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Des facteurs de croissance et des cytokines spécifiques régulent la différenciation des monocytes – cellules innées du système immunitaire – en macrophages M1 pro-inflammatoires ou M2 anti-inflammatoires.
Pour étudier la différenciation des monocytes, ensemencez les cellules mononucléées du sang périphérique dans une plaque multi-puits en plastique contenant un milieu approprié. Incuber pour permettre aux monocytes de se fixer à la surface de la plaque pendant que les cellules mononucléées non adhérentes restent en suspension. Retirez les cellules non adhérentes.
Ajoutez un milieu contenant le facteur de croissance du facteur de stimulation des colonies de granulocytes-macrophages, GM-CSF, à un ensemble de puits et un milieu contenant du facteur de stimulation des colonies de macrophages, M-CSF, à l’autre.
Le GM-CSF se lie à son récepteur hétérodimérique à la surface des cellules monocytaires, entraînant une expansion et une différenciation des monocytes en macrophages de type M1, associées à la libération de cytokines pro-inflammatoires.
Le M-CSF se lie à son récepteur homodimérique à la surface des cellules monocytaires, déclenchant la prolifération des monocytes, la différenciation en macrophages de type M2 et la libération de cytokines anti-inflammatoires.
Incuber les macrophages de type M1 avec le lipopolysaccharide, le LPS, et la cytokine Interféron-gamma, IFN-γ.
Le
traitement par LPS et IFN-γ produit des macrophages M1 pro-inflammatoires entièrement polarisés et matures avec une libération accrue de cytokines pro-inflammatoires et d’espèces réactives de l’oxygène.
À l’inverse, l’incubation avec l’interleukine-4 stimule la maturation et la polarisation des macrophages de type M2 dans le phénotype anti-inflammatoire M2, ainsi que la production accrue de cytokines anti-inflammatoires.
Visualisez les macrophages au microscope optique. Les macrophages M1 semblent allongés et étirés, tandis que les macrophages M2 présentent une morphologie arrondie.
Pour initier la différenciation des macrophages, diluez les cellules à une concentration moyenne de 5 x 106 cellules par millilitre de milieu sans sérum, et ensemencez 2 millilitres de cellules dans des puits individuels d’une plaque à 6 puits. Placez la plaque dans l’incubateur de culture cellulaire pendant deux à trois heures pour permettre aux cellules d’adhérer au fond du puits.
À la fin de l’incubation, laver les puits trois fois avec 1 millilitre de milieu sans sérum par lavage, et ajouter 2 millilitres de milieu RPMI complet complété par 50 nanogrammes par millilitre de GM-CSF, ou 50 nanogrammes par millilitre de M-CSF, pour la différenciation M1 ou M2 respectivement, à chaque puits de cellules adhérentes.
Trois jours après l’initiation de la polarisation, remplacez soigneusement 1 millilitre de surnageant de chaque puits, par 1 millilitre de milieu complet frais complété par les facteurs de croissance appropriés.
Au 6e jour de la culture, ajouter 50 nanogrammes par millilitre d’interféron gamma et 10 nanogrammes par millilitre de LPS dans les puits traités au GM-CSF, et 20 nanogrammes par millilitre d’IL4 dans les puits traités au M-CSF.
Vérifiez régulièrement la morphologie des cultures cellulaires dérivées des monocytes par microscopie optique pour vous assurer que les petits monocytes se différencient en cellules plus grandes ressemblant à des macrophages.