Monosit: karakteristik, fungsi, nilai, penyakit

monosit adalah sel darah yang berasal dari subpopulasi leukosit yang disebut sistem fagosit mononuklear. Mereka memiliki asal yang sama dengan fagosit lain dalam sel induk hematopoietik. Mereka bertanggung jawab atas regulasi imunitas bawaan dan adaptif, serta recaraling jaringan dan homeostasis.

Ada dua subkelompok monosit yang berbeda fungsi dan tujuannya, yaitu: 1) yang menghasilkan makrofag setelah ekstravasasi dari peredaran perifer; 2) lain yang, dalam kondisi inflamasi, berdiferensiasi menjadi sel dendritik inflamasi.

Sumber: Dr Graham Beards [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Makrofag adalah sel fagosit yang menetap di jaringan limfoid dan non-limfoid. Mereka terlibat dalam homeostasis jaringan keadaan mapan dengan membunuh sel-sel apoptosis. Selain itu, mereka memiliki berbagai reseptor yang mengenali patogen.

Untuk bagian mereka, sel dendritik mengkhususkan diri dalam pemrosesan dan penyajian antigen, dan dalam mengendalikan respons sel B dan T.

Selain bertahan melawan infeksi, monosit dapat berkontribusi pada perkembangan penyakit, seperti aterosklerosis dan multiple sclerosis, atau, sebaliknya, mereka dapat berkontribusi pada regenerasi otot setelah kerusakan, dan degradasi fibril amiloid pada penyakit Alzheimer.

Indeks artikel

Karakteristik

Monosit adalah sel yang bentuknya tidak beraturan. Mereka memiliki inti berbentuk ginjal. Mereka memiliki vesikel di sitoplasma. Diameternya berkisar antara 16 hingga 24 m. Ketika monosit diwarnai dengan pewarnaan Wright, sitoplasmanya tampak berwarna kebiruan.

Mereka berasal dari sel induk berpotensi majemuk dari sumsum tulang. Monosit diproduksi oleh beberapa langkah dan keadaan perantara termasuk: 1) nenek moyang myeloid umum (CMP); 2) induk granulosit-makrofag (GMP); 3) progenitor sel makrofag-dendritik (MDP).

Mereka memiliki plastisitas karena mereka dapat menjadi makrofag atau sel dendritik. Mereka menjadi makrofag ketika mereka memasuki jaringan atau mereka dapat berdiferensiasi menjadi sel dendritik inflamasi.

Pada manusia, monosit merupakan 8% dari leukosit dan memiliki waktu paruh 70 jam, sedangkan pada tikus merupakan 4% dari leukosit dan memiliki waktu paruh 17 jam.

Berdasarkan ekspresi reseptor kemokin, monosit dibagi menjadi dua kelompok utama. Pada manusia ini adalah: CD14 ++ CD16 – dan CD14 + CD16 + . Pada mouse ini adalah Gr-1 hi dan Gr-1l ow .

Perkembangan monosit ditentukan oleh ekspresi faktor transkripsi spesifik, seperti PU.1, dan faktor perpindahan CCAAT, AML-1B, Sp-1, GATA-1, dan -2.

Asal dan perkembangan

Model berbasis tikus saat ini mengusulkan bahwa monosit berasal dari sumsum tulang dari sel punca hematopoietik (HSC), yang berevolusi menuju pembentukan progenitor granulosit-makrofag (GMP), yang membentuk progenitor sel dendritik-makrofag (MDP) dan nenek moyang monosit umum (cMoP).

Dalam lumen pembuluh darah, pada keadaan tunak, cMoP berdiferensiasi pertama menjadi sel hi LY6C , dan kemudian menjadi sel rendah LY6C . Sel-sel rendah LY6C tikus (setara manusia mereka adalah CD14 rendah CD16 + ), menjadi makrofag residen darah daripada monosit itu sendiri, dan bergerak di permukaan lumen endotel.

Sel-sel rendah LY6C mengoordinasikan respons stres di lumen, dan merespons, melalui reseptor 7 Toll-like, terhadap sinyal kerusakan lokal, yang mendorong perekrutan neutrofil. Ini memicu nekrosis endotelium dan, akibatnya, monosit rendah LY6C membersihkan puing-puing sel.

Sel tikus LY6C hi (setara manusia mereka adalah CD14 + ) mewakili “monosit klasik”. Mereka direkrut di tempat peradangan yang bertindak sebagai prekursor fagosit mononuklear perifer. Sel LY6C hi berperan penting dalam respon inang terhadap serangan patogen, seperti Listeria monocytogenes .

Makrofag turunan monosit

Istilah makrofag mengacu pada sel monumental fagosit besar. Tergantung pada jaringan di mana mereka ditemukan, makrofag diberi nama khusus.

