Macrófagos – “…uma super-célula de limpeza”

O sangue contém muitos tipos de células: glóbulos brancos (monócitos, linfócitos, neutrófilos, eosinófilos, basófilos e macrófagos), glóbulos vermelhos (eritrócitos) e plaquetas. O sangue circula pelo corpo nas artérias e veias.

O Macrófago é um tipo de glóbulo branco que envolve e mata microorganismos, remove células mortas e estimula a ação de outras células do sistema imunológico, como as células tronco.

Os macrófagos são células importantes do sistema imunológico que se formam em resposta a uma infecção ou acumulando células danificadas ou mortas. Os macrófagos são células grandes e especializadas que reconhecem, engolem e destroem células-alvo. O termo macrófago é formado pela combinação dos termos gregos “makro” que significa grande e “phagein” que significa comer.

Eles desempenham um papel crítico na defesa inespecífica ( imunidade inata ) e também ajudam a iniciar mecanismos de defesa específicas ( imunidade adaptativa ), recrutando outras células imunes, como linfócitos.

Além de aumentar a inflamação e estimular o sistema imunológico, os macrófagos também desempenham um importante papel antiinflamatório e podem diminuir as reações imunes por meio da liberação de citocinas . Os macrófagos que estimulam a inflamação são chamados de macrófagos M1, enquanto os que diminuem a inflamação e estimulam o reparo tecidual são chamados de macrófagos M2. Essa diferença se reflete em seu metabolismo; Os macrófagos M1 têm a capacidade única de metabolizar a arginina na molécula “matadora” de óxido nítrico , enquanto os macrófagos M2 têm a capacidade única de metabolizar a arginina na molécula “reparadora” ornitina .

Geralmente, os macrófagos desempenham um papel na destruição de organismos infecciosos que entram no corpo , limpando detritos celulares e cicatrizando feridas . Eles também desempenham um papel importante na formação de granulomas , que são agregações de macrófagos que funcionam na parede de uma infecção.

Os macrófagos M2, são necessários para a regeneração do tecido conjuntivo durante a cicatrização de feridas. Eles produzem fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e fator de crescimento transformador (TGF)-β1, que permite estabilidade vascular e reparo de feridas. Os macrófagos M2 também funcionam para fagocitar bactérias e tecidos danificados ao redor da ferida. Eles são então capazes de desbridar o tecido danificado liberando enzimas digestivas, como as proteases, que são enzimas que quebram as proteínas. Posteriormente, eles secretam fatores de crescimento, estimulam as células a reepitelizar a ferida, criam tecido de granulação e estabelecem uma nova matriz extracelular.

Função de um Macrófago

O macrófago realiza sua tarefa de limpeza contínua engolfando partículas indesejadas e “comendo-as”. Como mencionado anteriormente, um macrófago é uma célula do tipo ameba. Imagine uma bolha gelatinosa escorrendo, cercando sua presa e engolindo-a. É basicamente assim que um macrófago funciona. Mas vamos dar uma olhada mais de perto no processo real.

Um macrófago usa um processo chamado fagocitose para destruir e se livrar de partículas indesejadas no corpo. Fagocitose significa literalmente ‘comer célula’. O processo funciona assim: à medida que o macrófago engole a partícula, uma bolsa chamada fagossomo é formada ao seu redor. Então, as enzimas são liberadas no fagossomo por uma organela dentro do macrófago chamada lisossomo. Assim como as enzimas em nosso próprio estômago são liberadas para digerir nossa comida, as enzimas liberadas pelo lisossomo digerem a partícula. Os detritos restantes, ou o que resta da partícula, saem do macrófago para serem absorvidos de volta ao corpo.

Os macrófagos limpam uma grande variedade de corpos estranhos indesejados. Como um segurança em uma boate, esses grandes defensores fazem o trabalho. Bactérias, vírus, fungos e parasitas são alguns exemplos de invasores direcionados. Embora nosso corpo tenha barreiras, como nossa pele e membranas mucosas que mantêm muitos desses microorganismos fora, eles ainda conseguem entrar em nossos corpos. No entanto, qualquer infrator externo que entrar é rapidamente confrontado por essas supercélulas de limpeza.

Outro aspecto fascinante de um macrófago é sua capacidade de saber quais células destruir e quais deixar em paz. Células vivas e saudáveis ​​dentro do nosso corpo têm um conjunto particular de proteínas em sua membrana externa. Eles são essencialmente tags de identificação para nossas células. É assim que nosso sistema imunológico reconhece nossas próprias células versus corpos estranhos.

Embora os macrófagos não distingam entre os diferentes tipos de bactérias, vírus ou outros estranhos, eles reconhecem que essas partículas não pertencem ao corpo detectando as diferentes proteínas externas. Os macrófagos ainda têm a capacidade de detectar sinais enviados por bactérias, permitindo que eles viajem para o local da infecção.

