$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Macrofagen, voor het eerst geïdentificeerd door Metchnikoff voor hun fagocytische vermogen, zijn oude cellen die fundamenteel zijn voor het leven van Metazoa. Ze worden overal aangetroffen in volwassen zoogdieren en vertonen een opmerkelijke anatomische en functionele diversiteit. Als onderdeel van het mononucleaire fagocytische systeem, naast dendritische cellen en monocyten, spelen macrofagen een cruciale rol in verschillende biologische processen, van ontwikkeling en homeostase tot immuunresponsen tegen pathogenen1,2. Residente macrofagen, gespecialiseerd voor hun weefselmicro-omgevingen, fungeren als wachters die de weefselgezondheid controleren en reageren op fysiologische veranderingen en externe bedreigingen. Hun beperkte plasticiteit wordt gezien als een evolutionaire aanpassing om de weefselhomeostase te handhaven. In tegenstelling daarmee zijn gerekruteerd monocyten flexibeler en kunnen ze differentiëren in diverse macrofaagfenotypen tijdens ontstekingen. Deze dubbele invloed van ontsteking en weefselniche vormt de functionele diversiteit van macrofagen3. Dus, afhankelijk van het lokale weefselmilieu, kunnen monocyten-afgeleide macrofagen (M-DM) differentiëren in veel subtypen. De lokale metabolieten, groeifactoren, cytokinen en cel-cel interactie4,5,6 beschrijven hun fenotypes en functies. Bovendien zijn macrofagen belangrijke producenten van factoren die ontsteking dempen en re-vascularisatie en weefselreparatie stimuleren7,8.
Aangezien ten minste drie hoofdtakken de polarisatie beheersen (extrinsieke, intrinsieke en weefselmilieuomstandigheden), moet macrofaagpolarisatie worden beschouwd als multidimensionaal2. De belangrijkste obstakels en valkuilen bij het beschrijven van macrofaagdifferentiatie en polarisatie zijn de heterogene experimentele omstandigheden in de literatuur en het gebrek aan consensus over het definiëren van macrofaagtermen in in vitro en in vivo experimenten9. Niettemin is er enige unificatie van experimentele normen begonnen voor diverse experimentele scenario's.
Om het menselijk macrofagenveld beter te begrijpen, hebben we gestandaardiseerde en goed gedefinieerde in-vitro modellen van M-DM nodig om differentiatie, polarisatie, fenotype en herprogrammering, evenals specifieke functies te koppelen. Ons doel was om een gestandaardiseerd in-vitro model van humane niet-gepolariseerde M-DM M0 en cytokine-gepolariseerde macrofagen in te stellen om scheef reprogrammering van M-DM door flowcytometrie en real-time PCR te bestuderen. Hoewel macrofaagpolarisatie een dynamisch proces is vanwege hun hoge plasticiteit en vermogen om meerdere signalen uit hun omgeving te integreren, hebben we hier de niet-gepolariseerde M-DM (M0) en enkele in-vitro polarisatietoestanden gekarakteriseerd, zoals de klassieke pro-inflammatoire, ook bekend als M1, geïnduceerd met IFNγ en LPS. Evenzo kunnen de weefselreparatie en regulatorische M2 macrofagen worden gedefinieerd als M2a wanneer geïnduceerd met IL-4 en M2c wanneer gestimuleerd met dexamethason of IL-10. Deze polariserende toestanden vangen een momentopname van het brede M-DM-milieubereik in tijd en ruimte, maar geven ons enkele kardinale punten om de analytische kaart in te stellen waar de testomstandigheden kunnen worden gelokaliseerd.
Ondanks de complexe en dynamische combinatie van oppervlaktemarkers en transcriptionele programma's, hebben we bij het analyseren van in vitro M-DM vastgesteld dat CD64, CD206, CD163, CD14 en MERTK de ongepolariseerde M0-conditie kunnen scheiden van IFNγ/LPS-geïnduceerde M1, IL-4-geïnduceerde M2a en IL-10 of dexamethason-geïnduceerde door flowcytometrie. Bovendien werd de genexpressie van IRF1 en CXCL10 gedefinieerd als specifiek voor IFNγ/LPS-geïnduceerde M1; IRF4-, CCL22- en TGM2-specifieke transcripten voor IL-4-afgeleide M2a; en MERTK-gen voor dexamethason-afgeleide M2c, waardoor aanvullende kardinale punten worden ingesteld om de scheef reprogrammering van M-DM te vergelijken die worden uitgedaagd met verschillende stimuli of zelfs co-gecultiveerd met andere celtypen.