MONOCITI: CARATTERISTICHE, FUNZIONI, VALORI, MALATTIE - BIOLOGIA - 2025

I monociti sono cellule del sangue che appartengono a una sottopopolazione di leucociti chiamata sistema dei fagociti mononucleati. Hanno un'origine comune con altri fagociti nelle cellule staminali ematopoietiche. Sono responsabili della regolazione dell'immunità innata e adattativa, del rimodellamento dei tessuti e dell'omeostasi.

Esistono due sottogruppi di monociti che differiscono per funzioni e destini, e precisamente: 1) uno che produce macrofagi dopo stravaso dalla circolazione periferica; 2) un altro che, in condizioni infiammatorie, si differenzia in cellule dendritiche infiammatorie.

Fonte: Dr Graham Beards

I macrofagi sono cellule fagocitiche residenti nel tessuto linfoide e non linfoide. Sono coinvolti nell'omeostasi dei tessuti allo stato stazionario eliminando le cellule apoptotiche. Inoltre, possiedono una vasta gamma di recettori che riconoscono gli agenti patogeni.

Da parte loro, le cellule dendritiche sono specializzate nell'elaborazione e nella presentazione di antigeni e nel controllo della risposta delle cellule B e T.

Oltre a difendersi dalle infezioni, i monociti possono contribuire allo sviluppo di malattie, come l'aterosclerosi e la sclerosi multipla, o, al contrario, possono contribuire alla rigenerazione muscolare dopo il danno e alla degradazione delle fibrille amiloidi in Il morbo di Alzheimer.

caratteristiche

I monociti sono cellule di forma irregolare. Hanno un nucleo a forma di rene. Hanno vescicole nel citoplasma. Il suo diametro varia da 16 a 24 µm. Quando i monociti sono colorati con la macchia di Wright, il loro citoplasma appare di colore bluastro.

Sono derivati ​​da cellule staminali pluripotenti del midollo osseo. I monociti sono prodotti da diversi stadi e stati intermedi tra cui: 1) un comune progenitore mieloide (CMP); 2) un progenitore dei granulociti-macrofagi (GMP); 3) il progenitore delle cellule macrofagi-dendritiche (MDP).

Hanno plasticità perché possono diventare macrofagi o cellule dendritiche. Diventano macrofagi quando entrano nei tessuti o possono differenziarsi in cellule dendritiche infiammatorie.

Nell'uomo i monociti costituiscono l'8% dei leucociti e hanno un'emivita di 70 ore, mentre nei topi costituiscono il 4% dei leucociti e hanno un'emivita di 17 ore.

Sulla base dell'espressione dei recettori delle chemochine, i monociti sono divisi in due gruppi principali. Nell'uomo questi sono: CD14 ⁺⁺ CD16 ^- e CD14 ⁺ CD16 ⁺ . Nel topo questi sono Gr-1 ^hi e Gr-1l ^ow .

Lo sviluppo dei monociti è determinato dall'espressione di fattori di trascrizione specifici, come PU.1, e dai fattori di spostamento CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1 e -2.

Origine e sviluppo

Gli attuali modelli basati sui topi propongono che i monociti abbiano origine nel midollo osseo da cellule staminali ematopoietiche (HSC), che evolvono verso la formazione di un progenitore granulocita-macrofago (GMP), che è forma un progenitore di cellule macrofagi-dendritiche (MDP) e un progenitore monocitario comune (cMoP).

Nel lume dei vasi sanguigni, allo stato stazionario, cMoP si differenzia prima in cellule LY6C ^hi e poi in cellule LY6C ^low . Le cellule LY6C di topo ^basse (il loro equivalente umano è CD14 ^basso CD16 ⁺ ), diventano macrofagi residenti nel sangue piuttosto che monociti stessi e si muovono sulla superficie del lume endoteliale.

Le cellule LY6C ^basse coordinano la risposta allo stress nel lume e rispondono, tramite il recettore 7 Toll-like, ai segnali di danno locale, inducendo il reclutamento di neutrofili. Ciò innesca la necrosi dell'endotelio e, di conseguenza, ⁱ monociti ^bassi LY6C puliscono i detriti cellulari.

Le cellule ^hi LY6C di topo (il loro equivalente umano è CD14 ⁺ ) rappresentano i "monociti classici". Vengono reclutati nei siti di infiammazione che agiscono come precursori dei fagociti mononucleati periferici. Le cellule ^hi LY6C svolgono un ruolo importante nella risposta dell'ospite all'attacco di agenti patogeni, come Listeria monocytogenes.

Macrofagi derivati ​​da monociti

Il termine macrofago si riferisce a grandi cellule monumentali fagocitiche. A seconda del tessuto in cui si trovano, ai macrofagi vengono assegnati nomi specifici.

