Gli scienziati dell'ETH hanno dimostrato che i macrofagi del sistema immunitario sono regolati non solo dal punto di vista biochimico, ma anche meccanicamente. Questo potrebbe spiegare perché le cellule sono meno attive nel tessuto corporeo sano.

I macrofagi sono un tipo di globuli bianchi. Il termine deriva dal greco per "gran mangiatore", che descrive uno dei ruoli che queste cellule svolgono nel nostro corpo:rilevano e inghiottono i batteri patogeni, innescando una risposta infiammatoria che combatte l'infezione. I macrofagi sono regolati da citochine e altre sostanze biochimiche. Queste molecole stimolano i macrofagi ad aumentare la loro attività quando necessario ea calmarsi una volta terminato il loro lavoro.

Viola Vogel, Professore presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie della Salute, e il postdoc Nikhil Jain hanno ora scoperto un altro meccanismo di regolazione per i macrofagi pro-infiammatori:le informazioni spaziali. Quando i macrofagi si siedono nel tessuto tra altre cellule e ne sono ristretti, la loro attività è ridotta, anche se sono presenti stimoli sovraregolatori.

Nessuna risposta infiammatoria non necessaria

"Non solo i macrofagi circolano nel sangue, possono anche essere trovati in tutti i tessuti del corpo. aspettano in silenzio, come guardie, fino a quando non sono necessari, " Spiega Vogel. Dice che è molto importante per il corpo che i macrofagi che risiedono nei tessuti rimangano inattivi, in quanto potrebbero altrimenti innescare risposte infiammatorie non necessarie:"I macrofagi non devono essere attivati ​​fino a quando il tessuto non è stato danneggiato". Però, i meccanismi che smorzano l'attività dei macrofagi pro-infiammatori nei tessuti sani finora non sono stati completamente compresi.

Conducendo esperimenti di coltura cellulare in laboratorio, gli scienziati dell'ETH sono stati in grado di determinare che i macrofagi sono regolati sia biochimicamente che meccanicamente. Posizionando i macrofagi in rientranze simili a pori, potrebbero limitare la diffusione delle singole cellule.

Questi esperimenti hanno anche permesso ai ricercatori di sbloccare i meccanismi molecolari alla base. La funzione di un macrofago è legata alle sue dimensioni:se è attivato, cresce espandendo il suo citoscheletro. Questo rilascia fattori che influenzano l'attività dei geni. Il macrofago, però, non può crescere se è ingabbiato da barriere esterne.

Comprendere le malattie e migliorare gli impianti

La scoperta che i fattori spaziali guidano l'attivazione dei macrofagi ha importanti implicazioni per la comprensione di varie malattie. "Molte malattie legate all'età sono associate alla produzione latente di citochine pro-infiammatorie prodotte da macrofagi non sufficientemente controllati, " dice Vogel. Questo include le malattie reumatiche, aterosclerosi, obesità, cancro e diverse malattie autoimmuni.

Inoltre, la scoperta scatenerà nuove idee su come strutturare le superfici degli impianti in modo da ridurre l'infiammazione. "Mostriamo che la struttura di una superficie materiale influenza la risposta dei macrofagi, " dice Vogel. Il prossimo passo potrebbe essere vedere se, Per esempio, i pazienti che ricevono impianti con superfici porose formano meno tessuto cicatriziale attorno ad esso, come già suggerito da alcune osservazioni precedenti.