Alongamento mecânico induz a regeneração capilar através da ativação alternativa de macrófagos

Para cumprir esse objetivo de pesquisa, projetamos um dispositivo especializado em alongamento da pele que pode identificar como as forças mecânicas afetam a regeneração do cabelo modificando a tensão. Descobrimos que o alongamento mecânico ativa as células-tronco do cabelo e facilita o crescimento do cabelo sob condições específicas de tensão e duração. Combinado com os resultados de análises moleculares, bem como manipulação genética e farmacológica, descobrimos que o estiramento estimula a produção de quimiocinas e o recrutamento de macrófagos. Esses macrófagos sofrem polarização M2 e produzem vários fatores de crescimento, como fator de crescimento de hepatócitos (HGF) e fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1) para induzir a regeneração do cabelo. Os macrófagos são inicialmente recrutados por quimiocinas produzidas por estiramento e polarizados para o fenótipo M2. Fatores de crescimento, como HGF e IGF-1, liberados pelos macrófagos M2, ativam as células-tronco e facilitam a regeneração capilar.

Para avaliar se os macrófagos desempenham um papel funcional na regeneração capilar induzida por estiramento, usamos um inibidor químico para ablação deles. A aplicação de lipossoma de clodronato diminuiu significativamente o número de macrófagos e a supressão da função dos macrófagos demonstrou proibir a regeneração do cabelo dentro da área de alongamento in vivo. Este resultado confirmou a indispensabilidade dos macrófagos na regeneração capilar induzida por estiramento.

Estudos têm enfatizado a importância da regeneração induzida por estiramento. No entanto, a maioria se concentrou na população de células únicas, como queratinócitos, fibroblastos ou células ósseas, muito pouco se sabe sobre a complexidade do sistema de organismo vivo composto de população multicelular. Embora alguns estudos tenham tentado mimetizar o estado in vivo através da cocultura de queratinócitos e fibroblastos, esses sistemas ainda estão longe de representar uma condição fisiológica, pois a existência de anexos cutâneos é negligenciada e o processo inflamatório é proibido sem um sistema vascular. Assim, como a força mecânica ou estiramento afeta o comportamento das células-tronco em sistemas multipopulacionais permanece incerto.

Para superar os desafios acima mencionados, um dispositivo de alongamento da pele in vivo especialmente projetado foi utilizado neste estudo para elucidar o potencial de regeneração dos folículos pilosos em resposta ao alongamento em um sistema de pele de três camadas não simplificado. Demonstramos com sucesso que o alongamento mecânico pode induzir eficientemente a regeneração do cabelo sob condições específicas de alongamento. Este tipo de regeneração é dependente do limiar. De acordo com nossos achados, foi relatado que a expansão do couro cabeludo humano facilita o crescimento do cabelo; no entanto, o mecanismo subjacente não havia sido investigado em um estudo clínico. Usando análises moleculares, estudos genéticos e manipulação farmacológica, exploramos o controle hierárquico do estiramento mecânico, indução de quimiocinas, recrutamento de macrófagos, produção de fatores de crescimento e regeneração capilar.

O conceito de ativação alternativa de macrófagos tem acumulado suporte de pesquisa e seus papéis no reparo e regeneração têm sido explorados em diferentes sistemas de órgãos, como os do coração, rim e medula espinhal. Os macrófagos M2 são, portanto, considerados como possuindo potencial terapêutico no tratamento de várias doenças.

No entanto, embora seus padrões espaço-temporais para tecidos epiteliais sejam relativamente fáceis de observar e medir, os papéis dos macrófagos M2 na regeneração capilar permanecem amplamente desconhecidos. Estudos demonstraram que macrófagos ativados por TNF-α ou IL-1β podem facilitar o crescimento capilar em feridas, esclarecendo como a lesão e o reparo afetam a regeneração capilar. No entanto, a polarização dos macrófagos durante a cicatrização de feridas é altamente dinâmica, e os papéis específicos dos macrófagos são difíceis de discernir em um macroambiente tão complicado. No presente estudo, descobrimos que o alongamento mecânico pode induzir a ativação alternativa de macrófagos, que têm papéis funcionais na regeneração capilar.

Revelamos ainda que os factores de rescimento, especialmente HGF e IGF-1, que são produzidos por macrófagos M2, são mediadores funcionais na regeneração capilar induzida por estiramento. Embora os efeitos positivos dos fatores de crescimento na regeneração capilar tenham sido relatados, seu alto custo limita seu uso na prática clínica. Nosso estudo, portanto, fornece uma abordagem para facilitar a regeneração do cabelo, estimulando fatores de crescimento intrínsecos através da aplicação de força mecânica adequada.