Os macrófagos são células imunes cruciais para a resposta imune, reparo tecidual e remoção de células cancerígenas.
Pela Universidade de Tecnologia de Dresden com informações de MedicalXpress.
Os cientistas veem os macrófagos como terapias vivas promissoras. No entanto, para serem efetivamente usados para terapias, os macrófagos precisam crescer em grande número em cultura de laboratório sem perder suas funções especiais. Até agora, não estava claro se isso é possível. Uma equipe de cientistas de Dresden e Marselha agora relata que os macrófagos cultivados por longos períodos em condições de laboratório podem funcionar normalmente quando transferidos de volta ao corpo e são indistinguíveis das células que nunca deixaram o tecido. Os resultados abrem caminho para novas terapias celulares baseadas em macrófagos. O estudo foi publicado na revista Nature Immunology em 24 de fevereiro de 2022.
Os macrófagos são células imunes que estão presentes em todos os órgãos do nosso corpo. Eles atuam como guardiões dos tecidos, nutrindo outras células e removendo substâncias prejudiciais, como bactérias, detritos celulares e até células tumorais . Portanto, os macrófagos estão no radar dos cientistas como potenciais novas drogas vivas para curar órgãos danificados, combater infecções e combater o câncer. No entanto, para conseguir isso, as células devem ser cultivadas fora do corpo em grande número. Até agora, isso tem sido difícil para os macrófagos. Além disso, havia sérias dúvidas de que as condições de laboratório pudessem fazê-los perder suas habilidades especiais.
A multiplicação de células em laboratório, a chamada cultura de células , é uma técnica comum que ao longo dos anos permitiu um enorme progresso na biologia e na medicina. No entanto, as células cultivadas em laboratório são removidas de seu ambiente natural e dos sinais físicos que parecem essenciais para sua função. As células são cultivadas em placas de cultura de plástico e banhadas em soluções nutritivas artificiais. Eles precisam se adaptar a essas novas condições – um verdadeiro choque cultural. “Queríamos saber exatamente como as células mudam em cultura de células prolongada e se essas mudanças são permanentes ou não”, diz o Prof. Michael Sieweke, Professor Humboldt da TU Dresden.
O choque da cultura celular
A equipe do Prof. Sieweke no Centro de Terapias Regenerativas Dresden (CRTD) na TU Dresden e no Centro de Imunologia de Marselha Luminy (CNRS, INSERM, Aix-Marseille University) estudou macrófagos pulmonares de camundongos , células imunes que vivem naturalmente nos sacos aéreos de o pulmão. A equipe conseguiu cultivar as células em condições de laboratório ao longo de vários meses e em grande número. Embora sua aparência e características gerais não tenham sido afetadas, quando examinadas mais de perto, ficou claro que as células haviam realmente adquirido muitas mudanças para se adaptar ao novo ambiente.
“Cada célula do nosso corpo tem o mesmo conjunto de genes, mas as células diferem em quais genes são ativados e quais são mantidos desativados. Pode-se pensar nisso como a impressão digital molecular da célula – uma combinação única de genes ativados que distinguem, por exemplo, um macrófago pulmonar de um macrófago intestinal e uma célula cerebral”, diz Sethuraman Subramanian, um dos autores do estudo. Os cientistas compararam o padrão genético nas células cultivadas em laboratório com suas contrapartes do pulmão e observaram diferenças substanciais. “Isso era de se esperar. Viver em uma superfície de plástico e ter todos os nutrientes prontamente disponíveis é bem diferente das condições naturais. As células tiveram que se acostumar com isso e fizeram isso alterando o status de mais de 3.000 genes.
Esquecer a cultura
A equipe transferiu os macrófagos cultivados no laboratório de volta para sua localização natural nos pulmões dos camundongos. Comparações detalhadas mostraram que as células cultivadas em laboratório eram indistinguíveis de seus equivalentes que nunca deixaram o pulmão. “Ficamos surpresos ao ver que as adaptações substanciais que os macrófagos fizeram para viver no laboratório provaram ser completamente reversíveis. Os macrófagos cultivados em laboratório esqueceram o tempo que passaram no laboratório e assumiram plenamente sua função e status normais o pulmão, alheios ao choque cultural anterior”, diz Clara Busch, uma das autoras do estudo.
Terapias celulares do futuro
Embora a pesquisa tenha sido realizada em camundongos, ela tem implicações muito promissoras para terapias humanas. A capacidade de transportar os macrófagos entre a cultura de células e seu ambiente natural mostra um grande potencial para futuras terapias celulares baseadas em macrófagos . Os macrófagos pulmonares podem ser multiplicados em laboratório e adaptados experimentalmente para combater uma doença específica antes de serem entregues aos pulmões do paciente, onde podem começar imediatamente a desempenhar sua função. Essa configuração pode ser usada para tratar câncer, doenças fibróticas ou infecções semelhantes ao COVID-19 no pulmão e, eventualmente, em outros órgãos.
“Este estudo começou muito antes do início da pandemia, mas demonstra novamente que a pesquisa fundamental pode servir como fonte de futuras aplicações terapêuticas”, conclui o Prof. Sieweke.
Mais informações: Sethuraman Subramanian et al, Long-term culture-expanded alveolar macrophages restore their full epigenetic identity after transfer in vivo, Nature Immunology (2022). DOI: 10.1038/s41590-022-01146-w
