mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-ROT-2355mimmun-2425Research ArticleМАТЕРИАЛЫ ФОРУМА "ДНИ ИММУНОЛОГИИ В СПБ" 2021КЛЕТОЧНЫЙ ИММУНИТЕТЕ И ЕГО РОЛЬ В ПАТОГЕНЕЗЕ УШИБА ГОЛОВНОГО МОЗГАROLE OF THE CELLULAR IMMUNITY IN THE PATHOGENESIS OF BRAIN CONTUSIONНоркаА. О.NorkaA. O.

ординатор кафедры неанотологии с курсами неврологии и акушерства-гинекологии ФП и ДПО, 197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6-8;

старший лаборант кафедры иммунологии, Санкт-Петербург

Resident, Department of Neonatology with Courses of Neurology and Obstetrics-Gynecology, Faculty of Continuing Education and Professional Training, 197022, St. Petersburg, L. Tolstoy str., 6-8;

Senior Laboratory Assistant, Department of Immunology, St. Petersburg

norka-anna@mail.ruВоробьевС. В.VorobyevS. V.

профессор кафедры клинической лабораторной диагностики;

д.м.н., главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории неврологии и нейрореабилитации,

Санкт-Петербург

Professor, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, 

PhD, MD (Medicine), Chief Research Associate, Research Laboratory of Neurology and Neurorehabilitation, 

St. Petersburg

КузнецоваР. Н.KuznetsovaR. N.

к.м.н., доцент кафедры иммунологии; 

врач аллерголог-иммунолог Медицинского центра,

Санкт-Петербург

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Immunology;

Allergist-Immunologist, Medical Centre, 

St. Petersburg

СеребряковаМ. К.SerebriakovaM. K.

аспирант, научный сотрудник отдела иммунологии,

Санкт-Петербург

Postgraduate Student, Research Associate, Department of Immunology,

St. Petersburg

КудрявцевИ. В.KudryavtsevI. V.

к.б.н., старший научный сотрудник отдела иммунологии;

доцент кафедры иммунологии, 

Санкт-Петербург

PhD (Biology), Senior Research Associate, Department of Immunology;

Associate Professor, Department of Immunology,

St. Petersburg

КоваленкоС. Н.KovalenkoS. N.

преподаватель кафедры нейрохиругии,

Санкт-Петербург

Lecturer, Department of Neurosurgery, 

St. Petersburg

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФРоссияSt. Petersburg State Pediatric Medical University; First St. Petersburg State I. Pavlov Medical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ; ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Министерства здравоохранения РФРоссияSt. Petersburg State Pediatric Medical University; V. Almazov National Medical Research CentreRussian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ; ФБУН «Научно-исследовательский интситут эпидемиологии и микробиологии имени Пастера»РоссияFirst St. Petersburg State I. Pavlov Medical University; St. Petersburg Pasteur Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyRussian FederationФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»РоссияInstitute of Experimental MedicineRussian FederationФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФРоссияInstitute of Experimental Medicine; First St. Petersburg State I. Pavlov Medical UniversityRussian FederationФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны РФРоссияS. Kirov Military Medical AcademyRussian Federation202118102021234825830Copyright © Норка А.О., Воробьев С.В., Кузнецова Р.Н., Серебрякова М.К., Кудрявцев И.В., Коваленко С.Н., 20212021Норка А.О., Воробьев С.В., Кузнецова Р.Н., Серебрякова М.К., Кудрявцев И.В., Коваленко С.Н.Norka A.O., Vorobyev S.V., Kuznetsova R.N., Serebriakova M.K., Kudryavtsev I.V., Kovalenko S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2425

Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является одной из наиболее распространенных патологий центральной нервной системы в мире, а применение методов структурной нейровизуализации – компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) – зачастую не позволяет оценить тяжесть, полученной при травме головного мозга. Это предопределяет необходимость поиска новых методов дифференциальной диагностики степени тяжести и прогнозирования риска последствий. Одно из таких перспективных направлений является изучение иммунного статуса, так как черепно-мозговая травма характеризуется высокой частотой осложнений.

