Визначення впливу макрофагів на канцерогенез і запалення

Автор(и)

  • Ангеліна Дмитрівна Андрющенко Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна Національної академії наук України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4174-2740

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2026.356317

Ключові слова:

активація тромбоцитів, PDGF, цитокіни, запалення, ініціація пухлин, знищення патогенів, стимулювання ангіогенезу, регенерація тканин

Анотація

Мета. Метою дослідження є визначення впливу макрофагів на канцерогенез і запалення. Порушення функціонування цієї системи контролю призводить до патології та розвитку хронічного запалення. Проаналізовано кореляцію хронічного запалення та злоякісних пухлин, яка спостерігається у разі захворювань кишечника як неспецифічний виразковий коліт та хвороба Крона.

Матеріали та методи. Матеріалами роботи було обрано публікації з даними клінічних та експериментальних досліджень, які показують, що макрофаги здатні підтримувати прогресію та метастазування солідних пухлин. Методами даної роботи є систематизація аналізу сучасних досліджень визначення впливу макрофагів на канцерогенез і запалення  з акцентом на теоретичні основи, експериментальні дані та технологічні інновації.

Результати. Результатом роботи є доведення, що при хронічному запаленні в тканині одночасно активовані два процеси:

1) пошкодження тканини патогеном (або бактерицидною активністю макрофагів); 2) стимуляція регенерації. Достатня кількість літературних даних свідчить, що спектр цитокінів пухлинного оточення є важливим для формування фенотипу макрофагів.

Це твердження дозволяє пояснити асоціацію кількості пухлинних макрофагів, що спостерігалася, з хорошим прогнозом. Можливо, що в цих випадках макрофаги набувають імунологічно нейтрального фенотипу або навіть зберігають деякі цитотоксичні властивості, таким чином, що вони або не інтерферують з протипухлинною імунною відповіддю, або навіть беруть активну участь.  Визначено, що активовані макрофаги є основним джерелом ростових факторів та цитокінів TGF-β1, PDGF, βEGF, TGF-α IGF-I-II, TNF та IL-1, які відіграють ключову роль у регуляції активності клітин, що відновлюють пошкоджену тканину.

Висновки. Висновки роботи сформульовано на основі аналізу даних наукової літератури, що дозволяє стверджувати, що макрофаги другого типу відіграють важливу роль у прогресії пухлини. Доведена здатність макрофагів виробляти широкий спектр протеїназ, включаючи uРА та ММР-9. У літературних даних із використанням мишачих моделей встановлено, що в процесі інвазії макрофаги були присутні у місцях порушення базальної мембрани та виходу пухлинних клітин. Обґрунтовано, що макрофаги беруть участь у процесах інвазії та метастазування пухлин

Біографія автора

Ангеліна Дмитрівна Андрющенко, Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна Національної академії наук України

