cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2024-93-38-47cfpd-1185Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHОсобенности экспрессии рецепторов к гранулоцитарно-макрофагальному и макрофагальному колониестимулирующим факторам на субпопуляциях моноцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легкихPeculiarities of granulocyte-macrophage and macrophage colony-stimulating factors receptors expression in subpopulations of peripheral blood monocytes of patients with chronic obstructive pulmonary diseaseГассанД. А.GassanD. A.

Дина Анатольевна Гассан, канд. мед. наук, зав. лабораторией вирусассоциированных патологий развития

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Dina A. Gassan, PhD (Med.), Head of Laboratory of Mechanisms of Virus-Associated Developmental Pathologies

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

dani-shi@mail.ruНаумовД. Е.NaumovD. E.

Денис Евгеньевич Наумов, канд. мед. наук, зав. лабораторией молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Denis E. Naumov, PhD (Med.), Head of Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

denn1985@bk.ruСугайлоИ. Ю.SugayloI. Yu.

Ивана Юрьевна Сугайло, канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Ivana Yu. Sugaylo, PhD (Med.), Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ivanka_888@mail.ruКотоваО. О.KotovaO. O.

Олеся Олеговна Котова, канд. мед. наук, старший научный сотрудник, лаборатория вирус-ассоциированных патологий развития

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Olesya O. Kotova, PhD (Med.), Senior Staff Scientist, Laboratory of Mechanisms of Virus-Associated Developmental Pathologies

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

foxy_voxy_on@mail.ruГорчаковаЯ. Г.GorchakovaY. G.

Яна Геннадьевна Горчакова, младший научный сотрудник, лаборатория вирус-ассоциированных патологий развития

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Yana G. Gorchakova, Junior Staff Scientist, Laboratory of Mechanisms of Virus-Associated Developmental Pathologies

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

yana.janet.gorchakova@gmail.comАфанасьеваЕ. Ю.Afanas’evaE. Yu.

Евгения Юрьевна Афанасьева, канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Evgeniya Yu. Afanas’eva, PhD (Med.), Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

evgeniyananev@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»РоссияFar Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of RespirationRussian Federation2024120920240933847Copyright © Гассан Д.А., Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Котова О.О., Горчакова Я.Г., Афанасьева Е.Ю., 20242024Гассан Д.А., Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Котова О.О., Горчакова Я.Г., Афанасьева Е.Ю.Gassan D.A., Naumov D.E., Sugaylo I.Y., Kotova O.O., Gorchakova Y.G., Afanas’eva E.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1185

Введение. Моноциты играют важную роль в развитии ХОБЛ и одновременно являются предшественниками макрофагов, которым приписывается большое значение в индукции и регуляции воспалительного процесса, в том числе, ассоциированного с действием аэрополлютантов. Различная экспрессия рецепторов к гранулоцитарно-макрофагальному (CD116) и макрофагальному (CD115) колониестимулирующим факторам может указывать на потенциал дифференцировки данных клеток в M1 или M2 макрофаги.Цель. Определение экспрессии рецепторов CD116 и CD115 на моноцитах больных ХОБЛ и анализ ее взаимосвязи с клинико-функциональными показателями.Материалы и методы. В исследование было включено 47 больных ХОБЛ различной степени тяжести и 25 лиц контрольной группы. Всем обследованным проводилась спирометрия для оценки вентиляционной функции легких. Экспрессию рецепторов CD116 и CD115 на моноцитах определяли методом проточной цитометрии.Результаты. Наиболее высокая экспрессия CD115 была характерна для неклассических моноцитов, а CD116, напротив, – для классических форм. У больных ХОБЛ отмечалась более высокая экспрессия CD116 на неклассических моноцитах (9,4 (5,7-13,6) % против 6,8 (4,8-11,0)%, p=0,04) у лиц контрольной группы. При анализе соотношения экспрессии CD116/CD115 также было выявлено его увеличение на неклассических моноцитах при ХОБЛ (0,22 (0,18-0,31) против 0,17 (0,11-0,24), p=0,03) у лиц контрольной группы. Среди больных ХОБЛ достоверно чаще встречались лица с соотношением экспрессии CD116/CD115>1 на классических моноцитах (69,6% против 32,0%, p=0,002). Лица с преобладанием экспрессии CD116 над CD115 на классических моноцитах чаще регистрировались среди курильщиков без бронхиальной обструкции, чем у не куривших лиц контрольной группы (50,0% против 15,4%, p=0,06). Среди больных ХОБЛ, с индексом курения >20 пачка-лет чаще выявлялись пациенты с отношением CD116/CD115>1 на классических моноцитах (48,6% против 9,1%, p=0,02). При анализе показателей вентиляционной функции легких у больных ХОБЛ с преобладанием экспрессии CD116 на классических моноцитах (CD116/CD115>1) определялась более тяжелая бронхиальная обструкция (ОФВ1 36,5 (27,0-41,0)% против 48,0 (30,0-67,0)%, p=0,02).Заключение. Проведенное исследование позволило установить особенности экспрессии CD115 и CD116 на различных субпопуляциях моноцитов. Установлено, что для ХОБЛ характерно увеличение количества рецепторов CD116, экспрессия которых преобладает над CD115. Это, вероятно, свидетельствует о повышенном потенциале моноцитов к дифференцировке в M1 макрофаги, а также сочетается с более тяжелым течением заболевания.