Makrofag disebut sel Kupffer di hati, makrofag alveolar di paru-paru, histiosit di jaringan ikat, osteoklas di tulang, mikroglia di otak, dan sel Langerhans di kulit. Mereka juga dinamai organ di mana ia ditemukan, seperti kelenjar getah bening, timus, atau makrofag endokrin.

Di bawah kondisi mapan, populasi makrofag residen jaringan dipertahankan oleh proliferasi lokal mereka. Namun, ketika ada peradangan, perekrutan cepat sel-sel prekursor terjadi ke dalam kompartemen makrofag dari jaringan masing-masing.

Diferensiasi monosit rendah LY6C menjadi makrofag melibatkan perubahan ekspresi gen, yang menentukan perubahan fenotipik dan ekspresi antigen permukaan terkait makrofag. Ada dua jenis makrofag, yaitu: makrofag M1 atau makrofag inflamasi; Makrofag M2 atau makrofag anti-inflamasi (atau pengatur).

Makrofag M1 bereaksi kuat terhadap invasi oleh patogen dan sinyal berbahaya lainnya melalui pembentukan sitokin proinflamasi, dan sintesis oksida nitrat dan spesies oksigen reaktif. Makrofag M2 memiliki sifat tolerogenik dan restoratif.

Sel dendritik turunan monosit

Sel dendritik klasik berkembang dari progenitor sel makrofag-dendritik (MDP), yang disebut sel dendritik praklasik. Sel dendritik terbentuk dari monosit yang bermigrasi melalui endotelium dalam arah ablumenal – lumenal. Monosit dalam matriks endotel berkembang menjadi makrofag.

Rekrutmen sel hi LY6C terjadi di tempat peradangan. Sel LY6C hi yang direkrut berubah menjadi sel dendritik, yang bermigrasi ke kelenjar getah bening. LY6C hi monosit menjadi CX 3 CR1 + D14 + sel dendritik . Sel dendritik praklasik diubah menjadi CD103 + .

Ketika peradangan terjadi di kulit dengan penyinaran dengan sinar UV, monosit LY6C hi masuk ke epidermis dan menjadi sel dengan karakteristik sel Langerhans. Sel-sel ini juga biasanya ditemukan di garis epitel mukosa rongga vagina dan mulut.

Sel-sel dendritik dari epitel vagina dibentuk kembali oleh sel-sel prekursor dari sumsum tulang. Dalam kondisi inflamasi mereka diisi kembali oleh monosit LY6C hi .

Fitur

Peran monosit dalam infeksi

Pada individu sehat, monosit darah tepi terdiri dari 90% monosit klasik (CD14 ++ CD16 ++ ). 10% sisanya adalah monosit CD16 + (CD14 ++ CD16 + intermediet ) dan monosit non-klasik (CD14 + CD16 + ).

Selama infeksi atau cedera, neutrofil merespons dengan cepat (dalam beberapa jam). Namun, monosit memodulasi peradangan dengan memproduksi sitokin, seperti IL-1β, IL-6, TNF- α, dan nitric oxide synthase yang dapat diinduksi. Setiap jenis monosit merespon secara berbeda terhadap rangsangan.

Misalnya, selama infeksi Candida albicans , monosit klasik menginduksi respon imun Th7. Sedangkan pada infeksi Aspergillus fumigatus , monosit klasik dan CD16 + memiliki kapasitas fagositosis yang sama, dan monosit klasik menghambat perkecambahan konidia.

Dalam kondisi infeksi, jumlah monosit CD16 + meningkat. Ini telah diamati pada wanita hamil dengan malaria ( Plasmodium spp.) Dan koinfeksi dengan HIV. Monosit dapat mengurangi jumlah parasit, memfagosit eritrosit yang terinfeksi melalui fagositosis opsonik atau non-opsonik.

Namun, monosit dapat berkontribusi pada manifestasi malaria yang parah, yang mempengaruhi fungsi fisiologis inang dan menyebabkan munculnya patologi. Monosit, sel dendritik, dan makrofag juga memainkan peran penting dalam patogenesis HIV.

Peran monosit dalam angiogenesis dan aterogenesis

Monosit menumpuk di dinding pembuluh darah yang sedang tumbuh, menunjukkan bahwa mereka berkontribusi pada aterogenesis. Mereka tidak membentuk jaringan vaskular, tetapi mereka meniru sel-sel endotel, yang dengannya mereka berbagi karakteristik fenotipik dan penanda permukaan.