Аспірант

Відділу молекулярної імунології

Посилання

  1. Murray, P. J., Allen, J. E., Biswas, S. K., Fisher, E. A., Gilroy, D. W., Goerdt, S. et al. (2014). Macrophage Activation and Polarization: Nomenclature and Experimental Guidelines. Immunity, 41 (1), 14–20. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2014.06.008
  2. Goswami, S., Anandhan, S., Raychaudhuri, D., Sharma, P. (2022). Myeloid cell-targeted therapies for solid tumours. Nature Reviews Immunology, 23 (2), 106–120. https://doi.org/10.1038/s41577-022-00737-w
  3. Christofides, A., Strauss, L., Yeo, A., Cao, C., Charest, A., Boussiotis, V. A. (2022). The complex role of tumor-infiltrating macrophages. Nature Immunology, 23 (8), 1148–1156. https://doi.org/10.1038/s41590-022-01267-2
  4. Umakoshi, M., Nakamura, A., Tsuchie, H., Li, Z., Kudo-Asabe, Y., Miyabe, K. et al. (2023). Macrophage numbers in the marginal area of sarcomas predict clinical prognosis. Scientific Reports, 13 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28024-1
  5. Toor, S. M., Syed Khaja, A. S., El Salhat, H., Faour, I., Kanbar, J., Quadri, A. A. et al. (2017). Myeloid cells in circulation and tumor microenvironment of breast cancer patients. Cancer Immunology, Immunotherapy, 66 (6), 753–764. https://doi.org/10.1007/s00262-017-1977-z
  6. Chen, Y., Jin, H., Song, Y., Huang, T., Cao, J., Tang, Q., Zou, Z. (2020). Targeting tumor‐associated macrophages: A potential treatment for solid tumors. Journal of Cellular Physiology, 236 (5), 3445–3465. https://doi.org/10.1002/jcp.30139
  7. Caverzán, M. D., Beaugé, L., Oliveda, P. M., Cesca González, B., Bühler, E. M., Ibarra, L. E. (2023). Exploring Monocytes-Macrophages in Immune Microenvironment of Glioblastoma for the Design of Novel Therapeutic Strategies. Brain Sciences, 13 (4), 542. https://doi.org/10.3390/brainsci13040542
  8. Anfray, C., Ummarino, A., Calvo, A., Allavena, P., Torres Andón, F.; Ursini-Siegel, J. (Ed.) (2023). In Vivo Analysis of Tumor-Associated Macrophages in the Tumor Microenvironment. The Tumor Microenvironment. New York, 93–108. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2914-7_7
  9. Linde, N., Gutschalk, C. M., Hoffmann, C., Yilmaz, D., Mueller, M. M. (2012). Integrating Macrophages into Organotypic Co-Cultures: A 3D In Vitro Model to Study Tumor-Associated Macrophages. PLoS ONE, 7 (7), e40058. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0040058
  10. Karimova, A. F., Ketkar, A., Suezov, R., Khalitova, A. R., Gomzikova, M., Mukhamedshina, Y. et al. (2024). In vitro functional assays to assess the reciprocal interplay between tumor cells and macrophages. The FASEB Journal, 38 (13). https://doi.org/10.1096/fj.202400240r
  11. Carrera Silva, E. A., Errasti, A. E. (2025). Reprograming Model of Human Monocyte-derived Macrophages for In-vitro Assays. Journal of Visualized Experiments, 218. https://doi.org/10.3791/67651
  12. Colado, A., Almejún, M. B., Podaza, E., Risnik, D., Stanganelli, C., Elías, E. E. et al. (2016). The kinase inhibitors R406 and GS-9973 impair T cell functions and macrophage-mediated anti-tumor activity of rituximab in chronic lymphocytic leukemia patients. Cancer Immunology, Immunotherapy, 66 (4), 461–473. https://doi.org/10.1007/s00262-016-1946-y
  13. Colado, A., Genoula, M., Cougoule, C., Marín Franco, J. L., Almejún, M. B., Risnik, D. et al. (2018). Effect of the BTK inhibitor ibrutinib on macrophage- and γδ T cell-mediated response against Mycobacterium tuberculosis. Blood Cancer Journal, 8 (11). https://doi.org/10.1038/s41408-018-0136-x
  14. Nowak, W., Grendas, L. N., Sanmarco, L. M., Estecho, I. G., Arena, Á. R., Eberhardt, N. et al. (2019). Pro-inflammatory monocyte profile in patients with major depressive disorder and suicide behaviour and how ketamine induces anti-inflammatory M2 macrophages by NMDAR and mTOR. EBioMedicine, 50, 290–305. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.10.063
