1.Préface
Les macrophages sont de gros phagocytes différenciés des monocytes du sang. Ils sont présents dans presque tous les tissus, en particulier ceux qui sont en contact fréquent avec le monde extérieur comme la peau, les poumons et les intestins. Les macrophages jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus biologiques tels que la défense immunitaire humaine, la réponse inflammatoire, la réparation tissulaire, la régulation immunitaire et le développement des maladies.
Les macrophages humains primaires sont difficiles à isoler en nombre suffisant à partir des tissus et ne prolifèrent pas en culture. Les macrophages dérivés de monocytes constituent une excellente alternative car les monocytes du sang humain sont facilement obtenus en grandes quantités et peuvent être différenciés en macrophages in vitro.
2. Fonctions biologiques des macrophages
- Phagocytose
Les macrophages reconnaissent et engloutissent les agents pathogènes et les débris de cellules mortes grâce à des récepteurs situés à leur surface. Ce processus permet non seulement d'éliminer l'infection, mais empêche également ces substances de s'accumuler dans le corps, ce qui pourrait provoquer une inflammation ou d'autres problèmes.
- Défense anti-pathogène
Les macrophages combattent les agents pathogènes en produisant des substances chimiques qui tuent les micro-organismes, tels que l’oxygène réactif et les oxydes d’azote, ainsi que les cytokines et les chimiokines qui régulent les réponses inflammatoires.
- Régulation de l'inflammation
Les macrophages jouent un rôle complexe dans les réponses inflammatoires. Ils peuvent non seulement favoriser l'inflammation en libérant des cytokines pro-inflammatoires telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et l'interleukine 1 (IL-1), mais aussi inhiber l'inflammation en produisant des cytokines anti-inflammatoires telles que l'IL-10 et le TGF-β.
- Réparation et reconstruction des tissus
Après une réaction inflammatoire, les macrophages participent à la réparation et à la régénération des tissus en sécrétant divers facteurs de croissance. Ils éliminent les restes de dommages tout en favorisant la formation de nouveaux tissus.
- Immunomodulation
Les macrophages favorisent des réponses immunitaires spécifiques en présentant des antigènes aux cellules T. Dans le même temps, ils régulent d'autres composants du système immunitaire en sécrétant diverses cytokines, notamment en régulant l'activité des cellules T et des cellules B.
- Relation avec les maladies
Les macrophages jouent un rôle important dans le développement de nombreuses maladies, notamment les maladies infectieuses, les maladies auto-immunes, les tumeurs et les maladies inflammatoires chroniques telles que l'athérosclérose.
3. Classification des macrophages
Selon leur état d'activation et leur fonction, les macrophages peuvent être divisés en deux grandes catégories : M1 et M2. Ces deux sous-types jouent des rôles différents dans la réponse immunitaire et la régulation de l'inflammation.
Macrophages M1
Les macrophages M1 sont principalement stimulés par des cytokines telles que l'interféron gamma (IFN-γ) et le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), et ont des caractéristiques pro-inflammatoires. Ils ont une forte activité antimicrobienne, peuvent produire des radicaux libres d'oxygène et des facteurs inflammatoires, et participent à la destruction et à l'élimination des micro-organismes pathogènes tels que les bactéries et les virus.
Les macrophages M1 participent à la défense immunitaire et à la réponse inflammatoire de l'organisme, favorisent l'infiltration des cellules inflammatoires et immunitaires, aident à éliminer les tissus infectés et endommagés et favorisent l'apparition et le maintien des réponses immunitaires inflammatoires.
Macrophages M2
Les macrophages M2 sont principalement stimulés par des cytokines telles que l'interleukine-4 (IL-4) et l'interleukine-13 (IL-13) et ont des caractéristiques anti-inflammatoires et réparatrices. Ils participent aux processus de réparation et de régénération tissulaire, favorisent les réponses anti-inflammatoires et la régulation immunitaire.
Les macrophages M2 jouent un rôle important dans la phase tardive de l’inflammation et de la réparation des tissus, favorisent la résolution de l’inflammation et la réparation des tissus, régulent l’équilibre des réponses immunitaires et favorisent la régénération et la réparation des tissus.
Figure 1. Résumé des principaux états de polarisation des macrophages activés [1]
4. Isolement, culture et différenciation des macrophages in vitro
4.1 Méthode de séparation
- Isolement à partir du sang périphérique
Isolement des monocytes : Les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) sont isolées par centrifugation en gradient de densité (par exemple, Ficoll-Paque). L'échantillon de sang est ajouté à la couche supérieure de Ficoll et, après centrifugation, les monocytes sont situés entre les couches de plasma et de Ficoll.
Isolement des macrophages : après avoir isolé les monocytes des PBMC, les cellules précurseurs mononucléaires peuvent être isolées par adhésion plastique. Les monocytes sont cultivés dans des boîtes de culture en plastique pendant plusieurs heures, les cellules non adhérentes sont éliminées et les cellules adhérentes restantes sont principalement des cellules précurseurs mononucléaires.
- Isolement des tissus
Les échantillons de tissus sont décomposés en suspensions de cellules individuelles par traitement mécanique et/ou enzymatique (par exemple, collagénase et DNase). Les cellules non ciblées sont éliminées par centrifugation en gradient de densité ou sélection négative (à l'aide d'anticorps et de billes magnétiques) et les macrophages sont collectés.
