mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-PPO-2080mimmun-2080Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESФенотипический профиль лимфоидных клеток периферической крови пациентов с воспалительными заболеваниями кишечникаPhenotypic profile of peripheral blood lymphocytes in patients with inflammatory bowel diseasesЗафранскаяМ. М.ZafranskayaM. M.

Зафранская Марина Михайловна – доктор медицинских наук, доцент, главный научный сотрудник отдела иммунологии и биомедицинских технологий научно-исследовательской лаборатории, Белорусская медицинская академия последипломного образования; заведующая кафедрой иммунологии, Международный экологический институт им. А.Д. Сахарова Белорусского государственного университета

223040, Минская обл., Минский р-он, а-г. Лесной, 31

Zafranskaya Marina M., PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Main Research Associate, Department of Immunology and Biomedical Technologies, Research Laboratory, Belarusian Medical Academy for Postgraduate Education; Head, Immunology Department, International Sakharov Environmental Institute, Belarusian State University

223040, Minsk Region, Lesnoy Village, 31

zafranskaya@gmail.comАдамовичА. Ю.AdamovichH. Yu.

Адамович Анна Юрьевна – младший научный сотрудник отдела иммунологии и биомедицинских технологий научно-исследовательской лаборатории

Минск

Junior Research Associate, Department of Immunology and Biomedical Technologies, Research Laboratory

Minsk

anik_adamovich@mail.ruВоробейА. В.VarabeiA. U.

Воробей Александр Владимирович – доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, заведующий кафедрой хирургии, Белорусская медицинская академия последипломного образования

Минск

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Belarus National Аcademy of Sciences, Head, Surgery Department

Minsk

dept-surg@hotmail.comСтаростинА. М.StarastinA. M.

Старостин Андрей Михайлович – аспирант кафедры хирургии

Минск

Postgraduate Student, Surgery Department

Minsk

bio_star@mail.ruНижегородоваД. Б.NizheharodavaD. B.

Нижегородова Дарья Борисовна – кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела иммунологии и биомедицинских технологий научно-исследовательской лаборатории

Минск

PhD (Biology), Associate Professor, Leading Research Associate, Department of Immunology and Biomedical Technologies, Research Laboratory, Belarusian Medical Academy for Postgraduate Education; Associate Professor, Immunology Department, International Sakharov Environmental Institute, Belarusian State University

Minsk

nzh@tut.byБелорусская медицинская академия последипломного образования; Международный экологический институт им. А.Д. Сахарова Белорусского государственного университетаБеларусьBelarusian Medical Academy for Postgraduate Education; International Sakharov Environmental Institute, Belarusian State UniversityBelarusБелорусская медицинская академия последипломного образованияБеларусьBelarusian Medical Academy for Postgraduate EducationBelarus20203112202022611311140Copyright © Зафранская М.М., Адамович А.Ю., Воробей А.В., Старостин А.М., Нижегородова Д.Б., 20212021Зафранская М.М., Адамович А.Ю., Воробей А.В., Старостин А.М., Нижегородова Д.Б.Zafranskaya M.M., Adamovich H.Y., Varabei A.U., Starastin A.M., Nizheharodava D.B.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2080

