Os cientistas da ETH mostraram que os macrófagos do sistema imunológico são regulados não apenas bioquimicamente, mas também mecanicamente. Isso poderia explicar por que as células são menos ativas no tecido corporal saudável.

Os macrófagos são um tipo de glóbulo branco. O termo vem do grego para "comedor grande", que descreve uma das funções que essas células desempenham em nossos corpos:elas detectam e envolvem bactérias patogênicas, desencadeando uma resposta inflamatória que combate a infecção. Os macrófagos são regulados por citocinas e outras substâncias bioquímicas. Essas moléculas estimulam os macrófagos a aumentar sua atividade quando necessário e a se acalmar quando o trabalho é concluído.

Viola Vogel, Professor do Departamento de Ciência e Tecnologia da Saúde, e o pós-doutorado Nikhil Jain descobriram agora outro mecanismo regulador para macrófagos pró-inflamatórios:a informação espacial. Quando os macrófagos se sentam no tecido entre outras células e são contraídos por elas, sua atividade é reduzida - mesmo se os estímulos de regulação positiva estiverem presentes.

Sem respostas inflamatórias desnecessárias

"Não só os macrófagos circulam no sangue, eles também podem ser encontrados em todos os tecidos do corpo. Eles esperam em silêncio, como guardas, até que sejam necessários, "Vogel explica. Ela diz que é muito importante para o corpo que os macrófagos que residem nos tecidos permaneçam inativos, pois, de outra forma, poderiam desencadear respostas inflamatórias desnecessárias:"Os macrófagos não precisam ser ativados até que o tecido seja danificado." Contudo, os mecanismos que amortecem a atividade dos macrófagos pró-inflamatórios em tecidos saudáveis ​​ainda não foram totalmente compreendidos.

Ao conduzir experimentos de cultura de células no laboratório, os cientistas da ETH foram capazes de determinar que os macrófagos são regulados bioquimicamente e mecanicamente. Ao colocar macrófagos em reentrâncias semelhantes a poros, eles poderiam restringir a propagação de células individuais.

Esses experimentos também permitiram aos pesquisadores desbloquear mecanismos moleculares subjacentes. A função de um macrófago está ligada ao seu tamanho:se for ativado, ele cresce expandindo seu citoesqueleto. Isso libera fatores que influenciam a atividade dos genes. O macrófago, Contudo, não pode crescer se estiver enjaulado por barreiras externas.

Compreender as doenças e melhorar os implantes

A descoberta de que fatores espaciais orientam a ativação de macrófagos tem implicações importantes para a compreensão de várias doenças. "Muitas doenças relacionadas à idade estão associadas à produção latente de citocinas pró-inflamatórias produzidas por macrófagos insuficientemente controlados, "Vogel diz. Isso inclui doenças reumáticas, aterosclerose, obesidade, câncer e várias doenças auto-imunes.

Além disso, a descoberta vai gerar novas ideias sobre como estruturar as superfícies dos implantes de forma a reduzir a inflamação. "Mostramos que a estrutura de uma superfície material afeta a resposta dos macrófagos, "Vogel diz. O próximo passo pode ser ver se, por exemplo, pacientes que recebem implantes com superfícies porosas formam menos tecido cicatricial ao seu redor, como já sugerido por algumas observações anteriores.