$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Makrofagi są jednymi z najbardziej krytycznych komórek wrodzonego układu odpornościowego podobnego do M1. Biorą udział w usuwaniu chorób zakaźnych, fagocytozy, prezentacji antygenu i regulacji stanu zapalnego2. Co więcej, makrofagi są potrzebne do regulowania innych komórek odpornościowych za pomocą różnych cytokin, które uwalniają3. Istnieje szerokie spektrum fenotypów makrofagów4. W zależności od sygnałów, na które narażone są makrofagi, polaryzują się one w kierunku różnych stanów zapalnych i metabolicznych5. Makrofagi wykazują zmiany metaboliczne w różnych chorobach, w zależności od tego, w jakiej tkance znajdują się makrofagi6. Spolaryzowane makrofagi mają zdolność przeprogramowywania lub przełączania swojego metabolizmu glikolitycznego, metabolizmu lipidów, metabolizmu aminokwasów i mitochondrialnej fosforylacji oksydacyjnej (OXPHOS)7,8. Klasycznie aktywowane makrofagi podobne do M1 i alternatywnie aktywowane makrofagi podobne do M2 to dwa najlepiej zbadane fenotypy makrofagów3. Nieaktywowane makrofagi w stanie spoczynku są określane jako makrofagi M0. Polaryzacja makrofagów M0 w kierunku fenotypu podobnego do M1 może być indukowana przez stymulację naiwnych BMDM za pomocą bakteryjnego lipopolisacharydu (LPS)9. Szlak sygnałowy PI3K-AKT-mTOR-HIF1a może być aktywowany w makrofagach w obecności cytokin zapalnych, interferonu gamma (IFN γ,) lub czynnika martwicy nowotworu (TNF)10. Makrofagi podobne do M1 mają zwiększony poziom metabolizmu glikolizy, obniżony poziom fosforylacji oksydacyjnej (OXPHOS), wytwarzając cytokiny zapalne zaangażowane w choroby zakaźne i zapalne8. Z drugiej strony, polaryzacja w kierunku fenotypu podobnego do M2 może być indukowana przez interleukinę (IL)-4, poprzez szlaki JAK-STAT, PPAR i AMPK lub przez (IL)-13 i TGFβ pathays11,12.
W przeciwieństwie do makrofagów podobnych do M1, makrofagi podobne do M2 mają zmniejszoną glikolizę i zwiększoną OXPHOS oraz są zaangażowane w działania przeciwpasożytnicze i naprawcze tkanek8,13. BMDM są szeroko stosowanym systemem do badania makrofagów, które pochodzą z komórek macierzystych szpiku kostnego. Glikoliza i OXPHOS to dwa wiodące szlaki produkcji energii w komórkach14. W oparciu o swoje mikrośrodowisko, BMDM mogą zdecydować się na użycie jednej z tych ścieżek; W niektórych przypadkach przełącz się z jednej na drugą lub użyj obu ścieżek14. W tym badaniu skupiliśmy się na metabolizmie glikolizy w aktywowanych makrofagach prozapalnych. Kiedy glukoza w cytoplazmie jest przekształcana w pirogronian, a następnie mleczan, komórki wytwarzają protony w pożywce, które powodują wzrost szybkości zakwaszenia w otaczającym środowisku komórek podobnych do M15. Analizator strumienia zewnątrzkomórkowego został użyty do pomiaru szybkości zakwaszenia pożywki komórkowej. Wyniki są podawane jako wskaźnik zakwaszenia zewnątrzkomórkowego (ECAR) lub wskaźnik wypływu protonów.
Zoptymalizowana, szybka i łatwa metoda dostępu do poziomów glikolizy w spolaryzowanych makrofagach jest niezbędna do określenia fenotypu glikolitycznego, zmian metabolitów oraz wpływu inhibitorów/aktywatorów i leków na spolaryzowane makrofagi. Metoda opisana w tym manuskrypcie została zoptymalizowana w celu dostarczenia informacji o określonych czynnikach glikolizy (glikoliza, pojemność glikoliczna, rezerwa glikoliczna i zakwaszenie nieglikolityczne), a także o metabolicznym przeprogramowaniu metabolizmu glikolitycznego. Inhibitor (2DG), który został użyty w tym badaniu, jest wyraźnie ukierunkowany na szlak glikolizy.
Ten zoptymalizowany protokół został zmodyfikowany i ulepszony w oparciu o połączenie opublikowanego protokołu16, analizę strumienia zewnątrzkomórkowego testów glikolitycznych w instrukcjach producenta oraz bezpośrednią komunikację z naukowcami z działu badań i rozwoju producenta.