В последнее время активно изучаются механизмы распознавания и эффекторных реакций звеньев иммунной системы в инициации и поддержании иммуно-медиированнного воспаления и повреждения ткани при воспалительных заболеваниях кишечника, к которым относятся болезнь Крона и язвенный колит. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что аномальный иммунный ответ против микроорганизмов кишечной флоры является причиной заболевания у генетически восприимчивых людей. Несмотря на накопившиеся данные об особенностях иммунных нарушений при язвенном колите и болезни Крона, остаются открытыми вопросы вовлечения минорных популяций лимфоцитов и различных функционально активных молекул, которые играют фундаментальную роль в распознавании и инициации иммунного ответа и могут рассматриваться как биомаркеры патологического процесса при воспалительных заболеваниях кишечника. Наибольший интерес представляют популяции Т-лимфоцитов с γδТ-клеточным рецептором, В1-клетки и NKT-лимфоциты; среди функционально активных молекул рассматриваются TLRs (toll-like receptors), CD89, CD314 и др. Принимая во внимание прогресс в изучении природы распознавания и активации клеток иммунной системы, в работе представлена фенотипическая и функциональная характеристика основных и минорных популяций лимфоцитов периферической крови 25 пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, находившихся на стационарном лечении в хирургическом отделении учреждения здравоохранения «Минская областная клиническая больница» (Республика Беларусь) в период 2018-2020 гг. Выявленные изменения в фенотипе лимфоцитов периферической крови пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника позволяют предположить различный иммунологический профиль, превалирующий в механизмах повреждения при болезни Крона и язвенном колите: у пациентов с болезнью Крона в патогенез заболевания вовлекаются В1-лимфоциты с фенотипом CD19+CD5+, NK-клетки в сочетании с увеличением CD56bright популяции и NK-Т-клетки с провоспалительной/регуляторной направленностью, в то время как при язвенном колите патогенетическую роль в поддержании хронического воспаления играют Т-, В-, NK-лимфоциты с провоспалительным фенотипом и Т-лимфоциты с γδ Т-клеточным рецептором. Учитывая функциональную значимость активационных рецепторов, количество TLR4- и CD89-позитивных клеток может использоваться для разработки иммунологических критериев/биомаркеров оценки терапевтической эффективности новых лекарственных средств. Изучение взаимодействия между различными компонентами врожденной и адаптивной иммунной системы откроет новые перспективы в понимании иммунологических нарушений, связанных с хроническим воспалением желудочно-кишечного тракта.

Mechanisms of recognition and effector responses of immune system upon initiation and maintenance of immune-mediated inflammation and tissue damage in inflammatory bowel diseases, including Crohn’s disease and ulcerative colitis (UC), have been actively studied over recent time. Existing evidence suggests these diseases to be caused by abnormal immune response against intestinal flora microorganisms in genetically susceptible individuals. Despite available data on the features of immune disorders in ulcerative colitis and Crohn’s disease, there are still many questions about the involved minor lymphocyte subpopulations and contribution of various functionally active molecules, which play a key role in recognition and initiation of the immune response and can be considered biomarkers of a pathological process in inflammatory bowel diseases. The populations of T lymphocytes with γδT cell receptor, B1 cells and NK T lymphocytes are of greatest interest, as well as functionally active TLRs (Toll-like receptors), CD89, CD314, etc. Due to substantial progress in studying the nature of recognition and activation of the immune cells, the paper presents phenotypic and functional characteristics of major and minor subpopulations of peripheral blood lymphocytes observed in 25 patients treated at the Surgery Department of the State Institution “Minsk Regional Clinical Hospital” (Republic of Belarus) from 2018 to 2020. The detected changes in peripheral blood lymphocyte phenotype of inflammatory bowel diseases patients suggest distinct immunological profiles prevailing in the damage mechanisms in Crohn’s disease and ulcerative colitis. I.e., in Crohn’s disease patients, B1 lymphocytes with CD19+CD5+ and NK cells in combination with increased CD56bright population, as well as NK T cells with anti-inflammatory and regulatory activity are involved into genesis of the disease. In ulcerative colitis, T, B, NK lymphocytes with pro-inflammatory phenotype and T lymphocytes with γδ T cell receptor may play a pathogenetic role in maintenance of chronic inflammation. With respect to functional significance of activating receptors, the number of TLR4- и CD89-positive cells may be used for developing immunological criteria/ biomarkers of therapeutic efficacy of new drugs. Studying interactions between innate and adaptive immunity will open new perspectives in understanding immunological disorders associated with chronic gastrointestinal inflammation.