  15. Gattas, M. J., Estecho, I. G., Lago Huvelle, M. A., Errasti, A. E., Carrera Silva, E. A., Simian, M. (2021). A Heterotypic Tridimensional Model to Study the Interaction of Macrophages and Glioblastoma In Vitro. International Journal of Molecular Sciences, 22 (10), 5105. https://doi.org/10.3390/ijms22105105
  16. Risnik, D., Colado, A., Podaza, E., Almejún, M. B., Elías, E. E., Bezares, R. F. et al. (2020). Immunoregulatory effects of Lurbinectedin in chronic lymphocytic leukemia. Cancer Immunology, Immunotherapy, 69 (5), 813–824. https://doi.org/10.1007/s00262-020-02513-y
  17. Mulder, K., Patel, A. A., Kong, W. T., Piot, C., Halitzki, E., Dunsmore, G. et al. (2021). Cross-tissue single-cell landscape of human monocytes and macrophages in health and disease. Immunity, 54 (8), 1883-1900.e5. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.07.007
  18. Silvin, A., Uderhardt, S., Piot, C., Da Mesquita, S., Yang, K., Geirsdottir, L. et al. (2022). Dual ontogeny of disease-associated microglia and disease inflammatory macrophages in aging and neurodegeneration. Immunity, 55(8), 1448-1465.e6. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2022.07.004
  19. Maeda, A., Digifico, E., Andon, F. T., Mantovani, A., Allavena, P. (2019). Poly(I:C) stimulation is superior than Imiquimod to induce the antitumoral functional profile of tumor‐conditioned macrophages. European Journal of Immunology, 49 (5), 801–811. https://doi.org/10.1002/eji.201847888
  20. Ummarino, A., Anfray, C., Maeda, A., Andón, F. T., Allavena, P.; Ursini-Siegel, J. (Ed.) (2023). In Vitro Methods to Evaluate Macrophage Polarization and Function in Cancer. The Tumor Microenvironment. New York, 81–91. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2914-7_6
  21. Carestia, A., Mena, H. A., Olexen, C. M., Ortiz Wilczyñski, J. M., Negrotto, S., Errasti, A. E. et al. (2019). Platelets Promote Macrophage Polarization toward Pro-inflammatory Phenotype and Increase Survival of Septic Mice. Cell Reports, 28 (4), 896–908.e5. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.062
  22. Vogel, D. Y. S., Glim, J. E., Stavenuiter, A. W. D., Breur, M., Heijnen, P., Amor, S. et al. (2014). Human macrophage polarization in vitro: Maturation and activation methods compared. Immunobiology, 219 (9), 695–703. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2014.05.002
  23. Ferrer, M. F., Thomas, P., López Ortiz, A. O., Errasti, A. E., Charo, N., Romanowski, V. et al. (2019). Junin Virus Triggers Macrophage Activation and Modulates Polarization According to Viral Strain Pathogenicity. Frontiers in Immunology, 10. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02499
  24. Ortiz Wilczyñski, J. M., Mena, H. A., Ledesma, M. M., Olexen, C. M., Podaza, E., Schattner, M. et al. (2023). The synthetic phospholipid C8-C1P determines pro-angiogenic and pro-reparative features in human macrophages restraining the proinflammatory M1-like phenotype. Frontiers in Immunology, 14. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1162671
  25. Dunsmore, G., Guo, W., Li, Z., Bejarano, D. A., Pai, R., Yang, K. et al. (2024). Timing and location dictate monocyte fate and their transition to tumor-associated macrophages. Science Immunology, 9 (97). https://doi.org/10.1126/sciimmunol.adk3981
  26. Wang, X., Chen, J., Jia, G. (2023). From dichotomy to diversity: deciphering the multifaceted roles of tumor-associated macrophages in cancer progression and therapy. Cancer Biology & Medicine, 23 (2). https://doi.org/10.20892/j.issn.2095-3941.2023.0370
  27. Hochstadt, J., Martínez Pacheco, S., Casanova-Acebes, M. (2025). Embracing diversity: macrophage complexity in cancer. Trends in Cancer, 11 (4), 351–364. https://doi.org/10.1016/j.trecan.2024.12.002