Ketika monosit dalam peredaran perifer bermigrasi dari vaskular ke kompartemen ekstravaskular, mereka menjadi makrofag. Secara khusus, makrofag M2 memiliki fungsi proangiogenik: mereka mempromosikan recaraling vaskular selama perbaikan jaringan.

Karakteristik pembentukan plak aterosklerotik adalah akumulasi lipoprotein di daerah intim arteri, yang disertai dengan perekrutan monosit dari peredaran.

Monosit bermigrasi ke ruang subendotel dan berinteraksi dengan komponen matriks ekstraseluler, seperti kolagen I, penyusun utama dinding arteri. Interaksi yang kuat terbentuk antara matriks ekstraseluler dan monosit.

Rendah density lipoprotein (LDL), ditahan oleh proteoglikan dalam matriks ekstraselular, ditangkap oleh makrofag. Matrix metalloproteinases (MMPs) penting untuk pembentukan plak aterosklerosis. Makrofag bertanggung jawab untuk memproduksi urokinase yang mengaktifkan MMPs.

Peran monosit dalam peradangan

Penanda subset monosit untuk banyak kondisi inflamasi, seperti infark miokard akut, stroke, sepsis, rheumatoid arthritis, HIV, dan hemodialisis. Misalnya, pasien dengan infark miokard dan aneurisma ventrikel memiliki lebih banyak monosit daripada individu tanpa kondisi ini.

Monosit dan makrofag adalah sumber utama sitokin, yang berfungsi sebagai pembawa pesan antar sel, dan mengatur proliferasi, diferensiasi, dan migrasi sel. Sitokin yang paling penting yang terlibat dalam gagal jantung adalah faktor nekrosis tumor (TNF) dan interleukin IL6.

Sebuah studi tentang proses inflamasi pada pasien dengan gagal jantung menunjukkan bahwa TNF, TNFR1 dan TNFR2 adalah prediktor kematian pada populasi yang diteliti. IL6 bukanlah penanda peradangan, tetapi memiliki efek merusak langsung pada miokardium.

Modulasi terapeutik sistem sitokin dalam uji klinis belum berhasil pada manusia. Strategi lain terdiri dari penggunaan carvedilol, antagonis beta-adrenoreseptor non-selektif, yang mengurangi produksi TNF oleh monosit.

Fenofibrate, turunan asam fibrat, secara signifikan menghambat pelepasan sitokin turunan monosit, seperti IL1, IL6, dan MCP-1.

Tingkat monosit dalam darah

Analisis kuantitatif dari berbagai jenis leukosit dalam darah menunjukkan nilai normal berikut: bentuk pita (granulosit neutrofilik), 3-5%; tersegmentasi (granulosit neutrofilik), 40-75%; eosinofil (granulosit), 2–4%; basofil (granulosit), 0–1%; limfosit, 25–40%; monosit, 2-8%.

Jumlah normal monosit dalam darah adalah antara 0 dan 800 sel / ml, dan nilai rata-rata normal adalah 300 sel / ml (0,3 x 10 9 sel / L). Proses inflamasi kronis dikaitkan dengan monositosis, yang merupakan peningkatan jumlah monosit. Nilai absolut melebihi 800 sel / ml (> 0,8 x 10 9 sel / L).

Beberapa kelainan yang berhubungan dengan monositosis adalah penyakit inflamasi, seperti tuberkulosis, sifilis dan endokarditis bakterial subkutan, granulomatosis/autoimun, lupus erimatous sistemik, artritis reumatoid, dan arteritis temporal.

Kelainan ganas yang menyebabkan monositosis antara lain preleukemia, leukemia nymphocytic, histiocytosis, penyakit Hodgkin, limfoma non-Hodgkin, dan karsinoma.

Monocytopenia adalah pengurangan jumlah monosit (kurang dari 200 sel / ml; 0,2 x 10 9 sel / L). Ini terjadi sebagai respons terhadap stres, endotoksemia, dan setelah pemberian glukokortikoid, interferon alfa, dan TNF-alfa.

Beberapa gangguan yang terkait dengan monositopenia termasuk leukemia limfositik kronis, neutropenia siklik, dan kerusakan termal yang parah.

Penyakit terkait: kanker

Monosit, selain berperan penting dalam sistem imun bawaan untuk mempertahankan pejamu dari mikroba patogen, juga berperan dalam patogenesis dan progresi penyakit seperti aterosklerosis, multiple sclerosis, dan metastasis tumor.

Makrofag M1 inflamasi terlibat dalam penghapusan sel tumor yang tidak perlu, tetapi makrofag terkait tumor (TAM) M2 dapat menghambat respon antitumor, meningkatkan pertumbuhan tumor dan mempromosikan metastasis.