Introduction. To analyze of the severity of respiratory symptoms in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), depending on the presence of an exacerbation or novel coronavirus infection (NCVI), taking into account the activity of acute phase blood parameters.Materials and methods. The medical documentation of 162 patients with COPD was studied, which were divided into 3 groups: group 1 (n=61) ‒ COPD and NCVI, group 2 (n=53) – stable COPD, group 3 (n=48) ‒ COPD exacerbation. The severity of respiratory symptoms was assessed using points. To assess the activity of inflammation the following biochemical indicators were used ‒ C-reactive protein (CRP) and fibrinogen (g/L).Results. According to the severity of cough and the intensity of dyspnea on the mMRC scale, the first, second and third groups did not differ statistically (p=0.07). Patients of the first group (82.5%) characterized by the absence of classical criteria for exacerbation of COPD. In terms of the severity of sputum production, the first, second and third groups are statistically different (p=0.0001). The first, second and third groups differ significantly in the level of serum CRP (p=0.0001) and fibrinogen (p=0.009). According to the results of the correlation analysis, some relationships found between respiratory symptoms and the level of CRP and fibrinogen.Conclusion. The clinical feature of the associated course of stable COPD and NCVI is the presence of severe dyspnea and the absence of classic criteria for exacerbation of COPD. Systemic inflammation in NCVI and stable COPD are more pronounced than in isolated stable COPD or exacerbation and correlates with cough and dyspnea. Practitioners for the differential diagnosis of NCVI in stable COPD can use the data obtained.

