MACROPHAGES: CARACTÉRISTIQUES, FORMATION, TYPES, FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Les macrophages sont des cellules phagocytaires qui appartiennent à l'un des nombreux types de cellules présentes dans les tissus conjonctifs. Ils existent sous forme de cellules mobiles et fixes et sont des effecteurs importants au sein du système immunitaire.

Ils appartiennent au système phagocytaire mononucléaire, qui comprend, outre les macrophages, les monocytes, les promonocytes et leurs cellules précurseurs. La fonction principale des cellules appartenant à ce système est de «nettoyer» le sang, la lymphe et les autres tissus par ingestion ou phagocytose de différentes particules.

Macrophage phagocytant une cellule fongique pathogène (Source: Carolina Coelho via Wikimedia Commons)

Les macrophages sont dérivés de la moelle osseuse, sont répartis dans tout le corps et ont différentes formes et caractéristiques, qui dépendent souvent du tissu où ils se trouvent, de leur degré de différenciation et de l'âge ou de la période de vie de l'organisme où ils se trouvent. étude.

Elles sont l'une des cellules les plus plastiques du système hématopoïétique, puisqu'elles se retrouvent dans tous les tissus corporels et ont des fonctions différentes: elles participent aux processus de développement, au maintien de l'homéostasie corporelle, à la réparation des tissus et au système immunitaire..

L'une de ses principales fonctions est étroitement associée à la défense immunitaire de l'organisme, car son activité phagocytaire est régulée par des composants du système du complément et des immunoglobulines (deux composants du système de réponse immunitaire).

Elles ont été découvertes il y a plus d'un siècle, mais ont été définies comme des cellules «ancestrales» dans la phylogénie métazoaire. Au cours de sa découverte, non seulement sa capacité phagocytaire a été mise en évidence, mais aussi sa capacité à faire la distinction entre soi et étranger, avec laquelle est né le concept d'immunité innée.

Découverte

Les premières cellules phagocytaires ont été décrites à partir d'une étude réalisée sur des grenouilles en 1883 par le zoologiste russe Elie Metchnikoff, qui a non seulement décrit leur fonction de défense contre les agents étrangers, mais aussi la capacité de ces cellules à éliminer les cellules mourantes ou sénescente dans l'hôte et identifier le propre de l'étrange.

Metchnikoff était un chercheur de premier plan, répertorié comme le père de l'immunologie moderne, qui a apporté d'importantes contributions au développement de l'immunologie en tant que nouvelle discipline. Leurs résultats ont également établi une relation homologique entre le système immunitaire des invertébrés et celui des mammifères.

Avec sa description des phagocytes et des processus phagocytaires, ce chercheur, qui a reçu un prix Nobel il y a plus de cent ans (en 1908), a découvert l'un des mécanismes les plus intrigants de l'immunité innée.

Leurs expériences consistaient à «défier» ou «déranger» des larves d'une espèce d'étoile de mer à épines afin de stimuler leurs cellules immunitaires et d'étudier leur réaction à l'invasion de ces agents étrangers. Avec cela, il a observé l'apparition de cellules avec des caractéristiques spéciales qui "mangeaient" ces structures.

Il a inventé le terme «phagocytes» (du grec «paiement» - dévorer - et «cytos» - cellule -) aux cellules qu'il a observées, et au processus qui a mené à la «phagocytose», mais la pertinence de cette découverte n'est devenue évidente que lorsque certains des années plus tard, avec les découvertes de Paul Ehrlich liées à l'immunité humorale et aux anticorps.

caractéristiques

Les cellules de type macrophage partagent de nombreuses caractéristiques dans les différents organismes multicellulaires où elles peuvent être trouvées. Ils sont transportés de leurs sites de production vers différentes parties du corps, de différentes manières selon l'existence d'un système sanguin ou non.

Les caractéristiques les plus distinctives des macrophages comprennent leur capacité phagocytaire, la mobilité de nombre d'entre eux et leur capacité biosynthétique, qui s'accompagne d'une grande diversité de modèles d'expression génique.

Dans leur état actif, ce sont des cellules extrêmement dynamiques, avec un trafic membranaire intense. Divers processus de fusion et de fission membranaires s'y produisent, associés à l'endocytose et à la phagocytose.

Ces cellules spécialisées peuvent être classées comme «durables» puisqu'elles vivent apparemment pendant de longues périodes de temps dans les tissus périphériques du corps. De plus, ils sont continuellement remplacés par la différenciation de leurs cellules progénitrices de la moelle osseuse, qui peut sortir de la circulation et pénétrer dans les différents tissus conjonctifs.

Puisqu'il s'agit de cellules mobiles, certains macrophages ont des plis dans leur membrane plasmique. Lorsqu'elles sont disposées à engloutir de grosses particules, elles peuvent fusionner avec d'autres cellules pour former ce que certains auteurs appellent une «cellule de corps étranger géante», un macrophage géant multinucléé.