Воспалительные заболевания кишечникафенотиплимфоидные клеткиinflammatory bowel diseasephenotypelymphoid cellsReferencesСтолярова Т.А., Горгун Ю.В. Воспалительные заболевания кишечника: современное состояние проблемы // Здравоохранение, 2017. № 5. С. 65-74.Stolyarova T.A., Gorgun Yu.V. Inflammatory bowel diseases: current state of problem. Zdravookhranenie = Healthcare, 2017, no. 5, pp. 65-74. (In Russ.)Ткачев А.В., Мкртчян Л.С., Никитина К.Е., Волынская Е.И. Воспалительные заболевания кишечника: на перекрестке проблем // Практическая медицина, 2012. Т. 3, № 58. С. 17-22.Tkachev A.V., Mkrtchyan L.S., Nikitina K.E., Volynskaya E.I. Inflammatory bowel disease: crossing of the problems. Prakticheskaya meditsina = Practical Medicine, 2012, Vol. 3, no. 58, pp. 17-22. (In Russ.)Ahluwalia B., Moraes L., Magnusson M.K., Öhman L. Immunopathogenesis of inflammatory bowel disease and mechanisms of biological therapies. Scand. J. Gastroenterol., 2018, Vol. 53, no. 4, pp. 379-389.Ahluwalia B., Moraes L., Magnusson M.K., Öhman L. Immunopathogenesis of inflammatory bowel disease and mechanisms of biological therapies. Scand. J. Gastroenterol., 2018, Vol. 53, no. 4, pp. 379-389.Bennett M.S., Round J.L., Leung D.T. Innate-like lymphocytes in intestinal infections. Curr. Opin. Infect. Dis., 2015, Vol. 28, no. 5, pp. 457-463.Bennett M.S., Round J.L., Leung D.T. Innate-like lymphocytes in intestinal infections. Curr. Opin. Infect. Dis., 2015, Vol. 28, no. 5, pp. 457-463.Best W.R. Predicting the Crohn’s disease activity index from the Harvey-Bradshaw Index. Inflamm. Bowel Dis., 2006, Vol. 12, no. 4, pp. 304-310.Best W.R. Predicting the Crohn’s disease activity index from the Harvey-Bradshaw Index. Inflamm. Bowel Dis., 2006, Vol. 12, no. 4, pp. 304-310.Best W.R., Becktel J.M., Singleton J.W., Kern F.Jr. Development of a Crohn’s disease activity index. National Cooperative Crohn’s Disease Study. Gastroenterology, 1976, Vol. 70, pp. 439-444.Best W.R., Becktel J.M., Singleton J.W., Kern F.Jr. Development of a Crohn’s disease activity index. National Cooperative Crohn’s Disease Study. Gastroenterology, 1976, Vol. 70, pp. 439-444.Brandt D., Hedrich C.M. TCRαβ+CD3+CD4- CD8- (double negative) T cells in autoimmunity. Autoimmun. Rev., 2018, Vol. 17, no. 4, pp. 422-430.Brandt D., Hedrich C.M. TCRαβ+CD3+CD4- CD8- (double negative) T cells in autoimmunity. Autoimmun. Rev., 2018, Vol. 17, no. 4, pp. 422-430.Breedveld A., van Egmond M. IgA and FcαRI: pathological roles and therapeutic opportunities. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 553. doi: 10.3389/fimmu.2019.00553.Breedveld A., van Egmond M. IgA and FcαRI: pathological roles and therapeutic opportunities. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 553. doi: 10.3389/fimmu.2019.00553.Catalan-Serra I., Sandvik A.K., Bruland T., Andreu-Ballesterd J.C. Gamma delta T cells in Crohn’s disease: A new player in the disease pathogenesis? J. Crohns Colitis, 2017, pp. 1135-1145.Catalan-Serra I., Sandvik A.K., Bruland T., Andreu-Ballesterd J.C. Gamma delta T cells in Crohn’s disease: A new player in the disease pathogenesis? J. Crohns Colitis, 2017, pp. 1135-1145.Danese S., Fiocchi C. Etiopathogenesis of inflammatory bowel diseases. World J. Gastroenterol., 2006, Vol. 12, no. 30, pp. 4807-4812.Danese S., Fiocchi C. Etiopathogenesis of inflammatory bowel diseases. World J. Gastroenterol., 2006, Vol. 12, no. 30, pp. 4807-4812.D’Haens G., Sandborn W.J., Feagan B.G., Geboes K., Hanauer S.B., Irvine E.J., Lémann M., Marteau P., Rutgeerts P., Schölmerich J., Sutherland L.R. A review of activity indices