моноцитымакрофагиГМ-КСФМ-КСФэкспрессияХОБЛкурениеmonocytesmacrophagesGM-CSFM-CSFexpressionCOPDsmokingИсследование выполнено в рамках программы фундаментальных исследований Министерства науки и высшего образования РФ (FGWF-2022-0005)This study was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under the Program for Basic Research (FGWF-2022-0005)ReferencesKapellos T.S., Bassler K., Aschenbrenner A.C., Fujii W., Schultze J.L. Dysregulated functions of lung macrophage populations in COPD // J. Immunol. Res. 2018. Vol.2018. Article number:2349045. https://doi.org/10.1155/2018/2349045Kapellos T.S., Bassler K., Aschenbrenner A.C., Fujii W., Schultze J.L. Dysregulated functions of lung macrophage populations in COPD. J. Immunol. Res. 2018; 2018:2349045. https://doi.org/10.1155/2018/2349045Gershon A.S., Warner L., Cascagnette P., Victor J.C., To T. Lifetime risk of developing chronic obstructive pulmonary disease: a longitudinal population study // Lancet. 2011. Vol.378, №9795. P.991–996. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(11)60990-2Gershon A.S., Warner L., Cascagnette P., Victor J.C., To T. Lifetime risk of developing chronic obstructive pulmonary disease: a longitudinal population study. Lancet 2011; 378(9795):991–996. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(11)60990-2Lopez-Campos J. L., Tan W., Soriano J. B. Global burden of COPD // Respirology. 2016. Vol.21, Iss.6. P.14–23. https://doi.org/10.1111/resp.12660Lopez-Campos J.L., Tan W., Soriano J.B. Global burden of COPD. Respirology 2016; 21(6):14–23. https://doi.org/10.1111/resp.12660Corrigan C.J., Kay A.B. The roles of inflammatory cells in the pathogenesis of asthma and of chronic obstructive pulmonary disease // Am. Rev. Respir. Dis. 1991. Vol.143, №5(Pt1). P.1165–1168. https://doi.org/10.1164/ajrccm/143.5_Pt_1.1165Corrigan C.J., Kay A.B. The roles of inflammatory cells in the pathogenesis of asthma and of chronic obstructive pulmonary disease. Am. Rev. Respir. Dis. 1991; 143(5Pt1):1165–1168. https://doi.org/10.1164/ajrccm/143.5_Pt_1.1165Chung K.F. Cytokines in chronic obstructive pulmonary disease // Eur. Respir. J. Suppl. 2001. Vol.34. P.50s–59s.Chung K.F. Cytokines in chronic obstructive pulmonary disease. Eur. Respir. J. Suppl. 2001; 34:50s–59s.Grage-Griebenow E., Flad H.D., Ernst M. Heterogeneity of human peripheral blood monocyte subsets // J. Leukoc. Biol. 2001. Vol.69, №1. P.11–20. https://doi.org/10.1189/jlb.69.1.11Grage-Griebenow E., Flad H.D., Ernst M. Heterogeneity of human peripheral blood monocyte subsets. J. Leukoc. Biol. 2001; 69(1):11–20. https://doi.org/10.1189/jlb.69.1.11Hume D.A., Ross I.L., Himes S.R., Sasmono R.T., Wells C.A., Ravasi T. The mononuclear phagocyte system revisited // J. Leukoc. Biol. 2002. Vol.72, Iss.4. P. 621–627. https://doi.org/10.1189/jlb.72.4.621Hume D.A., Ross I.L., Himes S.R., Sasmono R.T., Wells C.A., Ravasi T. The mononuclear phagocyte system revisited. J. Leukoc. Biol. 2002; 72(4):621–627. https://doi.org/10.1189/jlb.72.4.621Auffray C., Sieweke M.H., Geissmann F. Blood monocytes: development, heterogeneity, and relationship with dendritic cells // Annu. Rev. Immunol. 2009. Vol.27. P.669–692. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.021908.132557Auffray C., Sieweke M.H., Geissmann F. Blood monocytes: development, heterogeneity, and relationship with dendritic cells. Annu. Rev. Immunol. 2009; 27:669–692. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.021908.132557Cornwell W.D., Kim V., Fan X., Vega M.E., Ramsey F.V., Criner G.J., Rogers T.J. Activation and polarization of circulating monocytes in severe chronic obstructive pulmonary disease // BMC Pulm. Med. 2018. Vol.18, Iss.1. Article number:101. https://doi.org/10.1186/s12890-018-0664-yCornwell W.D., Kim V., Fan X., Vega M.E., Ramsey F.V., Criner G.J., Rogers T.J. Activation and polarization of circulating monocytes in severe chronic obstructive pulmonary disease. BMC Pulm. Med. 2018; 18(1):101. https://doi.org/10.1186/s12890-018-0664-yMartinez F., Gordon S., Locati M., Mantovani A. Transcriptional profiling of the human monocyte-to-macrophage differentiation and polarization: new molecules and patterns of gene expression // J. Immunol. 2006. Vol.177, №10. P.7303– 7311. https://doi.org/10.4049/jimmunol.177.10.7303Martinez F., Gordon S., Locati M., Mantovani A. Transcriptional Profiling of the human monocyte-to-macrophage differentiation and polarization: new molecules and patterns of gene expression. J. Immunol. 