Макрофаги — самые многочисленные иммунные клетки в очагах эндометриоза и занимают одно из центральных мест в патофизиологии этого заболевания. Их происхождение сочетает резидентные и моноцитарные источники, что приводит к возникновению разнообразного фенотипа и функциональных ролей в очагах болезни.
Эндометриоз относится к сложным и гетерогенным хроническим воспалительным заболеваниям, затрагивающим миллионы женщин по всему миру. Он сопровождается хронической тазовой болью, бесплодием и утомляемостью, а также оказывает существенное влияние на качество жизни, связанное со здоровьем. Эндометриоз определяется разрастанием эндометриоидной ткани за пределами матки, обычно на слизистой оболочке полости малого таза и яичников (известной как «очаги»).
Что такое макрофаги
Макрофаги — сложные клетки, имеющие важное значение в патогенезе эндометриоза. Они играют одну из ключевых ролей в росте, развитии, васкуляризации и иннервации очагов поражения, а также в возникновении болевых симптомов. В норме резидентные макрофаги, находящиеся в тканях, заселяются на ранних стадиях эмбрионального развития и выполняют жизненно важные функции в развитии и гомеостазе тканей. У взрослых в условиях воспалительного процесса моноциты дифференцируются в макрофаги в тканях, защищая организм от инфекций и помогая восстанавливать поврежденные участки.
Взаимодействие между резидентными макрофагами (долгоживущими тканевыми клетками иммунной системы, сохраняющимися в различных органах и тканях организма) и привлеченными макрофагами (клетками врожденной иммунной системы, мигрирующими в определенные ткани организма в ответ на воспаление, инфекцию или травму) в настоящее время находится на переднем крае исследований в связи с их различной ролью в воспалительных заболеваниях.
При некоторых видах рака опухоль-ассоциированные макрофаги (ТАМ) состоят из резидентных макрофагов в тканях и привлеченных воспалительных моноцитов, дифференцирующихся в макрофаги внутри опухоли. Эти сложные клетки имеют разное происхождение и играют разную роль в прогрессировании заболевания.
Что такое эндометриоз
Эндометриоз определяется наличием эндометриоидной ткани за пределами матки, как правило, на слизистой оболочке полости малого таза (брюшине) или на яичниках.
Эндометриоз — гетерогенное заболевание, и его поражения разделяют на три подтипа: поверхностный брюшинный, глубокий (инфильтрирующий) и яичниковый («эндометриомы»), причем у пациентки может существовать более одного подтипа, а наиболее распространенной формой заболевания считается поверхностный брюшинный эндометриоз. Он связан с изнурительной хронической тазовой болью, бесплодием и утомляемостью. По оценкам, он поражает 6–10% женщин репродуктивного возраста, до 50% бесплодных пациенток и распространен у 71–97% женщин с хронической тазовой болью.
Симптомы, связанные с эндометриозом, могут отрицательно влиять на психическое и физическое самочувствие и качество жизни. С этим заболеванием также связаны неблагоприятные исходы беременности, включая преждевременные роды, преэклампсию, внематочную беременность, выкидыши и задержку внутриутробного развития.
Диагностика с момента появления симптомов может занять в среднем 7–8 лет. Как правило, диагноз эндометриоза ставится при лапароскопическом исследовании органов малого таза, однако для выявления глубоких поражений и эндометриом могут использоваться такие методы визуализации, как трансвагинальная сонография и магнитно-резонансная томография.
Эндометриоз классифицируется как эстрогензависимое хроническое воспалительное заболевание: симптомы зависят от гормонов яичников, а очаги поражения вызывают сильное воспаление в полости малого таза. Эктопические клетки эндометрия и локальная воспалительная среда активируют нервные волокна в очагах поражения, устанавливая связь с центральной нервной системой и вызывая боль. Очаги поражения ведут себя так же, как эутопический эндометрий, и в ответ на гормоны яичников циклически кровоточат, что усиливает воспаление.
Классификация заболевания в настоящее время основана на размере очага поражения, его расположении, степени инфильтрации тканей и наличии спаек и варьируется от I стадии («минимальной») до IV стадии («тяжелой»).
Современные методы терапии эндометриоза направлены на облегчение боли, связанной с этим состоянием, и включают хирургическое и медикаментозное лечение. Подавление функции яичников ограничивает активность и рост поражений, что приводит к уменьшению болевых симптомов.
Этиология и естественное течение эндометриоза
Широко признано, что эндометриоз — многофакторное заболевание, и его патофизиология связана с рядом причин, способствующих развитию заболевания. Данные свидетельствуют о наличии наследственного компонента эндометриоза, обусловленного высокой семейной заболеваемостью. Метаанализ восьми полногеномных поисков ассоциаций (GWAS) выявил шесть локусов, связанных с эндометриозом. Геном, вовлеченный в развитие заболевания, включает гены, участвующие в регуляции эпителиальных клеток и метаболизма гормонов, в частности гормональных реакций в тканях.
