Оценка влияния макрофагального и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующих факторов на развитие хронической обструктивной болезни легких

Введение. Гранулоцитарно-макрофагальный (ГМ-КСФ) и макрофагальный (М-КСФ) колониестимулирующие факторы вырабатываются различными клетками и регулируют пролиферацию и дифференцировку моноцитов и макрофагов. Концентрации данных веществ могут значительно варьировать при многих заболеваниях, в том числе при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Цель. Провести анализ концентраций ГМ-КСФ и М-КСФ в плазме крови больных ХОБЛ и лиц без бронхиальной обструкции и определить закономерности изменения данных факторов при ХОБЛ. Материалы и методы. В исследование было включено 53 куривших больных ХОБЛ и 24 человека без бронхиальной обструкции, из них 46% курильщиков. Показатели вентиляционной функции легких измеряли с помощью спирометрии. Концентрации ГМ-КСФ и М-КСФ определяли в плазме крови методом твердофазного иммуноферментного анализа. Цитокины (интерлейкин (IL)-4, IL-2, IL-1β, фактор некроза опухоли (TNF)-α, хемокиновый лиганд C-C мотива (CCL) 2, C-X-C-хемокин (CXCL)-10, IL-17A, IL-6, IL-10, интерферон (IFN)-γ, IL-12p70, IL-8) определяли методом мультиплексного иммунофлуоресцентного анализа. Результаты. Уровень М-КСФ был значимо снижен у больных ХОБЛ по сравнению с группой контроля (0,99 (0,39-2,10) пг/мл против 2,18 (0,55-3,43) пг/мл, p=0,04). Медианное значение ГМ-КСФ, напротив, было выше при ХОБЛ, хотя различия с контрольной группой были незначимы (0,57 (0,0-2,49) пг/мл против 0,28 (0,0-1,81) пг/мл, p=0,73). Соотношение ГМ-КСФ/М-КСФ составляло 0,17 (0,0-2,30) у больных ХОБЛ и 0,15 (0,0-0,80) у лиц без бронхиальной обструкции (p=0,85). Концентрации М-КСФ и ГМ-КСФ не коррелировали между собой, а также не были связаны с возрастом, индексом курения и показателями вентиляционной функции легких. Выявлены прямые корреляции между уровнем ГМ-КСФ и процентным содержанием циркулирующих классических моноцитов у больных ХОБЛ (ρ=0,38, р=0,008). Заключение. Учитывая важную роль М-КСФ в дифференцировке противовоспалительных M2 макрофагов, снижение уровня данного фактора может быть ассоциировано с провоспалительной поляризацией клеток при ХОБЛ.

1. Rodríguez-Roisin R., Soriano J.B. Chronic obstructive pulmonary disease with lung cancer and/or cardiovascular disease // Proc. Am. Thorac. Soc. 2008. Vol.5, Iss.8. P.842–847. https://doi.org/10.1513/pats.200807-075TH

2. Boers E., Barrett M., Su J.G., Benjafield A.V., Sinha S., Kaye L., Zar H.J., Vuong V., Tellez D., Gondalia R., Rice M.B., Nunez C.M., Wedzicha J.A., Malhotra A. Global burden of chronic obstructive pulmonary disease through 2050 // JAMA Netw. Open. 2023. Vol.6, Iss.12. Article number:e2346598. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2023.46598

3. Pandey R., Singh M., Singhal U., Gupta K.B., Aggarwal S.K. Oxidative/nitrosative stress and the pathobiology of chronic obstructive pulmonary disease // J. Clin. Diagn. Res. 2013. Vol.7, Iss.3. P.580–588. https://doi.org/10.7860/JCDR/2013/4360.2832

4. Bailey K.L., Goraya J., Rennard S.L. The role of systemic inflammation in COPD // Respir. Med. 2012. Vol.2. P.15–30. https://doi.org/10.1007/978-1-60761-673-3_2

5. Mitra A., Vishweswaraiah S., Thimraj T.A., Maheswarappa M., Krishnarao C.S., Sundararaja Lokesh K., Biligere Siddaiah J., Ganguly K., Anand M.P. Association of elevated serum GM-CSF, IFN-γ, IL-4, and TNF-α concentration with tobacco smoke induced chronic obstructive pulmonary disease in a south Indian population // Int. J. Inflam. 2018. Vol.2018. Article number:2027856. https://doi.org/10.1155/2018/2027856

6. Donnelly L.E., Barnes P.J. Defective phagocytosis in airways disease // Chest. 2012. Vol.141, Iss.4. Р.1055–1062. https://doi.org/10.1378/chest.11-2348

7. Williams H., Mack C., Baraz R., Marimuthu R., Naralashetty S., Li S., Medbury H. Monocyte differentiation and heterogeneity: inter-subset and interindividual differences // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol.24, Iss.10. Article number:8757. https://doi.org/10.3390/ijms24108757

8. Kunz, L.I., Lapperre, T.S., Snoeck-Stroband, J.B. Budulac S.E., Timens W., van Wijngaarden S., Schrumpf J.A., Rabe K.F., Postma D.S., Sterk P.J., Hiemstra P.S. Smoking status and anti-inflammatory macrophages in bronchoalveolar lavage and induced sputum in COPD // Respir. Res. 2011. Vol.12, Iss.1. Article number:34. https://doi.org/10.1186/1465-9921-12-34

9. Skrzeczyńska-Moncznik J., Bzowska M., Loseke S., Grage-Griebenow E., Zembala M., Pryjma J. Peripheral blood CD14high CD16+ monocytes are main producers of IL-10 // Scand. J. Immunol. 2008. Vol.67, Iss.2. P.152–159. https://doi.org/10.1111/j.1365-3083.2007.02051.x

10. Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation // Front. Immunol. 2014. Vol.5. Article number:514. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00514

11. Vlahos R., Bozinovski S., Hamilton J.A., Anderson G.P. Therapeutic potential of treating chronic obstructive pulmonary disease (COPD) by neutralising granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF) // Pharmacol. Ther. 2006. Vol.112, Iss.1. P.106–115. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2006.03.007

12. 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

13. Barta I., Paska C., Antus B. Sputum cytokine profiling in COPD: comparison between stable disease and exacerbation // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2022. Vol.17. P.1897–1908. https://doi.org/10.2147/COPD.S364982

14. Гассан Д.А., Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Котова О.О., Горчакова Я.Г., Афанасьева Е.Ю. Особенности экспрессии рецепторов к гранулоцитарно-макрофагальному и макрофагальному колониестимулирующим факторам на субпопуляциях моноцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2024. Вып.93. С.38–47. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2024-93-38-47

15. Сугайло И.Ю., Наумов Д.Е., Котова О.О., Гассан Д.А., Горчакова Я.Г., Шелудько Е.Г. Характеристика субпопуляций моноцитов периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2024. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2024-776. URL: https://www.sibjcem.ru/jour/issue/view/Online_First