Makrofág. Kredit:  Mikael Häggström, volné dílo.

Co je makrofág?

Makrofág je buňka přirozené imunity. Její kariéra začíná v kostní dřeni, kde se rodí z buňky kmenové. První kroky makrofága směřují do krevního řečiště. Jeho putování vstříc novým dobrodružstvím obvykle zabere osm hodin. Podle toho, kam osud buňku zanese, se odvíjí její specializace. V játrech se makrofágům říká Kupferovy buňky. V pojivové tkáni histiocyty a v kostech dostaly přezdívku osteoklasty. V mozku je pro změnu označujeme termínem mikroglie. Jak se ukazuje, tak „své“ makrofágy mají i plíce. Těm zatím stále říkáme jen makrofágy. Základní funkcí všech makrofágů ve všech tkáních je fagocytóza - odstraňování mrtvých buněk a destrukce mikroorganismů. Plicní makrofágy si osvojily ještě jednu profesní dovednost. Jak jinak, rovněž souvisí s vypořádáváním se s makromolekulami tukové povahy. Selhání tohoto mechanismu vede k nevyléčitelné nemoci. Než se jí ale budeme věnovat, řekneme si něco o dýchání, s nímž to úzce souvisí.

K výměně kyslíku a oxidu uhličitého dochází v plicních sklípcích. Aby proces ve váčcích zvaných alveoly probíhal zdárně, je na jejich vnitřní membráně produkován film s funkcí smáčedla. Je z fosfolipidů a proteinů a vědci této vrstvičce říkají „povrchově aktivní látka“. Kromě snižování povrchového napětí má tento vazký povrch i další úlohu - zadržuje viry, spóry plísně a baktérie. Tím se dostáváme k oné zmíněné specifické úloze plicních makrofágů. V popisu práce mají udržovat rovnováhu mezi vylučováním nové hraniční vrstvy a odstraňováním té staré a kontaminované vším tím nepořádkem, který vdechujeme. Aby to dělaly dobře, musejí plicní makrofágy nejprve dozrát. To mají pod palcem geny, které chovají buňky ve svém jádře. Vlastně nejde jen o geny, ale i jejich správnou aktivaci.

Vlevo: Snímek zdravých makrofágů. Vpravo: Makrofágům s vadným genem se nedaří štěpit lipidy. Červená barvička vázající se na lipidy zviditelnila, jak invalidní makrofágy hromaděním lipidů v cytoplazmě nezdravě bobtnají. Kredit: AG Leutz, MDC.

Nic není nerozbitné a platí to i pro geny

Porucha těch plicních se projeví avizovanou nepříjemností zvanou PAP. Celý název choroby je: „plicní alveolární proteinóza“. Je nevyléčitelná a projevuje se zahleňováním alveol a zhoršující se dušností. Dostoupí-li do stadia těžké formy, musí se pacientovi v narkóze plíce pravidelně proplachovat a vazká tekutina z nich odsávat. Na vině je nadměrné hromadění povrchově aktivních látek v plicních sklípcích (alveolách). To nejen brání prostupu a výměně plynů, ale hromadění vazké tekutiny plné proteinů a dalších metabolicky využitelných látek, je ideálním prostředím pro množení mikrobů, z nichž většina nám přátelsky nakloněna není. Rozebírat hrozbu s tím spojených komplikací, netřeba.

Kolektivu badatelů z Německa, Finska a Španělska se nejspíš podařilo přijít nemoci s hromaděním povrchově aktivních látek v alveolách na kloub. Hlavní roli v tom má hrát makrofágová lenost. Příčinou neochoty plnit popelářské povinnosti spojené s odstraňováním plicních nepotřebností, je porucha v transkripčním faktoru CCAAT/enhanceru vázajícím protein β (C/EBPβ). Respektive chybějící gen a v překladu do lidštiny to znamená, že nitrobuněčná skartovačka makrofágů není schopna svým detoxikačním enzymatickým aparátem porcovat a trávit lipidy.

Alexander Mildner, vůdčí osobnost výzkumného kolektivu. Kredit: Max Delbrück Center for Molecular Medicine.

Poznatek, že hlavní příčinou obávané nemoci PAP jsou makrofágy s invalidním genem, by samo o sobě pro praxi moc neznamenalo. Když si to ale dáme do souvislosti s poznatky týmů vylepšujících techniku CRISPR, která umožňuje geny opravit, je zřejmé, jakým směrem se snaha výzkumníků teď bude ubírat.

Nejde tu ale jen o naději pro nešťastníky, kteří se kvůli nemoci PAP nemohou nadechnout. Je totiž známo, že chybný metabolismus lipidů má prsty v celé řadě dalších onemocnění. Například aterosklerózy, u níž jde rovněž o hromadění tukových částeček. Rozdíl je jen v tom, že tu nejde o stěnu alveol, ale cév. Za normálních okolností makrofágy kolující v krvi zvládají lipidy pozřít, rozložit je a odstranit. Podle autorů studie by nejen u plic, ale i v případě aterosklerózy, mohl porouchaný makrofágový gen hrát nekalou roli. Makrofágům v krvi se také nedaří lipidické makromolekuly metabolizovat a obdobně bobtnají. Podobností s nedokonalou funkcí makrofágů u nemocných PAP, je tu dost. Nastíněné představě jde na ruku i poznatek staršího data - že se makrofágy podílí na tvorbě plaků.

Možná že jsou vědci na stopě komplexní „skládačky“. Bylo by moc dobře, kdyby se jejich představy o souvislostech řady nemocí jako „makrofágových nemocí“ potvrdily. Už proto, že postižených, jimž utržené cévní usazeniny z lipidů páchají v mozku a srdci škody, je hodně a každý poznatek směřující k možné cestě nápravy, se cení.

Kromě náchylnosti k ateroskleróze by málo výkonné geny makrofágů mohly mít na triku dokonce i laxní odbourávání nepotřebných neuronů a synapsí. To je specifickou náplní mozkových makrofágů. A také v tomto případě jde o enzymatické štěpení látek tukové povahy. Náprava v tomto směru by teoreticky měla vylepšovat kognitivní schopnosti, což by také nemuselo být ku škodě. A že by na této představě něco mohlo být, nasvědčují i poznatky popsané v článku "Proč po tučném hloupneme?".

Literatura

C/EBPb regulates lipid metabolism and Pparg isoform 2 expression in alveolar macrophages, Science Immunology (2022). DOI: 10.1126/sciimmunol.abj0140