Los científicos de ETH han demostrado que los macrófagos del sistema inmunológico están regulados no solo bioquímicamente, pero también mecánicamente. Esto podría explicar por qué las células son menos activas en el tejido corporal sano.

Los macrófagos son un tipo de glóbulo blanco. El término proviene del griego para "gran comedor", que describe una de las funciones que estas células desempeñan en nuestros cuerpos:detectan y engullen bacterias patógenas, desencadenando una respuesta inflamatoria que combate la infección. Los macrófagos están regulados por citocinas y otras sustancias bioquímicas. Estas moléculas estimulan a los macrófagos para que aumenten su actividad cuando sea necesario y para que se calmen una vez que hayan terminado su trabajo.

Viola Vogel, Profesor del Departamento de Ciencia y Tecnología de la Salud, y el postdoctorado Nikhil Jain ahora han descubierto otro mecanismo regulador para los macrófagos proinflamatorios:la información espacial. Cuando los macrófagos se sientan en el tejido entre otras células y son constreñidos por ellas, su actividad se reduce, incluso si hay estímulos reguladores al alza.

Sin respuestas inflamatorias innecesarias

"No solo los macrófagos circulan en la sangre, también se pueden encontrar en todos los tejidos del cuerpo. Esperan en silencio como guardias, hasta que se necesiten, "Explica Vogel. Ella dice que es muy importante para el cuerpo que los macrófagos que residen en el tejido permanezcan inactivos, ya que de lo contrario podrían desencadenar respuestas inflamatorias innecesarias:"Los macrófagos no necesitan activarse hasta que el tejido se haya dañado". Sin embargo, Los mecanismos que amortiguan la actividad de los macrófagos proinflamatorios en tejidos sanos no se han entendido hasta ahora por completo.

Al realizar experimentos de cultivo celular en el laboratorio, los científicos de ETH han podido determinar que los macrófagos están regulados tanto bioquímica como mecánicamente. Al colocar macrófagos en hendiduras en forma de poros, podrían restringir la propagación de células individuales.

Estos experimentos también permitieron a los investigadores desbloquear los mecanismos moleculares subyacentes. La función de un macrófago está ligada a su tamaño:si está activado, crece expandiendo su citoesqueleto. Esto libera factores que influyen en la actividad de los genes. El macrófago sin embargo, no puede crecer si está enjaulado por barreras externas.

Comprender las enfermedades y mejorar los implantes

El descubrimiento de que los factores espaciales dirigen la activación de los macrófagos tiene importantes implicaciones para la comprensión de diversas enfermedades. "Muchas enfermedades relacionadas con la edad están asociadas con la producción latente de citocinas proinflamatorias producidas por macrófagos insuficientemente controlados, "Dice Vogel. Esto incluye enfermedades reumáticas, aterosclerosis, obesidad, cáncer y varias enfermedades autoinmunes.

Además, El descubrimiento generará nuevas ideas sobre cómo estructurar las superficies de los implantes para reducir la inflamación. "Demostramos que la estructura de la superficie de un material afecta la respuesta de los macrófagos, ", Dice Vogel. El siguiente paso podría ser ver si, por ejemplo, los pacientes que reciben implantes con superficies porosas forman menos tejido cicatricial a su alrededor, como ya lo sugirieron algunas observaciones anteriores.