VII. Türkiye in vitro Diyagnostik (IVD) Sempozyumu, İzmir, Türkiye, 27 - 29 Nisan 2022, cilt.1, sa.1
U937 MONOSİT HÜCRELERİNDEN KİMYASAL UYARIMLA
FARKLILAŞTIRILAN M1 VE M2 POLARİZE MAKROFAJ HÜCRELERİNİN SİTOKİN PROFİLLERİNİN
BELİRLENMESİ
Fatih Hunç1*, Gökhan Duruksu 2,
Meltem Özlen Dillioğlugil1
1Kocaeli
Ünviersitesi, Tıp Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı, Kocaeli, Türkiye
2 Kök Hücre ve Gen
Tedavileri Araştırma ve Uygulama Merkezi, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli, Türkiye
Amaç: U937 hücreleri 37 yaşındaki histiyositik
lenfomalı bir erkek hastanın plevral efüzyonundan elde edilmiş, pro-monositik
özellikler sergileyen insan hematopoietik hücre hattıdır[1-3]. U937 hücreleri farklı kimyasal uyarım protokolleri ile farklı
polarize aktif makrofaj hücrelerine farklılaştırılabilmektedir[4]. Farklı polarize makrofajların etkilerinin araştırıldığı
in vitro desendeki birçok araştırmada kullanılan temel
hücre hattıdır. Bu çalışmada, U937 hücrelerinin kimyasal uyarımla M1 ve M2 farklı
polarize makrofajlara farklılaştırılması ve sonrasında bu aktif makrofajlar
tarafından sekrete edilen pro-enflamatuar ve anti-enflamatuar sitokinlerin kantitatif
analizleri ile metabolik karakterizasyonlarının gerçekleştirilmesi
amaçlanmıştır.
Gereç-Yöntem: Öncelikle, erken pasaj U937 monosit hücreleri
(ATCC® CRL-1593.2) phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) ile nonpolarize M0
matür makrofaj hücrelerine farklılaştırılır. M0 makrofajlar, lipopolisakkarit
ve interferon-gama ile uyarılarak M1 polarize makrofajlara; interlökin-4 ile
uyarılarak M2 polarize makrofaj diferansiyasyonu gerçekleştirilir. 24 saatlik
indüksiyon sonunda hücre kültür medyum içeriğindeki IL-1β,
IL-6, TNF-α, TGF-β, IL-10 ve IL-12p70 sitokinleri ELİSA yöntemiyle, kit (E0143Hu,
E0090Hu, E0082Hu, E3051Hu, E0099Hu, E0102Hu; BT-LAB, Çin) talimatlarına uygun
şekilde analiz edilmiştir. Verilerin istatistiksel analizinde, GraphPad Prism
9.0 yazılımı kullanılmıştır. Bağımsız örneklem t testi ve pearson korelasyon
analizi uygulanmıştır.
Bulgular: M1 polarize makrofaj grubunda pro-enflamatuar sitokinlerden IL-1β ve IL-12p70
düzeyleri M2 grubuna göre istatistiksel anlamlı şekilde daha yüksek iken, IL-6, M2 grubunda yüksektir. M2 grubunda IL-10 düzeyleri
ile IL/10/IL-12p70 oranı M1 grubuna göre anlamlı şekilde daha yüksektir. TGF-β düzeyleri,
gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmadan M2 grubunda daha
yüksektir.
Sonuç: Makrofajlar plastisite özelliğine sahip bağışıklık
hücreleri olarak farklı çevresel uyarılar neticesinde pro-enflamatuar veya
anti-enflamatuar karakterlere sahip M1 ve M2 polarize makrofajlara
farklılaşabilmektedirler. Bu farklılaşmada, IL10/IL12p70 oranı güvenilir bir
belirteç olarak düşünülebilir.
Anahtar
kelimeler: U937, hücre farklılaşması, M1 polarize makrofaj, M2 polarize
makrofaj, enflamasyon
DETERMINATION OF CYTOKINE PROFILES OF M1 AND M2
POLARIZED MACROPHAGES, DIFFERENTIATED FROM U937 MONOCYTIC CELLS BY CHEMICAL
INDUCTION
Fatih Hunc1*, Gökhan Duruksu2,
Meltem Ozlen Dillioglugil1
1Department of Biochemistry, School
of Medicine, Kocaeli University, Kocaeli, Turkey
2
Center
for Stem Cell and Gene Therapies Research and Practice, Kocaeli University,
Kocaeli, Turkey
Objectives: U937 cells, human
hematopoietic cell line with pro-monocytic properties were derived from the
pleural effusion of a 37-year-old male patient with histiocytic lymphoma. U937
cells can be differentiated into different forms of macrophages with various
activation and polarization protocols based on chemical induction. This cell
line is used in many in vitro studies with the aim to investigate the different
polarized macrophages and their effects. In this study, it was aimed to
differentiate U937 cells into M1 and M2 polarized macrophages by chemical
induction and subsequent quantitative analysis of secreted pro-inflammatory and
anti-inflammatory cytokines in order to perform metabolic characterization of
differentiated cells.
Materials-Methods: Early
passage U937 monocytic cells (ATCC® CRL-1593.2) are firstly differentiated into
nonpolarized M0 mature macrophages with the treatment of
phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA). M0 macrophages were treated with
lipopolysaccharide (LPS) and interferon-gamma (IFN-γ) to obtain M1
polarization. Whereas, M2 polarization was carried out with the interleukin 4
(IL-4) treatment of the M0 macrophages. Cell culture mediums for both groups
were collected after 24 hours of induction. Analysis of cytokines IL-1β, IL-6,
TNF-α, TGF-β, IL-10, and IL-12p70 in the medium was performed by ELISA method,
kit (E0143Hu, E0090Hu, E0082Hu, E3051Hu, E0099Hu, E0102Hu; BT-LAB, China).
Statistical analysis of data was conducted using with Graphpad Prism 9.0
software. Independent samples t-test was used to compare the means between
groups.
Results: As pro-inflammatory cytokines, IL-1β
and IL-12p70 levels were found to be statistically significantly higher in M1
polarized macrophage group compared to the M2 polarized macrophage group, while
IL-6 levels were higher in M2 group. Moreover, IL-10 levels and IL/10/IL-12p70
ratio as anti-inflammatory profile, were higher in M2 group compared to the M1
group. While TGF-β levels were higher in M2 group, a statistically significant
difference was not revealed between groups to some extent apart from the
assumption.
Conclusions:
In particular, our findings support IL10/IL12p70 ratio might serve as a
reliable indicator to distinguish polarization state of the macrophages.Macrophages
have differentiation plasticity in response to environmental stimuli, transform
into M1 and M2 polarized macrophages and exhibite distinct effector functions.
Keywords: U937, cellular differentiation, M1 polarized
macrophages, M2 polarized macrophages, inflammation