Помимо этого известно, что тяжесть при ЧМТ в значительной степени определяется вовлеченностью иммунокомпетентных клеток. Реакции со стороны иммунной системы, которые развиваются после травмы мозга и, возможно, направлены против собственных антигенов, в раннем периоде заболевания имеют отношение к повреждению нервной ткани. Однако, по последним имеющимся данным, впоследствии способны стимулировать процессы репарации и регенерации в ткани головного мозга. При повреждении нервной ткани в ответ на эндогенные молекулы, которые образуются при разрушении клеток и внеклеточного матрикса, будут активироваться клетки иммунной системы.

Современные данные указывают, что Т-клетки иммунной системы играют роль как в формировании вторичных повреждений, так и в механизмах восстановления. Они способны защищать нейроны посредством продукции нейротрофических факторов, таких как нейротрофический фактор мозга (BDNF), который стимулирует рост нейронов и формирование синапсов. С помощью многоцветного цитофлуометрического анализа было проведено исследование по определению количества основных субпопуляций лимфоцитов среди CD45RA-negative CD3+CD4+-клеток. Относительное количество Th17 (CXCR5- CXCR3- CCR6+CCR4- ) и Th17/Th22 (CXCR5- CXCR3- CCR6+CCR4+), Th1/Th17 (CXCR5- CXCR3+CCR6+CCR4- ) среди общего количества CD45RA-negative CD3+CD4+-клеток у пациентов с ушибом головного мозга достоверно повышено в сравнении со значениями в контрольной группе в свою очередь, а относительное количество Th1 (CXCR5- CXCR3+CCR6- CCR4- ) среди общего количества CD45RA-negative CD3+CD4+Т-клеток достоверно снижено в сравнении со значениями в контрольной группе. Полученные к настоящему времени результаты позволяют рассматривать иммунные ответы среди ключевых звеньев патогенеза ушиба головного мозга. И, возможно, комплексное иммунологическое обследование пострадавших в первые сутки после травмы позволит определить параметры, которые помогут прогнозировать характер возможных осложнений у пациентов с ушибом головного мозга. 

Traumatic brain injury (TBI) is one of the most common pathologies of the central nervous system in the world, and the use of structural neuroimaging methods – computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) – often doesn’t allow assessment of the severity of the brain injury that has occurred. This situation predetermines the need to search for new methods of differential diagnosis of the severity of TBI and predicting the risk of consequences.

One of these promising areas is the study of the immune status, since traumatic brain injury is characterized by a high rate of complications.

One of these promising areas is the study of the immune status in patients with TBI in the acute period. It is now known that in response to brain damage, a response from the immune system is triggered.

The reactions from the immune system, which develop after brain injury and directed against its own antigens, in the early period of the disease are related to damage to the nervous tissue. However, according to the latest available data, they are subsequently able to stimulate the processes of repair and regeneration in the brain tissue. In the course of damage to the nervous tissue, in response to endogenous molecules formed during the destruction of cells and the extracellular matrix, the cells of the immune system are activated.

Current evidence indicates that T-cells play a role in both the formation of secondary damage and repair mechanisms. They are able to protect neurons through the production of neurotrophic factors such as brain neurotrophic factor (BDNF), which stimulates the growth of neurons, the formation of synapses.