Lorsqu'elles sont observées dans les tissus dont elles font partie, ces cellules sont organisées selon des motifs définis, où chaque cellule occupe son propre territoire, quelque chose comme un «tissu dans un autre tissu».

Formation

Le système phagocytaire mononucléaire est une lignée hématopoïétique dérivée de cellules progénitrices de la moelle osseuse. Les progéniteurs compromis se différencient pour former des monocytes sanguins, qui traversent le courant et pénètrent dans les tissus pour devenir des macrophages résidents.

La formation du système phagocytaire mononucléaire commence par les cellules les plus «immatures», les promonocytes, qui sont les cellules réplicatives qui donnent naissance aux monocytes. Ces derniers sont ceux qui quittent la moelle osseuse et atteignent la circulation sanguine, où, dans les 8 heures suivantes, ils se développent et se différencient en monocytes matures.

Dans les endroits où les monocytes matures trouvent des conditions «favorables» à la phagocytose, ils diffèrent par ce que l'on appelle les macrophages résidents, car ils ne sont pas en libre circulation. C'est alors qu'ils sont équipés de tous les appareils appropriés pour la digestion des particules à phagocyter.

La différenciation implique divers changements: croissance du corps cellulaire (au moins 5 fois la taille du monocyte d'origine), augmentation du nombre et de la complexité des organites internes, acquisition de la capacité phagocytaire (accumulation d'enzymes hydrolytiques) et sécrétion de facteurs solubles.

Ces cellules sont réparties dans toutes les régions du corps. Certains ont des préférences particulières pour certains tissus (fixes), tandis que d'autres conservent leur capacité à bouger (amiboïde) et sont libres ou errants.

Histologie

Les macrophages ont une morphologie très variable en raison, en grande partie, de leur état mobile, car ils sont capables de se déplacer entre et à travers différents tissus. Ils sont de forme irrégulière, aplatis et présentent souvent des processus de mouvement semblables à des pseudopodes.

Le corps cellulaire des macrophages peut mesurer jusqu'à 30 μm de diamètre; et dans son cytoplasme on observe un seul noyau de forme irrégulière, avec une ou deux fissures proéminentes qui lui donnent la forme d'un rein et une région dense formée par l'hétérochromatine.

Ils ont diverses vacuoles qui fournissent des enzymes et des espaces adéquats pour engloutir des particules telles que des micro-organismes ou des débris cellulaires. De plus, ils ont une variété de lysosomes, de "phagosomes", de corps multivésiculaires et de corps résiduels; c'est pourquoi, sous la lumière du microscope, on dit qu'ils ont un cytoplasme "granulaire".

Comme elles nécessitent la synthèse d'une grande quantité d'enzymes hydrolytiques pour exercer leur fonction, ces cellules présentent un réticulum endoplasmique très développé, ainsi qu'un complexe de Golgi proéminent pour exercer les fonctions de transport vésiculaire de ces enzymes.

Un histiocyte (macrophage) engloutissant des cellules sanguines (hématophagocytose) (Source: Koenjo via Wikimedia Commons)

Les macrophages possèdent des arrangements corticaux de microfilaments d'actine caractéristiques de ces types de cellules; De nombreux microtubules et filaments intermédiaires sont également observés, qu'ils utilisent pour leur mouvement amiboïde et lors des processus phagocytaires.

Comme ce sont des cellules phagocytaires, elles peuvent être distinguées en injectant des colorants spéciaux (bleu trypan, carmin de lithium ou encre de Chine), car ces taches sont phagocytaires et stockées dans le cytoplasme sous forme de granules.

Les types

Dans le corps humain, les macrophages se distinguent en fonction de leur emplacement et de leur fonction. De cette façon, les macrophages intestinaux, les alvéoles (dans les poumons), les histiocytes (dans les tissus conjonctifs), les cellules de Kupffer (dans le foie), les cellules mésangiales (dans le rein), les cellules microgliales (dans le le cerveau) et les ostéoclastes (dans l'os).

Macrophages intestinaux

Cette classe de macrophages représente l'une des populations de macrophages les plus abondantes dans l'organisme et représente la première ligne de défense (système immunitaire inné). Ils se trouvent dans la lamina propria sous-épithéliale.

Ils sont en charge de réguler les réponses inflammatoires contre les bactéries et contre les différents antigènes susceptibles de surmonter la barrière épithéliale. De plus, ils protègent la muqueuse contre les agents pathogènes dangereux et «purifient» le système des cellules mortes et autres débris étrangers.

Les macrophages intestinaux possèdent des mécanismes spéciaux qui les rendent capables de distinguer entre les microorganismes commensaux non pathogènes et les envahisseurs dangereux.