I macrofagi sono chiamati cellule di Kupffer nel fegato, macrofagi alveolari nei polmoni, istiociti nel tessuto connettivo, osteoclasti nelle ossa, microglia nel cervello e cellule di Langerhans nella pelle. Prendono anche il nome dall'organo in cui si trova, come linfonodo, timo o macrofagi endocrini.

In condizioni di stato stazionario, le popolazioni di macrofagi residenti nei tessuti sono mantenute dalla loro proliferazione locale. Tuttavia, quando c'è un'infiammazione, avviene un rapido reclutamento di cellule precursori nel compartimento dei macrofagi del rispettivo tessuto.

La differenziazione dei monociti ^bassi LY6C in macrofagi comporta cambiamenti nell'espressione genica, che determinano cambiamenti fenotipici e l'espressione degli antigeni di superficie associati ai macrofagi. Esistono due tipi di macrofagi, vale a dire: macrofagi M1 o macrofagi infiammatori; Macrofagi M2 o macrofagi antinfiammatori (o regolatori).

I macrofagi M1 reagiscono fortemente all'invasione di agenti patogeni e altri segnali dannosi attraverso la formazione di citochine proinfiammatorie e la sintesi di ossido nitrico e specie reattive dell'ossigeno. I macrofagi M2 hanno proprietà tollerogeniche e riparatrici.

Cellule dendritiche derivate da monociti

Le cellule dendritiche classiche si sviluppano da un progenitore di cellule dendritiche macrofago (MDP), denominato cellula dendritica preclassica. Le cellule dendritiche sono formate da monociti che migrano attraverso l'endotelio in direzione ablumenale - lume. I monociti nella matrice endoteliale si sviluppano in macrofagi.

Il reclutamento delle cellule ^hi LY6C avviene nel sito dell'infiammazione. Le cellule ^hi LY6C reclutate si trasformano in cellule dendritiche, che migrano verso i linfonodi. I monociti LY6C ^hi vengono convertiti in cellule dendritiche CX ₃ CR1 ⁺ D14 ⁺ . Le cellule dendritiche preclassiche si convertono in CD103 ⁺ .

Quando l'infiammazione si verifica nella pelle per irraggiamento con luce UV, i monociti LY6C ^hi entrano nell'epidermide e diventano cellule con le caratteristiche delle cellule di Langerhans. Queste cellule si trovano anche solitamente nella linea epiteliale mucosa delle cavità vaginali e orali.

Le cellule dendritiche dell'epitelio vaginale vengono ricostituite da cellule precursori del midollo osseo. In condizioni infiammatorie vengono ripopolate dai monociti LY6C ^hi .

Caratteristiche

Ruolo dei monociti nell'infezione

Negli individui sani, i monociti nel sangue periferico sono costituiti per il 90% da monociti classici (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺⁺ ). Il restante 10% sono monociti CD16 ⁺ (CD14 ⁺⁺ CD16 ⁺ intermedi ) e monociti non classici (CD14 ⁺ CD16 ⁺ ).

Durante qualsiasi infezione o lesione, i neutrofili rispondono rapidamente (entro poche ore). Tuttavia, i monociti modulano l'infiammazione attraverso la produzione di citochine, come IL-1β, IL-6, TNF-α e ossido nitrico sintasi inducibile. Ogni tipo di monocita risponde in modo diverso agli stimoli.

Ad esempio, durante l'infezione da Candida albicans, i monociti classici inducono la risposta immunitaria Th7. Mentre nell'infezione da Aspergillus fumigatus, i monociti classici e il CD16 ⁺ hanno capacità di fagocitosi simili e i monociti classici inibiscono la germinazione dei conidi.

In condizioni di infezione, il numero di monociti CD16 ⁺ aumenta. Questo è stato osservato in donne in gravidanza affette da malaria (Plasmodium spp.) E coinfettate con HIV. I monociti possono ridurre il numero di parassiti, fagocitando gli eritrociti infetti tramite fagocitosi opsonica o non opsonica.

Tuttavia, i monociti possono contribuire alle gravi manifestazioni della malaria, che colpisce le funzioni fisiologiche dell'ospite e porta alla comparsa di patologie. Anche monociti, cellule dendritiche e macrofagi svolgono un ruolo fondamentale nella patogenesi dell'HIV.

Ruolo dei monociti nell'angiogenesi e nell'aterogenesi

I monociti si accumulano nella parete dei vasi in crescita, suggerendo che contribuiscono all'aterogenesi. Non formano reti vascolari, ma imitano le cellule endoteliali, con le quali condividono caratteristiche fenotipiche e marker di superficie.

Quando i monociti nella circolazione periferica migrano dal compartimento vascolare a quello extravascolare, maturano in macrofagi. Nello specifico, i macrofagi M2 possiedono funzioni proangiogeniche: favoriscono il rimodellamento vascolare durante la riparazione dei tessuti.

Una caratteristica della formazione della placca aterosclerotica è l'accumulo di lipoproteine ​​nella regione intima dell'arteria, che è accompagnata dal reclutamento di monociti dalla circolazione.