  28. Xu, J., Ding, L., Mei, J., Hu, Y., Kong, X., Dai, S. (2025). Dual roles and therapeutic targeting of tumor-associated macrophages in tumor microenvironments. Signal Transduction and Targeted Therapy, 10 (1). https://doi.org/10.1038/s41392-025-02325-5
  29. Park, M. D., Silvin, A., Ginhoux, F., Merad, M. (2022). Macrophages in health and disease. Cell, 185 (23), 4259–4279. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.10.007
  30. Ho, W. W., Pittet, M. J., Fukumura, D., Jain, R. K. (2022). The local microenvironment matters in preclinical basic and translational studies of cancer immunology and immunotherapy. Cancer Cell, 40 (7), 701–702. https://doi.org/10.1016/j.ccell.2022.05.016
  31. Cheng, S., Li, Z., Gao, R., Xing, B., Gao, Y., Yang, Y. et al. (2021). A pan-cancer single-cell transcriptional atlas of tumor infiltrating myeloid cells. Cell, 184 (3), 792–809.e23. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.01.010
  32. Nalio Ramos, R., Missolo-Koussou, Y., Gerber-Ferder, Y., Bromley, C. P., Bugatti, M., Núñez, N. G. et al. (2022). Tissue-resident FOLR2+ macrophages associate with CD8+ T cell infiltration in human breast cancer. Cell, 185 (7), 1189–1207.e25. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.02.021
  33. Casanova-Acebes, M., Dalla, E., Leader, A. M., LeBerichel, J., Nikolic, J., Morales, B. M. et al. (2021). Tissue-resident macrophages provide a pro-tumorigenic niche to early NSCLC cells. Nature, 595 (7868), 578–584. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03651-8
  34. Consonni, F. M., Bleve, A., Totaro, M. G., Storto, M., Kunderfranco, P., Termanini, A. et al. (2021). Heme catabolism by tumor-associated macrophages controls metastasis formation. Nature Immunology, 22 (5), 595–606. https://doi.org/10.1038/s41590-021-00921-5
  35. Sharma, A., Blériot, C., Currenti, J., Ginhoux, F. (2022). Oncofetal reprogramming in tumour development and progression. Nature Reviews Cancer, 22 (10), 593–602. https://doi.org/10.1038/s41568-022-00497-8
  36. Wang, M., Herbst, R. S., Boshoff, C. (2021). Toward personalized treatment approaches for non-small-cell lung cancer. Nature Medicine, 27 (8), 1345–1356. https://doi.org/10.1038/s41591-021-01450-2
  37. Radharani, N. N. V., Yadav, A. S., Nimma, R., Kumar, T. V. S., Bulbule, A., Chanukuppa, V. et al. (2022). Tumor-associated macrophage derived IL-6 enriches cancer stem cell population and promotes breast tumor progression via Stat-3 pathway. Cancer Cell International, 22 (1). https://doi.org/10.1186/s12935-022-02527-9
  38. Nixon, B. G., Kuo, F., Ji, L., Liu, M., Capistrano, K., Do, M. et al. (2022). Tumor-associated macrophages expressing the transcription factor IRF8 promote T cell exhaustion in cancer. Immunity, 55 (11), 2044–2058.e5. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2022.10.002
  39. Kersten, K., Hu, K. H., Combes, A. J., Samad, B., Harwin, T., Ray, A. et al. (2022). Spatiotemporal co-dependency between macrophages and exhausted CD8+ T cells in cancer. Cancer Cell, 40 (6), 624–638.e9. https://doi.org/10.1016/j.ccell.2022.05.004
  40. Bahr, J. C., Li, X.-Y., Feinberg, T. Y., Jiang, L., Weiss, S. J. (2022). Divergent regulation of basement membrane trafficking by human macrophages and cancer cells. Nature Communications, 13 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-022-34087-x
  41. Maller, O., Drain, A. P., Barrett, A. S., Borgquist, S., Ruffell, B., Zakharevich, I. et al. (2020). Tumour-associated macrophages drive stromal cell-dependent collagen crosslinking and stiffening to promote breast cancer aggression. Nature Materials, 20 (4), 548–559. https://doi.org/10.1038/s41563-020-00849-5
  42. Fattet, L., Jung, H.-Y., Matsumoto, M. W., Aubol, B. E., Kumar, A., Adams, J. A. et al. (2020). Matrix Rigidity Controls Epithelial-Mesenchymal Plasticity and Tumor Metastasis via a Mechanoresponsive EPHA2/LYN Complex. Developmental Cell, 54 (3), 302–316.e7. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.05.031
