages, and Dendritic Cells. Science, 327, 656-661.
7. Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LI, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. I., Abutalib, SA 2017. Hematology: bàsica principles and practice. Elsevier, Amsterdam.
8. Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Monocytes in health and disease - mini review. European Journal of Microbiology and Immunology 2, 97-102.
9. Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Monocytes and macrophages es nanomedicinal targets for improved diagnosi and treatment of disease. Expert Reviews in Molecular Diagnostics, 13, 567-580.
10. Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Monocytes and macrophages es nanomedicinal targets for improved diagnosi and treatment of disease. Expert Review Molecular Diagnostic, 13, 567-580.
11. Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Concise guide to Hematology. Springer, Cham.
12. Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Burns, LJ, Armitage, JO 2017. Manual of Hematology. Mc Graw Hill, New York.
13. Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Atlas of clinical Hematology. Springer, Berlin.
14. Longo, DL 2010. Harrison 's Hematology and Oncology. McGraw-Hill, Nova York.
15. Murphy, K., Weaver, C. 2016. Janeway 's immunobiology. Garland Science, Nova York.
16. Østerud, B., Bjørklid, I. 2003. Role of monocytes in atherogenesis. Physiology Review, 83, 1069-1112.
17. Parham, P. 2014. The immune system. Garland Science, Nova York.
18. Paul, WE 2012. Fonamental Immunology. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
19. Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monocytes and macrophages in cancer: development and functions. Cancer Microenvironment, 6, 179-191.
20. Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, I. 2011. El rol dels monocytes and Inflammation in the pathophysiology of heart failure. European Journal of Heart Failure, 13, 1161-1171.
21. Yona, S., Jung, S. 2009. Monocytes: subsets, origins, Fates and functions. Current Opinion in Hematology. DOI: 10.1097 / MOH.0b013e3283324f80.