Macrophages alvéolaires

Ce sont des macrophages spécialisés qui résident dans les alvéoles pulmonaires, compartiments avec de grandes fluctuations environnementales, principalement liées à la pression partielle d'oxygène. Ils sont l'une des rares populations cellulaires trouvées dans ces espaces, en plus de certains lymphocytes.

Comme d'autres macrophages, ils ont des fonctions importantes dans le "nettoyage" des cellules apoptotiques et autres débris cellulaires. Ils sont également impliqués dans la purification des particules polluantes qui pénètrent par les voies respiratoires, et participent également à différents processus immunologiques.

Histiocytes

Le terme «histiocyte» est couramment utilisé pour désigner toutes les cellules ayant des caractéristiques de type macrophage et une ascendance trouvée dans les tissus conjonctifs.

Autrement dit, il se réfère à des cellules différenciées qui proviennent des lignées monocytes / macrophages, y compris les macrophages sinusoïdaux dans la rate, les macrophages alvéolaires dans les poumons et les cellules de Kupffer dans le foie.

Comme les autres types de macrophages, les histiocytes défendent l'organisme contre les microorganismes envahissants et les particules organiques ou inorganiques indésirables, et ils participent également à la présentation des antigènes aux lymphocytes T au moment de l'initiation de la réponse immunitaire.

Cellules de Kupffer

Il s'agit d'un type de cellule hépatique qui est classé dans le groupe des macrophages résidents, et qui sont liés aux cellules de la muqueuse sinusoïdale, qui n'est rien de plus qu'une couche de cellules qui recouvre les sinusoïdes, de grands espaces vasculaires situés entre les plaques. des hépatocytes qui composent les lobules hépatiques.

Une micrographie électronique de ces cellules révélera plusieurs projections cytoplasmiques, de nombreuses mitochondries, un réticulum endoplasmique réduit, un petit complexe de Golgi et de nombreux lysosomes et endosomes.

Celles-ci sont considérées comme des cellules «poubelles migratrices», car elles n'ont pas de connexions intercellulaires avec leurs cellules voisines.

Cellules mésangiales

Les cellules mésangiales sont des cellules résidant dans les glomérules du rein, qui sont les sites de cet organe où le sang est filtré et l'urine est synthétisée. Leurs principales fonctions incluent la régulation du flux sanguin et la phagocytose, et ils sont impliqués dans différentes pathologies rénales.

Ils ont des caractéristiques de cellules musculaires lisses modifiées, car ils ont une contractilité inhérente et sont capables de produire des cytokines et des macromolécules endocytantes telles que des complexes immuns.

Cellules microgliales

Ils représentent 20% des cellules du système nerveux central et sont morphologiquement, immunophénotypiquement et fonctionnellement liés aux cellules de la lignée des monocytes / macrophages.

Ils sont activés en réponse à une grande variété de conditions ou de blessures dans le cerveau et sont responsables de la défense contre les micro-organismes envahissants.

Ostéoclastes

Les ostéoclastes sont des cellules appartenant au tissu osseux qui sont responsables d'un processus appelé "résorption osseuse", qui est essentiel pour l'homéostasie de ce tissu conjonctif, pendant et après l'ostéogenèse.

Ses fonctions sont liées à sa capacité à «hydrolyser» les cellules apoptotiques ou sénescentes qui composent le tissu osseux par la sécrétion d'enzymes lysosomales et d'autres ions qui participent au processus.

Caractéristiques

Les macrophages sont des cellules hautement plastiques spécialisées dans la phagocytose de substances étrangères et de micro-organismes envahisseurs, de cellules endommagées, anciennes ou sénescentes, et de débris cellulaires, entre autres. Il a également été démontré qu'ils sont impliqués dans la pinocytose.

Certains types de macrophages ont des fonctions phagocytaires «spécialisées», comme la phagocytose bactérienne qui survient après la reconnaissance de résidus glucidiques spéciaux sur les parois cellulaires bactériennes par des récepteurs à la surface du macrophage appelés C3.

En plus de leurs fonctions "sentinelle" et "nettoyage", les macrophages résidents sont capables d'initier des réponses inflammatoires aiguës et des changements vasculaires par leur association avec la microvascularisation.

Au cours de ces réponses inflammatoires, les macrophages sont activés par des facteurs sécrétés par les lymphocytes, ce qui les aide à augmenter leur capacité phagocytaire grâce à une sorte de métamorphose par laquelle ils acquièrent des microvillosités et des lamellipodes (extensions membranaires).

Certains types de macrophages phagocytent les antigènes et les présentent aux lymphocytes, ils sont donc directement impliqués dans les cascades des réponses immunitaires. De plus, ils sécrètent des facteurs spéciaux qui stimulent la division des lymphocytes T, la différenciation des lymphocytes B, etc.

Les macrophages alvéolaires sont le meilleur exemple des fonctions «non phagocytaires» des macrophages, car ils peuvent endocyter la suie, l'amiante, les polluants gazeux industriels, la fumée de cigarette et même les fibres de coton.

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