2006; 177(10):7303–7311. https://doi.org/10.4049/jimmunol.177.10.7303Martinez F., Helming L., Gordon S. Alternative activation of macrophages: an immunologic functional perspective // Annu. Rev. Immunol. 2009. Vol.27. P.451–483. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.021908.132532Martinez F., Helming L., Gordon S. Alternative activation of macrophages: an immunologic functional perspective. Annu. Rev. Immunol. 2009; 27:451–483. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.021908.132532Hamilton J.A., Achuthan A. Colony stimulating factors and myeloid cell biology in health and disease // Trends Immunol. 2013. Vol.34, №2. P.81–89. https://doi.org/10.1016/j.it.2012.08.006Hamilton J.A., Achuthan A. Colony stimulating factors and myeloid cell biology in health and disease. Trends Immunol. 2013; 34(2):81–89. https://doi.org/10.1016/j.it.2012.08.006Hamilton J.A. Colony-stimulating factors in inflammation and autoimmunity // Nat. Rev. Immunol. 2008. Vol.8, №7. P.533–544. https://doi.org/10.1038/nri2356Hamilton J.A. Colony-stimulating factors in inflammation and autoimmunity. Nat. Rev. Immunol. 2008; 8(7):533– 544. https://doi.org/10.1038/nri2356Ushach I., Zlotnik A. Biological role of granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) on cells of the myeloid lineage // J. Leukoc. Biol. 2016. Vol.100, Iss.3. P.481– 489. https://doi.org/10.1189/jlb.3RU0316-144RUshach I., Zlotnik A. Biological role of granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) on cells of the myeloid lineage. J. Leukoc. Biol. 2016; 100(3): 481–489. https://doi.org/10.1189/jlb.3RU0316-144RTrus E., Basta S., Gee K. Who's in charge here? Macrophage colony stimulating factor and granulocyte macrophage colony stimulating factor: Competing factors in macrophage polarization // Cytokine. 2020. Vol. 127. Article number:154939. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2019.154939Trus E, Basta S, Gee K. Who's in charge here? Macrophage colony stimulating factor and granulocyte macrophage colony stimulating factor: Competing factors in macrophage polarization. Cytokine 2020; 127:154939. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2019.154939Wong K.L., Tai J.J., Wong W.C., Han H., Sem X., Yeap W.H., Kourilsky P., Wong S.C. Gene expression profiling reveals the defining features of the classical, intermediate, and nonclassical human monocyte subsets // Blood. 2011. Vol.118, Iss.5. P.e16–31. https://doi.org/10.1182/blood-2010-12-326355Wong K.L., Tai J.J., Wong W.C., Han H., Sem X., Yeap W.H., Kourilsky P., Wong S.C. Gene expression profiling reveals the defining features of the classical, intermediate, and nonclassical human monocyte subsets. Blood 2011; 118(5):e16–31. https://doi.org/10.1182/blood-2010-12-326355Evren E., Ringqvist E., Tripathi K.P., Sleiers N., Rives I.C., Alisjahbana A., Gao Y., Sarhan D., Halle T., Sorini C., Lepzien R., Marquardt N., Michaëlsson J., Smed-Sörensen A., Botling J., Karlsson M.C.I., Villablanca E.J., Willinger T. Distinct developmental pathways from blood monocytes generate human lung macrophage diversity // Immunity. 2021. Vol.54, Iss.2. P.259–275.e7. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.12.003Evren E., Ringqvist E., Tripathi K.P., Sleiers N., Rives I.C., Alisjahbana A., Gao Y., Sarhan D., Halle T., Sorini C., Lepzien R., Marquardt N., Michaëlsson J., Smed-Sörensen A., Botling J., Karlsson M.C.I., Villablanca E.J., Willinger T. Distinct developmental pathways from blood monocytes generate human lung macrophage diversity. Immunity 2021; 54(2):259–275.e7. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.12.003Olingy C.E., San Emeterio C.L., Ogle M.E., Krieger J.R., Bruce A.C., Pfau D.D., Jordan B.T., Peirce S.M., Botchwey E.A. Non-classical monocytes are biased progenitors of wound healing macrophages during soft tissue injury // Sci. Rep . 2017. Vol.7, Iss.1. Article number:447. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00477-1Olingy C.E., San Emeterio C.L., Ogle M.E., Krieger J.R., Bruce A.C., Pfau D.D., Jordan B.T., Peirce S.M., Botchwey E.A. Non-classical monocytes are biased progenitors of wound healing macrophages during soft tissue injury. Sci. Rep. 2017; 7(1):447. https://doi.org/10.1038/s41598-017-00477-1

The authors declare that there are no conflicts of interest present.