Особенности экспрессии рецепторов к гранулоцитарно-макрофагальному и макрофагальному колониестимулирующим факторам на субпопуляциях моноцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких

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.

1. Kapellos 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/10.1155/2018/2349045

2. Gershon 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)60990-2

3. Lopez-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.12660

4. Corrigan 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_1.1165

5. Chung K.F. Cytokines in chronic obstructive pulmonary disease // Eur. Respir. J. Suppl. 2001. Vol.34. P.50s–59s.

6. 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.69.1.11

7. Hume 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.72.4.621

8. Auffray 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.021908.132557

9. Cornwell 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-y

10. Martinez 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.177.10.7303

11. Martinez 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.021908.132532

12. Hamilton 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.2012.08.006

13. Hamilton J.A. Colony-stimulating factors in inflammation and autoimmunity // Nat. Rev. Immunol. 2008. Vol.8, №7. P.533–544. https://doi.org/10.1038/nri2356

14. Ushach 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.3RU0316-144R

15. Trus 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.2019.154939

16. Wong 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-2010-12-326355

17. Evren 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.2020.12.003

18. Olingy 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/s41598-017-00477-1