and efficacy end points for clinical trials of medical therapy in adults with ulcerative colitis. Gastroenterology, 2007, Vol. 132, no. 2, pp. 763-786.D’Haens G., Sandborn W.J., Feagan B.G., Geboes K., Hanauer S.B., Irvine E.J., Lémann M., Marteau P., Rutgeerts P., Schölmerich J., Sutherland L.R. A review of activity indices and efficacy end points for clinical trials of medical therapy in adults with ulcerative colitis. Gastroenterology, 2007, Vol. 132, no. 2, pp. 763-786.Duan B., Morel L. Role of B-1a cells in autoimmunity. Autoimmun. Rev., 2006, Vol. 5, no. 6, pp. 403-408.Duan B., Morel L. Role of B-1a cells in autoimmunity. Autoimmun. Rev., 2006, Vol. 5, no. 6, pp. 403-408.Foell D., Wittkowski H., Roth J. Monitoring disease activity by stool analyses: from occult blood to molecular markers of intestinal inflammation and damage. Gut, 2009, Vol. 58, pp. 859-868.Foell D., Wittkowski H., Roth J. Monitoring disease activity by stool analyses: from occult blood to molecular markers of intestinal inflammation and damage. Gut, 2009, Vol. 58, pp. 859-868.Guan Q.A. Comprehensive review and update on the pathogenesis of inflammatory bowel disease. J. Immunol. Res., 2019, Vol. 2019, 7247238. doi: 10.1155/2019/7247238.Guan Q.A. Comprehensive review and update on the pathogenesis of inflammatory bowel disease. J. Immunol. Res., 2019, Vol. 2019, 7247238. doi: 10.1155/2019/7247238.Hu M.D., Edelblum K.L. Sentinels at the frontline: the role of intraepithelial lymphocytes in inflammatory bowel disease. Curr. Pharmacol. Rep., 2017, Vol. 3, no. 6, pp. 321-334.Hu M.D., Edelblum K.L. Sentinels at the frontline: the role of intraepithelial lymphocytes in inflammatory bowel disease. Curr. Pharmacol. Rep., 2017, Vol. 3, no. 6, pp. 321-334.Kaser A., Zeissig S., Blumberg R.S. Inflammatory bowel disease. Annu. Rev. Immunol., 2010, Vol. 28, pp. 573-621.Kaser A., Zeissig S., Blumberg R.S. Inflammatory bowel disease. Annu. Rev. Immunol., 2010, Vol. 28, pp. 573-621.Kim D.H., Cheon J.H. Pathogenesis of inflammatory bowel disease and recent advances in biologic therapies. Immune Netw., 2017, Vol. 17, no 1, pp. 25-40.Kim D.H., Cheon J.H. Pathogenesis of inflammatory bowel disease and recent advances in biologic therapies. Immune Netw., 2017, Vol. 17, no 1, pp. 25-40.la Scaleia R., Stoppacciaro A., Oliva S., Morrone S., di Nardo G., Santoni A., Cucchiara S., Palmieri G. NKG2D/ligand dysregulation and functional alteration of innate immunity cell populations in pediatric IBD. Inflamm. Bowel Dis., 2012, Vol. 18, pp. 1910-1922.la Scaleia R., Stoppacciaro A., Oliva S., Morrone S., di Nardo G., Santoni A., Cucchiara S., Palmieri G. NKG2D/ligand dysregulation and functional alteration of innate immunity cell populations in pediatric IBD. Inflamm. Bowel Dis., 2012, Vol. 18, pp. 1910-1922.Lu Y., Li X., Liu S., Zhang Y., Zhang D. Toll-like receptors and inflammatory bowel disease. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 72. doi: 10.3389/fimmu.2018.00072.Lu Y., Li X., Liu S., Zhang Y., Zhang D. Toll-like receptors and inflammatory bowel disease. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 72. doi: 10.3389/fimmu.2018.00072.Maldonado-Bernal C., Sánchez-Herrera D. Toll-like receptors and natural killer cells. 2019. 19 p. doi: 10.5772/intechopen.86393.Maldonado-Bernal C., Sánchez-Herrera D. Toll-like receptors and natural killer cells. 2019. 19 p. doi: 10.5772/intechopen.86393.McCarthy N.E., Eberl M. Human γδ T-cell control of mucosal immunity and inflammation. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, pp. 985. doi: 10.3389/fimmu.2018.00985.McCarthy N.E., Eberl M. Human γδ T-cell control of mucosal immunity and inflammation. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, pp. 985. doi: 10.3389/fimmu.2018.00985.Poggi A., Benelli R., Venè R., Costa D., Ferrari N., Tosetti F., Zocchi M.R. Human Gut-Associated Natural Killer Cells in Health and Disease. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 961. doi: 10.3389/fimmu.2019.00961.Poggi A., Benelli R., Venè R., Costa D., Ferrari N., Tosetti F., Zocchi M.R. Human Gut-Associated Natural Killer Cells in Health and Disease. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 961. doi: 10.3389/fimmu.2019.00961.Poli A., Michel T., Thérésine M., Andrès E., Hentges F., Zimmer J. CD56bright natural killer (NK) cells: an important NK cell subset. Immunology, 2009, Vol. 126, no. 4, pp. 458-465.Poli A., Michel T., Thérésine M., Andrès E., Hentges F., Zimmer J. CD56bright natural killer (NK) cells: an important NK cell subset. Immunology, 2009, Vol. 126, no. 4, pp. 458-465.Rock K.L., Latz E., Ontiveros F., Kono H. The sterile inflammatory response. Annu. Rev. Immunol., 2010, Vol. 28, pp. 321-342.Rock K.L., Latz E., Ontiveros F., Kono H. The sterile inflammatory response. Annu. Rev. Immunol., 2010, Vol. 28, pp. 321-342.Rubartelli A., Lotze M.T. Inside, outside, upside down: damage-associated molecular-pattern molecules (DAMPs) and redox. Trends Immunol., 2007, Vol. 28, pp. 429-436.Rubartelli A., Lotze M.T. Inside, outside, upside down: damage-associated molecular-pattern molecules (DAMPs) and redox. Trends Immunol., 2007, Vol. 28, pp. 429-436.Stojanovic A., Correia M.P., Cerwenka A. The NKG2D/NKG2DL axis in the crosstalk between lymphoid and myeloid cells in health and disease. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 827. doi: 10.3389/fimmu.2018.00827.Stojanovic A., Correia M.P., Cerwenka A. The NKG2D/NKG2DL axis in the crosstalk between lymphoid and myeloid cells in health and disease. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 827. doi: 10.3389/fimmu.2018.00827.Toiyama Y., Araki T., Yoshiyama S., Hiro J., Miki C., Kusunoki M. The expression patterns of toll-like receptors in the ileal pouch mucosa of postoperative ulcerative colitis patients. Surg. Today, 2006, Vol. 36, no. 3, pp. 287-290.Toiyama Y., Araki T., Yoshiyama S., Hiro J., Miki C., Kusunoki M. The expression patterns of toll-like receptors in the ileal pouch mucosa of postoperative ulcerative colitis patients. Surg. Today, 2006, Vol. 36, no. 3, pp. 287-290.van Dieren J.M., van der Woude C.J., Kuipers E.J., Escher J.C., Samsom J.N., Blumberg R.S., Nieuwenhuis E.E. Roles of CD1d-restricted NKT cells in the intestine. Inflamm. Bowel Dis., 2007, Vol. 13, no. 9, pp. 1146-1152.van Dieren J.M., van der Woude C.J., Kuipers E.J., Escher J.C., Samsom J.N., Blumberg R.S., Nieuwenhuis E.E. Roles of CD1d-restricted NKT cells in the intestine. Inflamm. Bowel Dis., 2007, Vol. 13, no. 9, pp. 1146-1152.Xie T., Zhang T., Ding C., Dai X., Li Y., Guo Z., Wei Y., Gong J., Zhu W., Li J. Ulcerative Colitis Endoscopic Index of Severity (UCIES) versus Mayo Endoscopic Score (MES) in guiding the need for colectomy in patients with acute severe colitis. Gastroenterol. Rep. (Oxf.), 2018, Vol. 6, no. 1, pp. 38-44.Xie T., Zhang T., Ding C., Dai X., Li Y., Guo Z., Wei Y., Gong J., Zhu W., Li J. Ulcerative Colitis Endoscopic Index of Severity (UCIES) versus Mayo Endoscopic Score (MES) in guiding the need for colectomy in patients with acute severe colitis. Gastroenterol. Rep. (Oxf.), 2018, Vol. 6, no. 1, pp. 38-44.

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