Karena itu, keberadaan dan kuantitas TAM berkorelasi dengan harapan hidup yang buruk bagi pasien. Pada tikus di mana limpa telah diangkat, mereka menunjukkan pengurangan jumlah TAM, itulah sebabnya penurunan pertumbuhan tumor dan metastasis diamati.

Dalam lingkungan hipoksia tumor, TAM sangat dipengaruhi oleh sekresi molekul sinyal, sel sistem imun, dan sel tumor. TAM invasif menghasilkan faktor pertumbuhan seperti EGF, yang mendorong pertumbuhan tumor.

Selain itu, TAM menghasilkan faktor-faktor seperti VEGF, yang mendorong pertumbuhan pembuluh darah dan metastasis. Faktor lain yang dihasilkan oleh TAM adalah VEGFR1, yang terlibat dalam pembentukan ceruk premetastatik.

Referensi

1. Abbas, AK, Lichtman, AH, Pillai, S. 2017. Imunologi seluler dan molekuler. Elsevier, Amsterdam.
2. Auffray, C., Sieweke, MH, Geissmann, F. 1009. Monosit darah: perkembangan, heterogenitas, dan hubungan dengan sel dendritik. Tinjauan Tahunan Imunologi, 27, 669–92.
3. Delves, PJ, Martin, SJ, Burton, DR, Roitt, IM 2017. Imunologi esensial Roitt. Wiley, Chichester.
4. Eales, L.-J. 2003. Imunologi untuk ilmuwan kehidupan. Wiley, Chichester.
5. Fraser, IP, Ezekowitz, AB 2001. Monosit dan makrofag. Dalam: Austen, KF, Frank, MM, Atkinson, JP, Cantor, H., eds. Penyakit imunologi Samter, Volume I. Penerbit Lippincott Williams & Wilkins.
6. Geissmann, F., Manz, MG, Jung, S., Sieweke, MH, Merad, M, Ley, K. 2010. Perkembangan monosit, makrofag, dan Sel dendritik. Sains, 327, 656-661.
7. Hoffman, R., Benz, EJ, Jr., Silberstein, LE, Heslop, H., Weitz, JI, Anastasi, J., Salama, m. E., Abutalib, SA 2017. Hematologi: prinsip dan praktik dasar. Elsevier, Amsterdam.
8. Karlmark, KR, Tacke, F., Dunay, IR 2012. Monosit dalam kesehatan dan penyakit – ulasan mini. Jurnal Mikrobiologi dan Imunologi Eropa 2, 97-102.
9. Lameijer, MA, Tang, J., Nahrendorf, M., Beelen, RHJ, Mulder, WJM 2013. Monosit dan makrofag sebagai target pengobatan nano untuk meningkatkan diagnosis dan pengobatan penyakit. Ulasan Ahli dalam Diagnostik Molekuler, 13, 567–580.
10. Lameijer, M., Tang, J., Nahrendorf, M., Mulder, WJM 2013. Monosit dan makrofag sebagai target pengobatan nano untuk diagnosis dan pengobatan penyakit yang lebih baik. Diagnostik Molekuler Tinjauan Ahli, 13, 567–580.
11. Lazarus, HM, Schmaier, AH 2019. Panduan ringkas untuk hematologi. Pegas, Cham.
12. Lichtman, MA, Kaushansky, K., Prchal, JT, Levi, MM, Luka bakar, LJ, Armitage, JO 2017. Manual Hematologi. Mc Graw Hill, New York.
13. Löffler, H., Rastetter, J., Haferlach, T. 2000. Atlas hematologi klinis. Springer, Berlin.
14. Longo, DL 2010. Hematologi dan onkologi Harrison. McGraw-Hill, New York.
15. Murphy, K., Weaver, C. 2016. Imunobiologi Janeway. Ilmu Garland, New York.
16. sterud, B., Bjørklid, E. 2003. Peran monosit dalam aterogenesis. Tinjauan Fisiologi, 83, 1069-1112.
17. Parham, P. 2014. Sistem kekebalan tubuh. Ilmu Garland, New York.
18. Paul, WE 2012. Imunologi dasar. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
19. Richards, DM, Hettinger, J., Feuerer, M. 2013. Monosit dan makrofag pada kanker: perkembangan dan fungsi. Lingkungan Mikro Kanker, 6, 179-191.
20. Wrigley, BJ, Lip, GYL, Shantsila, E. 2011. Peran monosit dan peradangan dalam patofisiologi gagal jantung. Jurnal Gagal Jantung Eropa, 13, 1161-1171.
21. Yona, S., Jung, S. 2009. Monosit: himpunan bagian, asal-usul, nasib dan fungsi. Opini Saat Ini dalam Hematologi. DOI: 10.1097 / Depkes.0b013e3283324f80.