Using multicolor cytometric analysis within the framework of this work, a study was carried out to determine the number of the main subpopulations of CD3+CD4+-lymphocytes. The relative number of Th17 (CXCR5- CXCR3- CCR6+CCR4- ) and Th17/Th22 (CXCR5- CXCR3- CCR6+CCR4+), Th1/Th17 (CXCR5- CXCR3+CCR6+CCR4- ) among total CD45RA-negative CD3+CD4+-cells population is significantly increased in comparison with the values in the control group, in turn, the Th1(CXCR5- CXCR3+CCR6- CCR4- ) subpopulations among total CD45RA-negative CD3+CD4+-cells are significantly decreased with the values in the control group. The results obtained so far make it possible to consider immune responses among the key links in the pathogenesis of brain contusion TBI. And, perhaps, a comprehensive immunological examination of the victims in the first day after the injury will determine the parameters that will help predict the nature of possible complications in patients with brain contusion. 

черепно-мозговая травмапроточная цитометрияушиб головного мозгавоспалениеклеточное звено системы иммунитетасубпопуляции CD3+CD4+-лимфоцитовtraumatic brain injury (TBI)flow cytometrycontusioninflammatorycellular immune statussubpopulations of CD3+CD4+-lymphocytesReferencesAfzali B., Lombardi G., Lecher R.I., Lord G.M. The role of T helper 17 (Th17) and regulatory T cells (Treg) in human organ transplantation and autoimmune disease. Clin. Exp. Immunol., 2007, Vol. 148, no. 1, pp. 32-46.Afzali B., Lombardi G., Lecher R.I., Lord G.M. The role of T helper 17 (Th17) and regulatory T cells (Treg) in human organ transplantation and autoimmune disease. Clin. Exp. Immunol., 2007, Vol. 148, no. 1, pp. 32-46.Annunziato F., Cosmi L., Santarlasci V., Maggi L., Liotta F., Mazzinghi B., Parente E., Fili L., Ferri S., Frosali F., Giudici F., Romagnani P., Parronchi P., Tonelli F., Maggi E., Romagnani S. Phenotypic and functional features of human Th17 cells. J. Exp. Med., 2007, Vol. 204, no. 8, pp. 1849-1861.Annunziato F., Cosmi L., Santarlasci V., Maggi L., Liotta F., Mazzinghi B., Parente E., Fili L., Ferri S., Frosali F., Giudici F., Romagnani P., Parronchi P., Tonelli F., Maggi E., Romagnani S. Phenotypic and functional features of human Th17 cells. J. Exp. Med., 2007, Vol. 204, no. 8, pp. 1849-1861.Banks W.A. The blood-brain barrier in psychoneuroimmunology. Neurol. Clin., 2006, Vol. 24, no. 3, pp. 413-419.Banks W.A. The blood-brain barrier in psychoneuroimmunology. Neurol. Clin., 2006, Vol. 24, no. 3, pp. 413-419.Cunningham C., Campion S., Lunnon K., Murray C.L., Woods J.F., Deacon R.M., Rawlins J.N., Perry V.H. Systemic inflammation induces acute behavioral and cognitive changes and accelerates neurodegenerative disease. Biol. Psychiatry, 2009, Vol. 65, no. 4, pp. 304-312.Cunningham C., Campion S., Lunnon K., Murray C.L., Woods J.F., Deacon R.M., Rawlins J.N., Perry V.H. Systemic inflammation induces acute behavioral and cognitive changes and accelerates neurodegenerative disease. Biol. Psychiatry, 2009, Vol. 65, no. 4, pp. 304-312.Dantzer R., O’Connor J.C., Freund G.G., Johnson R.W., Kelley K.W. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nat. Rev. Neurosci., 2008, Vol. 9, no. 1, pp. 46-56.Dantzer R., O’Connor J.C., Freund G.G., Johnson R.W., Kelley K.W. