Macrophage

Glóbulos blancos que engullen patógenos y regulan las respuestas inmunitarias.

Noah Smith · CC BY-SA 4.0

Los macrófagos son un tipo de glóbulo blanco perteneciente al sistema inmunitario innato, identificados y nombrados por primera vez por el zoólogo Élie Metchnikoff en 1884. Su función principal es engullir y digerir entidades que carecen de las proteínas de superficie características de las células sanas del cuerpo, incluyendo células cancerosas, microbios, restos celulares y sustancias extrañas. Este proceso, conocido como fagocitosis, defiende al huésped contra infecciones y lesiones, y es distinto del método de autoprotección empleado por las células asesinas naturales.

Los macrófagos patrullan los tejidos mediante movimiento ameboide y se encuentran en todo el cuerpo, adoptando diferentes formas con nombres específicos como histiocitos, células de Kupffer, macrófagos alveolares y microglía, todos los cuales forman parte del sistema fagocítico mononuclear. Más allá de la fagocitosis, desempeñan un papel crítico en la inmunidad innata inespecífica y ayudan a iniciar la inmunidad adaptativa reclutando otras células inmunitarias como los linfocitos, actuando notablemente como presentadores de antígenos a las células T. Los macrófagos humanos se producen mediante la diferenciación de monocitos en los tejidos y pueden identificarse por su expresión de proteínas como CD14, CD40, CD11b, CD64 y CD68.

Exhiben diversidad funcional: los macrófagos M1 fomentan la inflamación y metabolizan de forma única la arginina en óxido nítrico, una molécula asesina, mientras que los macrófagos M2 disminuyen la inflamación y promueven la reparación tisular al metabolizar la arginina en ornitina. Sin embargo, esta dicotomía M1/M2 ha sido cuestionada debido a una mayor complejidad, ya que los macrófagos se consideran células altamente plásticas con un fenotipo fluctuante.

Los macrófagos disfuncionales pueden causar enfermedades graves como la enfermedad granulomatosa crónica, que provoca infecciones frecuentes. Los macrófagos también realizan funciones paracrinas específicas de su órgano; por ejemplo, los macrófagos testiculares secretan 25-hidroxicolesterol para ayudar a la producción de testosterona por las células de Leydig, y los macrófagos residentes cardíacos participan en la conducción eléctrica a través de uniones gap con los miocitos cardíacos.

Quick Facts

Latin: macrophagocytus
System: Immune system
Function: Phagocytosis
Pronunciation: ˈmakrə(ʊ)feɪdʒ

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Un nombre dado en 1884

Mucho antes de que la inmunología moderna tuviera un vocabulario, un zoólogo que trabajaba en el Imperio ruso nombró a uno de los defensores más incansables del cuerpo. Hoy en día, estas células de aproximadamente 21 micrómetros son reconocidas como fagocitos profesionales, nacidas de la diferenciación de monocitos circulantes una vez que migran al tejido. No son una población uniforme, sino una familia extensa: el mismo tipo celular fundamental adopta diferentes nombres según dónde resida: histiocitos en el tejido conectivo, células de Kupffer en el hígado, macrófagos alveolares en los pulmones, microglía en el cerebro.

Todos ellos pertenecen a lo que ahora se llama el sistema fagocítico mononuclear, una etiqueta que reemplazó al término más antiguo sistema reticuloendotelial. A pesar de sus variadas apariencias, todo macrófago comparte la misión central de patrullar su territorio asignado mediante movimiento ameboide, escaneando en busca de cualquier cosa que carezca de la firma proteica de las células sanas propias.

El relevo fagocítico

Los macrófagos son el equipo de limpieza del cuerpo y sus digestores de primera línea. Su acto característico, la fagocitosis, implica engullir cualquier cosa que no muestre los marcadores proteicos del tejido sano: microbios, células cancerosas, partículas extrañas e incluso los cuerpos muertos de otras células inmunitarias. Una vez que un patógeno es tragado, se sella dentro de un fagosoma que se fusiona con un lisosoma, creando un fagolisosoma donde las enzimas y los peróxidos tóxicos descomponen al intruso.

Sin embargo, no todos los invasores se rinden; organismos como Mycobacterium tuberculosis han desarrollado resistencia a este ataque químico. Existe un notable relevo entre los neutrófilos y los macrófagos. Los neutrófilos se apresuran a una herida primero, trabajando durante aproximadamente dos días antes de agotarse. Sus cuerpos moribundos y trampas extracelulares son luego ingeridos por los macrófagos que llegan, un proceso llamado eferocitosis.

Los macrófagos suelen llegar al sitio de una herida dentro de los dos días posteriores a la lesión y, a diferencia de sus homólogos neutrófilos de vida corta, pueden sobrevivir en el cuerpo durante varios meses, continuando su patrulla mucho después de que haya pasado la emergencia inicial.

Dos caras de la inflamación

Los macrófagos están lejos de ser soldados unidimensionales. Pueden avivar la inflamación o calmarla, y la distinción está codificada en su bioquímica. Los macrófagos M1 activados clásicamente impulsan la respuesta inflamatoria y poseen la capacidad metabólica única de convertir la arginina en óxido nítrico, una molécula que actúa como un arma química contra los patógenos. Sus contrapartes, los macrófagos M2 activados alternativamente, toman el camino opuesto: amortiguan las reacciones inmunitarias, promueven la reparación tisular y metabolizan la arginina en ornitina, un componente básico para la curación.

Un tercer grupo, los macrófagos reguladores o Mregs, añade otra capa. Los tres tipos se comunican a través de citocinas, las pequeñas moléculas señalizadoras que pueden amplificar o suprimir la actividad inmunitaria. Los macrófagos también sirven como puentes críticos hacia la inmunidad adaptativa, presentando antígenos a las células T y reclutando linfocitos al lugar. Sin embargo, los investigadores reconocen cada vez más que el marco ordenado de M1 frente a M2 simplifica en exceso la realidad.

Ahora se entiende que los macrófagos son células altamente plásticas y fluidas cuyo fenotipo fluctúa continuamente en lugar de fijarse en una sola identidad.

Guardianes de cada órgano

Debido a que los macrófagos están estacionados en prácticamente todos los tejidos, sus funciones se extienden mucho más allá de la eliminación genérica de patógenos. En el corazón, los macrófagos residentes participan directamente en la conducción eléctrica formando uniones gap con los miocitos cardíacos, vinculando la defensa inmunitaria con el ritmo del órgano. En el testículo, los macrófagos interactúan con las células de Leydig secretando 25-hidroxicolesterol, un oxiesterol que las células de Leydig vecinas pueden convertir en testosterona; también ayudan a mantener un entorno inmunoprivilegiado y pueden mediar en la infertilidad cuando se produce inflamación testicular.

Las células de Kupffer en el hígado son notoriamente difíciles de estudiar: los humanos solo pueden analizarse mediante biopsias o autopsias, y un solo ratón produce solo unos cinco millones de células purificadas. Los macrófagos fijos protegen los pulmones, los huesos, el bazo y el tejido conectivo, ingiriendo material extraño y reclutando refuerzos cuando es necesario. Cuando estas células funcionan mal, las consecuencias son graves: la enfermedad granulomatosa crónica en humanos deja a los pacientes vulnerables a infecciones repetidas y peligrosas, subrayando lo esencial que es esta fuerza de trabajo silenciosa y omnipresente.