Симптомы эндометриоза модулируются половыми стероидами яичников; раннее наступление менархе считается предрасполагающим фактором развития этого заболевания. Это позволило экспертам предположить, что увеличенное воздействие эстрогенов может нести повышенный риск заболевания. Эндометриоидные очаги аберрантно экспрессируют ряд стероидогенных ферментов, включая ароматазу и 17β-гидроксистероиддегидрогеназу (17β-HSD), что приводит к повышению синтеза и снижению метаболизма эстрогена. Сигналы эстрогена модулируют большое количество последующих патологических процессов в очагах эндометриоза.
С патофизиологией этого заболевания неразрывно связана дисфункция иммунных клеток. Изменения в их популяциях наблюдались в перитонеальной жидкости женщин с эндометриозом; в частности, у пациенток наблюдалось больше перитонеальных макрофагов, нейтрофилов и дендритных клеток. Кроме того, цитотоксичность NK-клеток снижена, а тяжесть заболевания положительно коррелирует с их способностью к уничтожению инфицированных клеток. При этом перитонеальные макрофаги также демонстрируют нарушение фагоцитоза.
Происхождение макрофагов
Макрофаги — это мононуклеарные фагоциты, играющие важнейшую роль в иммунитете (фагоцитоз патогенов, апоптотических клеток и их остатков, презентация антигенов и модуляция других популяций лейкоцитов). Они присутствуют во всех тканях организма и имеют различные тканеспецифичные функции в поддержании гомеостаза. Макрофаги образуются из трех основных популяций: желточного мешка эмбриона, печени плода и, после рождения, в результате кроветворения в костном мозге.
Большая часть знаний об онтогенезе макрофагов получена из исследований, проведенных на мышах. Самые ранние макрофаги возникают из эритромиелоидных предшественников (ЭМП), продуцируемых во время примитивного кроветворения во внеэмбриональном желточном мешке. После того как устанавливается кровообращение, макрофаги, образованные из эритромиелоидных предшественников, заселяют ткани плода.
После того как устанавливается кровообращение, макрофаги, образовавшиеся в результате воздействия ЭМП, заселяют ткани плода. За исключением микроглии, эти макрофаги частично или полностью замещаются моноцитами, происходящими из печени плода, которые дифференцируются в макрофаги в тканях.
Макрофаги, происходящие из моноцитов печени плода, могут сохраняться во взрослом возрасте и формировать популяцию тканевых макрофагов, подвергающихся самообновлению, например, в брюшине, селезёнке, лёгких, коже и печени. В других органах тканевые макрофаги, происходящие из моноцитов печени плода, постепенно замещаются моноцитами, поступающими из костного мозга. Этот процесс происходит в таких тканях, как кишечник и дерма.
У человека моноциты периферической крови образуют две основные популяции: CD14hi CD16lo и CD14lo CD16hi. Субпопуляция CD14hi CD16lo (классическая) считается наиболее многочисленной в крови. В условиях воспаления классические моноциты экстравазируются в ткани, дифференцируются в макрофаги или дендритные клетки и выполняют такие функции, как удаление апоптотических тел, стимуляция ангиогенеза и восстановление целостности тканей.
CD14lo CD16hi («неклассические») моноциты также экстравазируются в ткани во время воспаления, но они проникают в них на более поздних стадиях воспалительного процесса и имеют тенденцию к дифференцировке в макрофаги, участвующие в заживлении ран. Ключевая роль неклассических моноцитов заключается в контроле кровеносных сосудов вдоль слоя эндотелиальных клеток, что обеспечивает иммунный надзор за сосудистой системой и окружающими тканями.
Фенотип макрофагов
Макрофаги реагируют на локальное микроокружение и меняют свой транскриптом (набор всех транскриптов РНК) и фенотип в ответ на локальные сигналы. Исторически макрофаги разделялись на классически активированные клетки «M1» и альтернативно активированные клетки «M2». Классически активированные макрофаги связаны с воспалением и экспрессируют провоспалительные маркеры. Альтернативно активированные макрофаги связаны с гомеостазом, заживлением ран и иммуномодуляцией.
Эти состояния экстремальной поляризации существуют только в лабораторных условиях, где для получения макрофагов M1 обычно используют стимуляцию гранулоцитарно-макрофагальным колониестимулирующим фактором (GM-CSF) и цитокином IFN-γ (интерферон γ), а для получения активированных макрофагов M2 — стимуляцию макрофагальным колониестимулирующим фактором (M-CSF) и цитокинами интерлейкин-4 (IL-4) и интерлейкин-10 (IL-10).
