Was sind Makrophagen? Arten und Aufgaben – Freund oder Feind bei Krebs?

An der Abwehr von Krankheitserregern sind viele Zellen des Immunsystems beteiligt. Makrophagen, eine Art weißer Blutkörperchen des Immunsystems, spielen eine wichtige Rolle bei der Körperabwehr.

Was sind Makrophagen?

Untersuchungen zufolge sind Makrophagen Zellen, die sich durch Signale als Reaktion auf Krankheitserreger (etwa Mikroben) aus im Blut zirkulierenden Monozyten differenzieren.

Der Name Makrophage stammt aus dem Griechischen und bedeutet großer Fresser (makros = groß; phagein = essen).

Welche Aufgaben haben Makrophagen?

Makrophagen nehmen Zellabfälle, Fremdstoffe, Mikroben, Krebszellen und alles, was auf seiner Oberfläche keine für gesunde Körperzellen typischen Proteine trägt, durch einen als Phagozytose bezeichneten Vorgang auf und verschlingen und verdauen sie. Diese großen Fresszellen befinden sich grundsätzlich in allen Geweben.

Welche Bedeutung haben Makrophagen für COVID-19-Impfstoffe?

Um die Wirkung von COVID-19-Impfstoffen und generell aller Impfstoffe zu verstehen, hilft zunächst ein Blick darauf, wie der Körper Krankheiten bekämpft. Wenn Mikroben wie Bakterien oder Viren in den Körper gelangen, greifen sie an und vermehren sich. Diese als Infektion bezeichnete Invasion verursacht die Erkrankung. Das Immunsystem nutzt verschiedene Werkzeuge zur Infektionsbekämpfung. Blut enthält rote Blutkörperchen zum Sauerstofftransport in Gewebe und Organe sowie weiße Immunzellen zur Infektionsabwehr. Diese weißen Zellen bestehen hauptsächlich aus Makrophagen, B-Lymphozyten und T-Lymphozyten:
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Makrophagenhinterlassen Teile der eingedrungenen Mikroben, die Antigene genannt werden. Der Körper erkennt Antigene als gefährlich und regt Antikörper dazu an, sie anzugreifen. Makrophagen sind die ersten Immunzellen, die die in Impfstoffen enthaltenen Virusantigene verarbeiten / ihnen begegnen.
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B-Lymphozytenproduzieren Antikörper, die die von Makrophagen zurückgelassenen Antigene angreifen.
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T-Lymphozytensind eine weitere Art weißer Abwehrzellen. Sie greifen bereits infizierte Körperzellen an.

Impfstoffe helfen durch die Nachahmung einer Infektion beim Aufbau von Immunität. Eine solche Infektion verursacht jedoch fast nie die Erkrankung, sondern bewirkt, dass das Immunsystem T-Lymphozyten und Antikörper bildet. Nach dem Abklingen der nachgeahmten Infektion bleiben „Gedächtnis“-T-Lymphozyten und B-Lymphozyten zurück, die sich daran erinnern, wie diese Krankheit künftig bekämpft werden kann. Nach einer Impfung dauert es jedoch normalerweise einige Wochen, bis der Körper T-Lymphozyten und B-Lymphozyten produziert. Deshalb kann jemand, der unmittelbar vor oder nach der Impfung eine Krankheit bekommt, Symptome entwickeln und erkranken, weil der Impfstoff noch nicht genügend Zeit hatte, Schutz aufzubauen.

Welche Arten von Makrophagen gibt es?

Makrophagen nehmen je nach Gewebe unterschiedliche Formen an, beispielsweise Histiozyten, Kupffer-Zellen, Alveolarmakrophagen, Mikroglia und weitere. Sie gehören jedoch alle zum mononukleären Phagozytensystem. Neben der Phagozytose spielen sie eine wichtige Rolle bei der unspezifischen Abwehr (angeborenen Immunität) und helfen durch die Einbeziehung anderer Immunzellen wie Lymphozyten auch dabei, spezifische Abwehrmechanismen (adaptive Immunität) einzuleiten. Beispielsweise dienen sie für T-Zellen auch als Antigenpräsentatoren.

Auch zahlreiche mit Makrophagen verbundene Krankheiten wurden beschrieben. Beim Menschen verursachen dysfunktionale (nicht funktionierende) Makrophagen beispielsweise schwere Erkrankungen wie die chronische Granulomatose, die zu häufigen Infektionen führt.

In der obigen Abbildungist dargestellt, wie eine Makrophagenzelle (große orangefarbene Zelle) Bakterien (kleine grüne Zellen) angreift und zerstört.

Bei der Entstehung des Tumorumfelds und wenn Krebszellen Metastasen bilden, gibt es im metastatisch befallenen Gewebe Zellen in einer als Tumormikroumgebung bezeichneten Umgebung, die den Krebszellen beim Überleben helfen.

Makrophagen sind die häufigsten Zellen in der Tumormikroumgebung

Mit der Krebsentwicklung verbundene Makrophagen in der Tumormikroumgebung werden TİM (tumorassoziierte Makrophagen, tumor-associated macrophages, TAM) genannt.

TİMüberleben durch im Tumorumfeld produzierte GM-CSF-Signale. CSF1-Signale werden von Tumorzellen produziert und stimulieren TİM. Als Reaktion auf diese Stimulation lösen TİMihrerseits das der Metastasierung der Tumorzelle helfende EGF -Signal aus. Zusätzlich zum EGF-Signal setzen sie VEGF- und Wnt7β-Signale frei und fördern so in ihrer Umgebung die Entwicklung neuer Blutgefäßeals dadurch ausgelösten Prozess.

Außerdem, wenn in Makrophagen der entzündungshemmende Transkriptionsfaktor Stat3 fehlt, entsteht eine chronische entzündliche Reaktion. Durch diese Reaktion wird in verschiedenen Organen, beispielsweise im Dickdarm, die Entwicklung eines Adenokarzinoms angeregt.

Makrophagen sind auch als Ziel innovativer onkologischer Behandlungen sehr wichtig. Als therapeutisches Ziel versucht man, ihre CSF1- Rezeptorenmit Antikörpern und niedermolekularen Medikamenten zu blockieren, um eine Tumorverkleinerung zu erreichen.