Фенотипы макрофагов при репарации тканей и реакции на инородное тело: значение для стратегий регенеративной медицины на основе биоматериалов

Макрофаги — высокогетерогенная и пластичная популяция клеток, критически важная для репарации и регенерации тканей. Это сделало макрофаги особенно привлекательной мишенью для стратегий регенеративной медицины, направленных биоматериалами. Однако макрофаги также участвуют в неблагоприятных воспалительных и фибротических реакциях на имплантированные биоматериалы, обычно связанных с реакцией на инородное тело (РИТ). Традиционная модель в этой области утверждает, что фенотип макрофагов M2 обладает про-регенеративными свойствами и связан с благоприятным заживлением ран, тогда как фенотип M1 является провоспалительным и связан с патогенезом. Однако недавние исследования показывают, что и M1-, и M2-макрофаги играют разные, но в равной степени важные роли в репарации тканей. Кроме того, недавние технологические достижения, такие как секвенирование РНК отдельных клеток, позволили получить беспрецедентное представление о гетерогенности миелоидного компартмента, связанной с состоянием активации, нишей и онтогенетическим происхождением. Более глубокое понимание фенотипических и функциональных характеристик макрофагов, критически важных для репарации тканей и процессов РИТ, позволит рационально конструировать биоматериалы для улучшения интеграции биоматериала с тканью и регенерации. В этом обзоре мы обсуждаем роль временной и онтогенетической гетерогенности макрофагов в процессах репарации тканей и РИТ, а также возможные последствия этого для применения биоматериалов в регенеративной медицине. Значимость: В обзоре изложен вклад различных фенотипов макрофагов в разные фазы заживления ран и ангиогенеза. Также обсуждаются патологические исходы, такие как хроническое воспаление, фиброз и реакция на инородное тело, связанные с нарушением процесса перехода макрофагов от воспаления к разрешению воспаления. Мы суммируем новые данные о выраженной гетерогенности миелоидных клеток, связанной с их нишей, особенно микроокружением биоматериала, и онтогенетическим происхождением. Кроме того, рассматриваются новые инструменты, позволяющие анализировать клеточную гетерогенность на уровне отдельных клеток, и их использование для лучшего понимания гетерогенности макрофагов в иммунном микроокружении биоматериалов с целью более обоснованного проектирования иммуномодулирующих биоматериалов.