I monociti migrano nello spazio subendoteliale e interagiscono con i componenti della matrice extracellulare, come il collagene I, il principale costituente della parete delle arterie. Si stabilisce una forte interazione tra la matrice extracellulare e i monociti.

Le lipoproteine ​​a bassa densità (LDL), trattenute dai proteoglicani nella matrice extracellulare, vengono catturate dai macrofagi. Le metalloproteinasi della matrice (MMP) sono importanti per la formazione della placca ateroclerotica. I macrofagi sono responsabili della produzione di urochinasi che attiva le MMP.

Ruolo dei monociti nell'infiammazione

Sottoinsiemi di monociti marcatori di molte condizioni infiammatorie, come infarto miocardico acuto, ictus, sepsi, artrite reumatoide, HIV ed emodialisi. Ad esempio, i pazienti con infarto miocardico e aneurisma ventricolare hanno molti più monociti rispetto agli individui senza queste patologie.

Monociti e macrofagi sono la principale fonte di citochine, che fungono da messaggeri intercellulari e regolano la proliferazione, la differenziazione e la migrazione delle cellule. Le citochine più importanti coinvolte nello scompenso cardiaco sono il fattore di necrosi tumorale (TNF) e l'interleuchina IL6.

Uno studio sui processi infiammatori in pazienti con insufficienza cardiaca ha dimostrato che TNF, TNFR1 e TNFR2 sono predittori di mortalità nella popolazione studiata. IL6 non è un marker di infiammazione, ma ha un effetto deleterio diretto sul miocardio.

La modulazione terapeutica del sistema delle citochine negli studi clinici non ha avuto successo negli esseri umani. Un'altra strategia consiste nell'uso del carvedilolo, un antagonista dei recettori beta-adrenergici non selettivo, che riduce la produzione di TNF da parte dei monociti.

Il fenofibrato, un derivato dell'acido fibrico, inibisce in modo significativo il rilascio di citochine derivate dai monociti, come IL1, IL6 e MCP-1.

Livelli di monociti nel sangue

L'analisi quantitativa dei diversi tipi di leucociti nel sangue indica i seguenti valori normali: forma delle bande (granulociti neutrofili), 3–5%; segmentato (granulociti neutrofili), 40-75%; eosinofili (granulociti), 2-4%; basofili (granulociti), 0–1%; linfociti, 25-40%; monociti, 2-8%.

Il numero normale di monociti nel sangue è compreso tra 0 e 800 cellule / µl e il valore medio normale è di 300 cellule / µl (0,3 x 10 ⁹ cellule / L). I processi infiammatori cronici sono associati alla monocitosi, che è un aumento del numero di monociti. Il valore assoluto supera 800 cellule / µl (> 0,8 x 10 ⁹ cellule / L).

Alcuni disturbi associati alla monocitosi sono malattie infiammatorie, quali tubercolosi, sifilide ed endocardite batterica sottocutanea, granulomatosi / autoimmune, lupus erimatoso sistemico, artrite reumatoide e arterite temporale.

Le malattie maligne che causano la monocitosi includono preleucemia, leucemia ninfocitica, istiocitosi, malattia di Hodgkin, linfoma non Hodgkin e carcinomi.

La monocitopenia è una riduzione del numero di monociti (meno di 200 cellule / µl; 0,2 x 10 ⁹ cellule / L). Si manifesta in risposta a stress, endotossiemia e in seguito alla somministrazione di glucocorticoidi, interferone alfa e TNF-alfa.

Alcuni disturbi associati alla monocitopenia sono leucemia linfocitica cronica, neutropenia ciclica e gravi danni termici.

Malattie correlate: cancro

I monociti, oltre ad avere un ruolo importante nel sistema immunitario innato per difendere l'ospite dai microbi patogeni, partecipano anche alla patogenesi e alla progressione di malattie come l'aterosclerosi, la sclerosi multipla e le metastasi tumorali.

I macrofagi M1 infiammatori sono coinvolti nell'eliminazione di cellule tumorali non necessarie, ma i macrofagi associati al tumore M2 (TAM) possono inibire la risposta antitumorale, aumentando la crescita del tumore e promuovendo le metastasi.

Per questo motivo, la presenza e la quantità di TAM è correlata a una scarsa aspettativa di vita per il paziente. Nei topi in cui è stata rimossa la milza, mostrano una riduzione del numero di TAM, motivo per cui si osservano una ridotta crescita del tumore e metastasi.

All'interno dell'ambiente ipossico del tumore, il TAM è fortemente influenzato dalla secrezione di molecole segnale, cellule del sistema immunitario e cellule tumorali. I TAM invasivi producono fattori di crescita come l'EGF, che promuovono la crescita del tumore.

Inoltre, TAM produce fattori come VEGF, che promuovono la crescita dei vasi sanguigni e le metastasi. Un altro fattore prodotto da TAM è il VEGFR1, che è coinvolto nella formazione di una nicchia premetastatica.

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