Молекулярные маркеры дисфункции нейтрофильных гранулоцитов при локальных и системных гнойно-воспалительных заболеваниях

Автор: Тетерин Юрий Валерьевич

Соавторы: Чичерев Евгений Андреевич, Чудилова Галина Анатольевна, Барова Натуся Каплановна

ФГБУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России

Россия. Краснодар

Отсутствие адекватного реагирования, гиперактивация или блокада функций нейтрофильных гранулоцитов (НГ) – ключевых клеток воспалительного процесса, приводит к развитию нетипично протекающих гнойно-воспалительных заболеваний (ГВЗ) [1-5]. Развитие новых молекулярно-диагностических технологий позволяет оценить взаимосвязь функционального потенциала НГ с уровнем экспрессии поверхностных функционально-значимых мембранных рецепторов и поляризацией фенотипа субпопуляций НГ в ответ на индуцирующие сигналы при ГВЗ [4, 5].

Способность НГ к роллингу, хемотаксису и готовности включения микробицидного арсенала зависит от поверхностных мембранных рецепторов CD62L (селектин L, LAM), CD16 (FcγRIII), CD63 (тетраспанин LAMP-3), CD11b (Mac-1, CR3A) и регуляция этих процессов важна для самонаведения и активации НГ. В связи с этим, интерес представляет изучение субпопуляций НГ, экспрессирующих эти рецепторы при локальных и системных ГВЗ, для выявления дисфункций НГ и определения маркера прогноза заболевания. С этой целью были исследованы образцы периферической крови (ПК) детей 10-17 лет с гематогенным и посттравматическим острым остеомиелитом – ООМ (Группа 1, n=12), с абсцессами мягких тканей – АМТ (Группа 2, n=10) до хирургического лечения и 10 условно-здоровых детей сопоставимых по возрасту (группа сравнения). Проводили определение доли НГ, экспрессирующих поверхностные мембранные рецепторы CD16, CD62L_, CD11b_, CD63, с учетом плотности их экспрессии по интенсивности флуоресценции (MFI) (FC 500 «Beckman Coulter», США).

Установлено наличие в ПК условно-здоровых детей 2 субпопуляций НГ: CD16⁺CD62L⁺CD11b⁺CD63^– и CD16⁺CD62L⁺CD11b⁺CD63⁺, доля которых составила 89,5 (81,5; 96,8)% и 7,5 (0,3; 8,7)%, соответственно. Субпопуляции не отличались по уровню экспрессии СD16 и CD11b рецепторов (р_1,2 > 0,05). При этом, субпопуляция CD16⁺CD62L⁺CD11b⁺CD63^–имела более высокий уровень плотности экспрессии MFI CD62L – 7,1(5,4; 9,3) против 4,5 (3,5; 8,8) (р > 0,05), чем на НГ субпопуляции CD16⁺CD62L⁺CD11b⁺CD63⁺, имеющей CD63 рецептор с MFI 2,2(1,7; 3,2).

При исследовании НГ ПК детей с ГВЗ как при АМТ, так и ООМ выявлено увеличение доли субпопуляции CD16⁺CD62L⁺CD11b⁺CD63⁺НГ в 8,5 раз по отношению к показателям группы сравнения (р < 0,05). Сопоставительный анализ рецепторного оснащения данной субпопуляции выявил увеличение плотности экспрессии по MFI СD16, CD11b, CD62L в группе с ООМ (р_1-3 < 0,05), и, напротив, снижение в группе с АМТ уровня MFI СD16, MFI 62L на фоне неизменяющегося и не отличающегося от группы сравнения MFI CD63 в обеих группах. Также при ООМ и АМТ показано уменьшение доли субпопуляции СD16⁺СD62L⁺CD11b⁺CD63^–НГ (р<0,05). Вместе с тем, при ООМ эта субпопуляция характеризовалась более низкой плотностью экспрессии по MFI CD16 (р < 0,05) и повышенным уровнем MFI CD62L (р < 0,05) и CD11b (р < 0,05), тогда как при АМТ наблюдалось снижение MFI CD16 и MFI 62L, а MFICD11b был на уровне группы сравнения (р_1-3 > 0,05).

Таким образом, при остром системном гнойно-некротическом процессе (ООМ) установлено значимое повышение содержания гиперактивированной субпопуляции с фенотипом CD16^brightCD62L^brightCD11b^brightCD63^dimНГ c высоким цитотоксическим и протеолитическим потенциалом, а также способностью к повреждению тканей. С другой стороны, при обострении локального гнойного процесса (АМТ) регистрируется фенотип субпопуляции СD16^dimСD62L^dimCD11b^brightCD63^dim_, отличающийся от группы сравнения только MFI CD11b – CD16^midCD62L^dimCD11b^dimCD63^dim, что может свидетельствовать о пониженном биоцидном потенциале НГ. Полученные результаты по оценке субпопуляций НГ и фенотипических характеристик с учетом плотности CD62L, CD63, CD11b, CD16 могут давать не только информацию о функциональном состоянии НГ – активном или дефектном включении НГ в реализацию ГВЗ, но и отражать тяжесть протекающего процесса, а также служить молекулярным маркером дисфункции НГ при локальных и системных гнойно-воспалительных заболеваниях. 

Список использованной литературы

1. Rosales C. Neutrophil: A Cell with Many Roles in Inflammation or Several Cell Types? Front Physiol. 2018, Vol. 20, no.9, pp.113. DOI: 10.3389/fphys.2018.00113.
2. Kelbich P.; Vachata P., Maly V., Novotny T., Spicka J., Matuchova I., Radovnicky T., Stanek I., Kubalik J., Karpjuk O.,Smisko F., Hanuljakova E. , Krejsek J. Neutrophils in Extravascular Body Fluids: Cytological-Energy Analysis Enables Rapid, Reliable and Inexpensive Detection of Purulent Inflammation and Tissue Damage. 2022, Vol.12, pp. 160. DOI :10.3390/life12020160 
3. Lehman H.K., Segal B.H. The role of neutrophils in host defense and disease. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2020, Vol.145, no.6, pp. 1535-1544 DOI:10.1016/j.jaci.2020.02.038
4. «Нейтрофильные гранулоциты: отражение в зеркале современных представлений» /Под редакцией Нестеровой И.В и Чудиловой Г.А. Издательство Capricorn Publishing, UK, USA, Moscow, 2018. – 338 с. DOI: 10.1134/S0453881118050064
5. Чудилова Г.А., Нестерова И.В., Русинова Т.В., Ковалева С.В., Павленко В.Н., Тараканов В.А., Барова Н.К. Системная и локальная эффекторная функция нейтрофильных гранулоцитов, ассоциированная с трансформацией фенотипа их функционально-значимых субпопуляций у детей с малой гнойной инфекцией мягких тканей // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. – 2020. – Т. 24. – №3. – C. 218-226. DOI: 10.22363/2313-0245-2020-24-3-218-226