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nat. Rev. Neurosci., 2008, Vol. 9, no. 1, pp. 46-56.Derecki N.C., Cardani A.N., Yang C.H., Quinnies K.M., Crihfield A., Lynch K.R., Kipnis J. Regulation of learning and memory by meningeal immunity: a key role for IL-4. J. Exp. Med., 2010, Vol. 207, no. 5, pp. 1067-1080.Derecki N.C., Cardani A.N., Yang C.H., Quinnies K.M., Crihfield A., Lynch K.R., Kipnis J. Regulation of learning and memory by meningeal immunity: a key role for IL-4. J. Exp. Med., 2010, Vol. 207, no. 5, pp. 1067-1080.Khaidukov S.V., Baidun L.A., Zurochka A.V., Totolian Areg A. Standardized technology “Research subpopulation composition lymphocytes of the peripheral blood using flow cytofluorimeter analyzers” (project). Medical Immunology (Russia), 2012, Vol. 14, no. 3. pp. 255-268. doi: 10/15789/1563-0625-2012-3-255-268.Khaidukov S.V., Baidun L.A., Zurochka A.V., Totolian Areg A. Standardized technology “Research subpopulation composition lymphocytes of the peripheral blood using flow cytofluorimeter analyzers” (project). Medical Immunology (Russia), 2012, Vol. 14, no. 3. pp. 255-268. doi: 10/15789/1563-0625-2012-3-255-268.Konsman J.P., Vigues S., Mackerlova L., Bristow A., Blomqvist A. Rat brain vascular distribution of interleukin-1 type-1 receptor immunoreactivity: relationship to patterns of inducible cyclooxygenase expression by peripheral inflammatory stimuli. J. Comp. Neurol., 2004, Vol. 472, no. 1, pp. 113-129.Konsman J.P., Vigues S., Mackerlova L., Bristow A., Blomqvist A. Rat brain vascular distribution of interleukin-1 type-1 receptor immunoreactivity: relationship to patterns of inducible cyclooxygenase expression by peripheral inflammatory stimuli. J. Comp. Neurol., 2004, Vol. 472, no. 1, pp. 113-129.Kudryavtsev I.V., Borisov A.G., Krobinets I.I., Savchenko A.A., Serebriakova M.K., Totolian A.A. Chemokine receptors at distinct differentiation stages of T-helpers from peripheral blood. Medical Immunology (Russia), 2016, Vol. 18, no. 3, pp. 239-250. doi: 10.15789/1563-0625-2016-3-239-250.Kudryavtsev I.V., Borisov A.G., Krobinets I.I., Savchenko A.A., Serebriakova M.K., Totolian A.A. Chemokine receptors at distinct differentiation stages of T-helpers from peripheral blood. Medical Immunology (Russia), 2016, Vol. 18, no. 3, pp. 239-250. doi: 10.15789/1563-0625-2016-3-239-250.Schwartz M., Shechter R. Protective autoimmunity functions by intracranial immunosurveillance to support the mind: the missing link between health and disease. Mol. Psychiatry, 2010, Vol. 15, no. 4, pp. 342-354.Schwartz M., Shechter R. Protective autoimmunity functions by intracranial immunosurveillance to support the mind: the missing link between health and disease. Mol. Psychiatry, 2010, Vol. 15, no. 4, pp. 342-354.Skandsen T., Nilsen T.L., Einarsen C. Incidence of mild traumatic brain injury: a prospective hospital, emergency room and general practitioner-based study. Front. Neurol., 2019, Vol. 10, 638. doi: 10.3389/fneur.2019.00638.Skandsen T., Nilsen T.L., Einarsen C. Incidence of mild traumatic brain injury: a prospective hospital, emergency room and general practitioner-based study. Front. Neurol., 2019, Vol. 10, 638. doi: 10.3389/fneur.2019.00638.Vitkovic L., Konsman J.P., Bockaert J., Dantzer R., Homburger V., Jacque C. Cytokine signals propagate through the brain. Mol. Psychiatry, 2000, Vol. 5, no. 6, pp. 604-615.Vitkovic L., Konsman J.P., Bockaert J., Dantzer R., Homburger V., Jacque C. Cytokine signals propagate through the brain. Mol. Psychiatry, 2000, Vol. 5, no. 6, pp. 604-615.

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