  43. Yang, P., Qin, H., Li, Y., Xiao, A., Zheng, E., Zeng, H. et al. (2022). CD36-mediated metabolic crosstalk between tumor cells and macrophages affects liver metastasis. Nature Communications, 13 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-022-33349-y
  44. Morrissey, S. M., Zhang, F., Ding, C., Montoya-Durango, D. E., Hu, X., Yang, C. et al. (2021). Tumor-derived exosomes drive immunosuppressive macrophages in a pre-metastatic niche through glycolytic dominant metabolic reprogramming. Cell Metabolism, 33 (10), 2040-2058.e10. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.09.002
  45. Geeraerts, X., Fernández-Garcia, J., Hartmann, F. J., de Goede, K. E., Martens, L., Elkrim, Y. et al. (2021). Macrophages are metabolically heterogeneous within the tumor microenvironment. Cell Reports, 37 (13), 110171. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110171
  46. Rodriguez-Tirado, C., Entenberg, D., Li, J., Qian, B.-Z., Condeelis, J. S., Pollard, J. W. (2022). Interleukin 4 Controls the Pro-Tumoral Role of Macrophages in Mammary Cancer Pulmonary Metastasis in Mice. Cancers, 14 (17), 4336. https://doi.org/10.3390/cancers14174336
  47. Cassetta, L., Pollard, J. W. (2023). A timeline of tumour-associated macrophage biology. Nature Reviews Cancer, 23 (4), 238–257. https://doi.org/10.1038/s41568-022-00547-1
  48. Yu, J., Green, M. D., Li, S., Sun, Y., Journey, S. N., Choi, J. E. et al. (2021). Liver metastasis restrains immunotherapy efficacy via macrophage-mediated T cell elimination. Nature Medicine, 27 (1), 152–164. https://doi.org/10.1038/s41591-020-1131-x
  49. Remmerie, A., Martens, L., Thoné, T., Castoldi, A., Seurinck, R., Pavie, B. et al. (2020). Osteopontin Expression Identifies a Subset of Recruited Macrophages Distinct from Kupffer Cells in the Fatty Liver. Immunity, 53 (3), 641–657.e14. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.08.004
  50. Huggins, D. N., LaRue, R. S., Wang, Y., Knutson, T. P., Xu, Y., Williams, J. W., Schwertfeger, K. L. (2021). Characterizing Macrophage Diversity in Metastasis-Bearing Lungs Reveals a Lipid-Associated Macrophage Subset. Cancer Research, 81 (20), 5284–5295. https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-21-0101
  51. Mantovani, A., Allavena, P., Marchesi, F., Garlanda, C. (2022). Macrophages as tools and targets in cancer therapy. Nature Reviews Drug Discovery, 21 (11), 799–820. https://doi.org/10.1038/s41573-022-00520-5
  52. Ma, R.-Y., Black, A., Qian, B.-Z. (2022). Macrophage diversity in cancer revisited in the era of single-cell omics. Trends in Immunology, 43 (7), 546–563. https://doi.org/10.1016/j.it.2022.04.008
  53. Pombo Antunes, A. R., Scheyltjens, I., Lodi, F., Messiaen, J., Antoranz, A., Duerinck, J. et al. (2021). Single-cell profiling of myeloid cells in glioblastoma across species and disease stage reveals macrophage competition and specialization. Nature Neuroscience, 24 (4), 595–610. https://doi.org/10.1038/s41593-020-00789-y
  54. Timperi, E., Gueguen, P., Molgora, M., Magagna, I., Kieffer, Y., Lopez-Lastra, S. et al. (2022). Lipid-Associated Macrophages Are Induced by Cancer-Associated Fibroblasts and Mediate Immune Suppression in Breast Cancer. Cancer Research, 82 (18), 3291–3306. https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-22-1427

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-31

Як цитувати

Андрющенко, А. Д. (2026). Визначення впливу макрофагів на канцерогенез і запалення. ScienceRise: Biological Science, (1 (45), 30–37. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2026.356317

Номер

№ 1 (45) (2026)

Розділ

Біологічні дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Anhelina Andriushchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.