4.2 Méthode de culture
Les milieux de culture couramment utilisés comprennent le RPMI 1640 ou l'IMDM, qui doivent généralement être complétés par 10 % de sérum bovin fœtal (SVF), 1 % de pénicilline/streptomycine et les facteurs de croissance nécessaires. Les conditions de culture se font généralement dans un incubateur à 37 °C et 5 % de CO2
4.3 Méthode d'induction par différenciation
- Différenciation à partir de cellules précurseurs mononucléaires
Utilisation du M-CSF : Ajoutez le facteur de stimulation des colonies de macrophages (M-CSF) au milieu de culture, généralement à une concentration de 20 à 50 ng/mL, et poursuivez la culture pendant 7 à 10 jours pour induire la différenciation des cellules précurseurs mononucléaires en macrophages.
Utilisation du GM-CSF : Le facteur de stimulation des colonies de granulocytes et de macrophages (GM-CSF) peut également induire la différenciation des macrophages, en particulier la tendance à produire des macrophages M1 (pro-inflammatoires).
- Régulation supplémentaire du phénotype et de la fonction
Macrophages M1 : peut être induite en ajoutant de l'IFN-γ (interféron-γ) et du LPS (lipopolysaccharide) au milieu de culture.
Macrophages M2 : peut être induite par l’ajout de cytokines anti-inflammatoires telles que l’IL-4 et l’IL-13.
Ces méthodes permettent aux chercheurs d'étudier les différentes fonctions biologiques des macrophages et leur comportement dans des conditions pathologiques in vitro. Les conditions opératoires spécifiques de chaque étape (telles que la densité cellulaire, le temps de culture, la concentration des facteurs ajoutés, etc.) peuvent nécessiter d'être optimisées en fonction du but spécifique de l'expérience.
Tableau 1.Culture des macrophages et conditions d'induction
| Source de la cellule | Milieu de culture | Ajouts initiaux | Polarisation M1 | Polarisation M2 |
| Cellule THP-1 | RPMI 1640 | 100 ng/ml de PMA | 20 ng/ml d'IFN-γ 100 ng/ml de LPS | 20 ng/ml d'IL-4 20 ng/ml d'IL-13 |
| Monocytes | RPMI 1640 | M1:50 ng/mL de GM-CSF M2 : 50 ng/ml de LCR-M | 10 ng/ml de LPS 50 ng/ml d'IFN-γ | M2a : 20 ng/ml d'IL-4 M2b : IgG+LPS M2c : 20 ng/mL de TGF-β1 ou 10 ng/mL d'IL-10 |
| Mflèche | IMDM | 10 à 50 ng/mL de LCR-M | 100 ng/ml de LPS (50 ng/mL d'IFN-γ peuvent être ajoutés) | 10 ng/ml d'IL-4 (10 ng/mL d'IL-13 peuvent être ajoutés) |
| RAW264.7 Cell | DMEM | / | 100 ng/ml de LPS | 20 ng/mL IL-4 (20 ng/mL d'IL-10 peuvent être ajoutés） |
5. Données d'analyse
YEASEN fournit une série de produits de cytokines à haute activité HiActive® liés à la culture de macrophages pour soutenir la recherche sur les macrophages.
Cytokines hautement actives HiActive®：L’activité biologique de chaque cytokine a été vérifiée pour garantir la haute activité de la cytokine.
Données de vérification d'activité :
Protéine M-CSF recombinante de souris
Chiffre 1. Mesuré dans un test de prolifération cellulaire utilisant la souris M-NFS-60 cellules lymphoblastiques de leucémie myéloïde. La DE50 pour cet effet est généralement de 16,74 à 25,83 ng/ml.
Recombinant GM-CSF de souris Protéine
Chiffre 2. L'ED50 tel que déterminé par un test de prolifération cellulaire utilisant des cellules murines FDC-P1 est de 2,79 à 12,84 pg/mL.
Recombinant IL-10 humaine Protéine
Chiffre 3. La DE50 telle que déterminée par un test de prolifération cellulaire utilisant cellules murines MC/9 est inférieure à 0,1 ng/mL, ce qui correspond à une activité spécifique de > 1,0 × 107 UI/mg.
Produits connexes
| Classification | Espèces | Chat | Spécification |
| G-CSF | Humain | 2 μg/10 μg/50 μg/100 μg | |
| Souris | 2 μg/ 10 μg/ 50 μg/ 100 μg/ 500 μg | ||
|
M-CSF | Humain | 10 μg/100 μg/500 μg | |
| Souris | 10 μg/100 μg/500 μg | ||
|
Glucose-CSF | Humain | 5 μg/50 μg/100 μg/500 μg | |
| Souris | 10 μg/100 μg/500 μg | ||
| IFN-γ | Humain | 20 μg/50 μg/100 μg/500 μg | |
| Souris | 5 μg/50 μg/100 μg/500 μg | ||
| IL-4 | Humain | 5 μg/50 μg/100 μg/500 μg | |
| Souris | 5 μg/ 100 μg/ 500 μg | ||
| IL-10 | Humain | 2 μg/ 10 μg/ 50 μg/ 100 μg/ 500 μg | |
| Souris | 2 μg/ 10 μg/ 50 μg/ 100 μg/ 500 μg | ||
| IL-13 | Humain | 2 μg/ 10 μg/ 50 μg/ 100 μg/ 500 μg | |
| Souris | 2 μg/ 10 μg/ 50 μg/ 100 μg/ 500 μg |
Références
[1]Atri C, Guerfali FZ, Laouini D.Rôle de la polarisation des macrophages humains dans l'inflammation au cours des maladies infectieuses. Int J Mol Sci. 19 juin 2018 ;19(6):1801.