Cercetătorii descoperă că celulele imune din glanda pituitară ajută la echilibrarea hormonilor

Hipofiza este un organ endocrin central situat sub creier, având o conexiune directă cu hipotalamusul printr-un sistem complex de vase sanguine și nervi. Aceasta joacă un rol crucial în reglarea mai multor procese fiziologice, inclusiv creșterea, reproducerea și răspunsul la stres, prin producerea și eliberarea de hormoni. Structura hipofizei este formată din două componente ectodermale: ectodermul neural, care dă naștere lobului posterior, și ectodermul de suprafață, din care se formează lobii anterior și intermediar. Lobul anterior conține cinci tipuri principale de celule endocrine, alături de alte celule non-endocrine, inclusiv macrofagele, care s-au dovedit a avea un rol esențial în menținerea homeostaziei hormonale.

Importanța macrofagelor în hipofiză și rolul lor în sistemul endocrin

Macrofagele sunt celule esențiale pentru menținerea homeostaziei tisulare, având o origine predominant embrionară și fiind capabile de auto-reînnoire în cadrul fiecărui organ adult. Acestea îndeplinesc funcții variate în glandele endocrine, influențând inflamația metabolică în pancreas, reglarea foliculogenezei și ovulației în ovare, precum și vascularizarea și spermatogeneza în tractul reproductiv masculin.

În hipofiză, macrofagele reprezintă cea mai numeroasă populație de celule imune. Cu toate acestea, până în prezent, originea, caracteristicile și funcțiile lor specifice în reglarea activității hipofizare nu au fost pe deplin înțelese. Studiul de față a realizat o cartografiere detaliată a macrofagelor rezidente din hipofiză (pitMØs), elucidând dinamica dezvoltării acestora și impactul lor asupra echilibrului hormonal.

Identificarea și caracterizarea macrofagelor hipofizare

Pentru a obține o perspectivă detaliată asupra populațiilor de macrofage din hipofiză, cercetătorii au utilizat secvențierea ARN-ului unicelular (scRNA-seq) pe hipofize prelevate de la șoareci nou-născuți până la adulți. Analiza a evidențiat un mediu imun complex, cu existența a șase subseturi distincte de macrofage și două subseturi de monocite. Aceste populații s-au dovedit a fi dinamice, crescând semnificativ în număr în perioada postnatală.

S-a constatat că macrofagele hipofizare exprimă markeri tipici de microglie în lobul posterior și sunt asociate cu vasele de sânge în lobul anterior. Mai mult, s-a demonstrat că acestea provin din precursori embrionari timpurii ai sacului vitelin și că menținerea lor este asigurată prin auto-proliferare.

Rolul macrofagelor în reglarea homeostaziei hipofizare

Prin experimente de depleție a macrofagelor, cercetătorii au identificat un rol fundamental al acestora în dezvoltarea homeostatică a hipofizei. Absența macrofagelor a dus la perturbări ale nivelurilor hormonale hipofizare, în principal prin modificarea disponibilității ATP extracelular și a semnalizării calciului în hipofiză.

Macrofagele au fost localizate în apropierea celulelor secretante de hormon luteinizant (LH) și hormon de stimulare tiroidiană (TSH), interacționând direct cu acestea. Depleția macrofagelor a dus la reducerea nivelurilor de LH și TSH, fără a afecta semnificativ prolactina (PRL) sau hormonul de stimulare foliculară (FSH). Acest lucru sugerează că macrofagele hipofizare contribuie la reglarea fină a secreției hormonale, influențând în mod direct organizarea și activitatea celulelor endocrine.

Macrofagele hipofizare și auto-menținerea lor

O descoperire majoră a studiului a fost că macrofagele din hipofiză sunt complet auto-renovabile și nu necesită recrutarea monocitelor din măduva osoasă. Acest lucru este remarcabil, având în vedere că în multe alte organe, celulele imune rezidente sunt parțial sau total înlocuite de monocite circulante de-a lungul vieții. Chiar și în condiții inflamatorii acute, cum ar fi expunerea la lipopolizaharide (LPS), macrofagele hipofizare nu au fost înlocuite de monocite.

Pentru a testa originea acestor celule, cercetătorii au utilizat modele de șoareci modificați genetic, demonstrând că macrofagele hipofizare derivă exclusiv din precursori ai sacului vitelin și că acestea persistă prin auto-proliferare fără contribuția monocitelor fetale sau adulte.

Influența macrofagelor asupra echilibrului hormonal

Depleția macrofagelor hipofizare a avut un impact direct asupra reglării hormonale, influențând în principal secreția de LH. Prin experimente in vitro, cercetătorii au demonstrat că macrofagele secretă ATP în spațiul extracelular, iar acest proces este amplificat de stimularea cu hormonul eliberator de gonadotropină (GnRH). ATP extracelular joacă un rol cheie în semnalizarea dintre macrofage și celulele gonadotrope, contribuind la menținerea homeostaziei LH.

În plus, analiza transcriptomică a arătat că depleția macrofagelor determină modificări semnificative ale expresiei genelor implicate în semnalizarea steroidiană, transportul ionilor și reglarea hormonilor endocrini. Aceste rezultate sugerează că macrofagele hipofizare nu doar interacționează fizic cu celulele endocrine, ci și influențează mecanismele moleculare care stau la baza producției hormonale.

Concluzii și implicații viitoare

Acest studiu oferă o caracterizare detaliată a macrofagelor hipofizare, demonstrând că acestea sunt celule esențiale pentru menținerea echilibrului hormonal. Originea lor embrionară timpurie, capacitatea de auto-reînnoire și rolul lor în interacțiunile cu celulele endocrine le plasează într-o poziție centrală în reglarea funcției hipofizare.

Aceste descoperiri deschid noi direcții de cercetare în endocrinologie și imunologie, sugerând că manipularea macrofagelor hipofizare ar putea reprezenta o strategie terapeutică pentru tratamente hormonale personalizate. Mai mult, înțelegerea detaliată a modului în care macrofagele interacționează cu celulele endocrine ar putea contribui la dezvoltarea unor terapii inovatoare pentru afecțiuni hipofizare și alte tulburări hormonale.