Хотя эта система классификации — необходимый инструмент для исследования макрофагов в крайних точках активации, в настоящее время признано, что макрофаги in vivo демонстрируют широкий спектр фенотипов, специфичных для тканей и заболеваний, и система M1/M2 не может отражать всю многообразную природу и сложность фенотипа макрофагов.
Эндометриальные макрофаги
Эндометрий — это уникальная и высокодинамичная ткань, которая подвергается циклической пролиферации, дифференцировке, выделениям (менструации) и восстановлению в ответ на эстрогены и прогестерон, вырабатываемые яичниками, во время менструального цикла. В эндометрии с нормальным циклическим течением во время секреторной и менструальной фаз происходит приток макрофагов, а также сопутствующее увеличение количества производимых ими цитокинов и протеаз.
Исследования на мышиной модели разрушения и восстановления эндометрия показали приток классических моноцитов, которые дифференцировались в макрофаги в эндометрии во время фазы восстановления менструального цикла. Экстравазация моноцитов из кровеносных сосудов в эндометрий регулируется CCL2 (хемокином, регулирующим инфильтрацию и миграцию различных клеток, играющих существенную роль в неспецифическом и адаптивном иммунитете, в процессах воспаления и регенерации тканей) и хемокиновым рецептором CX3C 1 (трансмембранным высокоаффинным рецептором, опосредующим как адгезивную, так и миграционную функцию хемокина CX3CL1).
Приток макрофагов в эндометрий согласуется с их предполагаемой ролью в модуляции дифференцировки, распада и восстановления эндометрия. Предполагается, что в пролиферативную фазу макрофаги играют роль в регенерации и пролиферации функционального слоя эндометрия и экспрессируют маркеры активации и адгезии CD54, CD69 и CD71.
Макрофаги также участвуют в регуляции ремоделирования желез и ангиогенеза во время секреторной фазы за счет выработки фактора роста эндотелия сосудов (VEGF). Во время менструации макрофаги играют роль в инициации отторжения эндометрия, выделяя матриксные металлопротеиназы (ММП). В частности, секреция ММП-12, ММП-9 и ММП-14 необходима для разрушения функционального слоя эндометрия во время менструации.
В ответ на воздействие эстрогена макрофаги увеличивают свою пролиферативную способность и активируются, приобретая фенотип, больше соответствующий популяции, «способствующей заживлению ран». Таким образом, воздействие эстрогена может ускорить процесс заживления ран, и это частично регулируется за счет увеличения выработки макрофагами протеаз, матриксных металлопротеиназ, фактора роста фибробластов, фактора роста эндотелия сосудов и цитокинов, таких как резистин-подобный альфа-фактор (RELMα).
Эндометриальные макрофаги не экспрессируют рецептор прогестерона, однако экспрессия их генов значительно изменяется в ответ на прогестерон, что предполагает косвенный метод регуляции. Также было доказано, что воздействие кортизола повышает экспрессию ангиогенных генов, включая CXCL2 (C-X-C motif chemokine ligand 2), CXCL8 (C-X-C Motif Chemokine Ligand 8) и VEGFC (Vascular Endothelial Growth Factor C), в макрофагах in vitro. Это указывает на то, что локальный уровень кортизола может играть важную роль в регуляции ангиогенеза в ремоделирующемся эндометрии.
В совокупности эти данные позволили экспертам сделать вывод о том, что макрофаги играют ключевую роль в усилении динамического ремоделирования и восстановления эндометрия, что регулируется воздействием локальных цитокинов, факторов роста и гормонов, модулирующих их фенотип, функцию и привлечение на протяжении всего менструального цикла. Однако, по сравнению с другими тканевыми макрофагами, фенотип и функция макрофагов эндометрия, а также механизмы, регулирующие их привлечение и активацию, изучены значительно меньше.
Функция макрофагов при эндометриозе
Макрофаги способствуют имплантации эндометриальных клеток. Они могут секретировать необходимые факторы роста и цитокины, способствующие пролиферации и инвазии этих клеток. При помощи различных молекул макрофаги помогают обеспечивать адгезию эндометриальных клеток к окружающим тканям, увеличивая их успешное внедрение.
Среди функций макрофагов важна регуляция местного воспалительного ответа. При эндометриозе наблюдается хроническое воспаление, обусловленное присутствием экстракорпоральной эндометриальной ткани. Активация макрофагов приводит к выбросу цитокинов, включая TNF-α, IL-6 и IL-1β, усугубляющих воспаление и боль. Эти вещества также могут способствовать формированию спаек и фиброзу тканевого матрикса, что ухудшает общее состояние женщины.
Кроме того, активированные макрофаги участвуют в фагоцитозе дегенеративных клеток и патогенов, что выступает в качестве защитного механизма в организме. Однако при хроническом воспалении этот процесс может приводить к повреждению соседних здоровых тканей.
