mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-EIP-2560mimmun-2560Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESРанняя продукция IgE связана с накоплением CD11b+ классических дендритных клеток и CD11b+CD11c- макрофагов в подкожной жировой тканиEarly IgE production is associated with accumulation of CD11b+ classical dendritic cells and CD11b+CD11c- macrophages in subcutaneous adipose tissueЧудаковД. Б.ChudakovD. B.

Чудаков Дмитрий Борисович – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий

117997, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Chudakov Dmitry B., PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions

117997, Moscow, Miklukho-Maclay str., 16/10

boris-chudakov@yandex.ruКоноваловаМ. В.KonovalovaM. V.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions

Moscow

mariya.v.konovalova@gmail.comКоцареваО. Д.KotsarevaO. D.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions

Moscow

olga.kotsareva@gmail.comШевченкоМ. А.ShevchenkoM. A.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions

Moscow

mshevch@gmail.comСтрельцоваМ. А.StreltsovaM. A.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions

Moscow

mstreltsova@mail.ruСергеевА. А.SergeevA. A.

Аспирант лаборатории клеточных взаимодействий

Москва

Postgraduated Student, Laboratory of Cell Interactions

Moscow

cheburatorka@gmail.comФаттаховаГ. В.FattakhovaG. V.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions

Moscow

gfattakhova@yahoo.comФГБУН «Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наукРоссияM. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of SciencesRussian Federation20221611202224611891204Copyright © Чудаков Д.Б., Коновалова М.В., Коцарева О.Д., Шевченко М.А., Стрельцова М.А., Сергеев А.А., Фаттахова Г.В., 20222022Чудаков Д.Б., Коновалова М.В., Коцарева О.Д., Шевченко М.А., Стрельцова М.А., Сергеев А.А., Фаттахова Г.В.Chudakov D.B., Konovalova M.V., Kotsareva O.D., Shevchenko M.A., Streltsova M.A., Sergeev A.A., Fattakhova G.V.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/2560

В связи с увеличением частоты возникновения IgE-опосредованных патологий как в России, так и в мире, внимание различных исследовательских групп приковано к изучению механизмов, запускающих процесс переключения В-лимфоцитов на IgE при попадании в организм безвредных аллергенов, а также к изучению роли различных типов антигенпрезентирующих клеток (АПК) в этом процессе. Однако роль различных АПК в презентации попадающих за барьер в течение длительного времени низких доз антигена и специфика данных процессов при попадании антигена через подкожную жировую клетчатку, содержащую тканеассоциированные лимфоидные кластеры (ТАЛК), изучена плохо. Целью настоящей работы являлось определение связи накопления локально в подкожной жировой ткани различных типов АПК и формирования ранней продукции IgE в клиническирелевантной модели аллергии, предполагающей длительное введение низких доз аллергена. Данная модель обуславливает формирование продукции специфического IgE при минимальной сопутствующей продукции IgG, что имитирует ситуацию, наблюдаемую у больных с аллергией в клинической практике. Мыши линии BALB/c были иммунизированы в течение 4 недель подкожно в область холки или внутрибрюшинно низкими (100 нг) или высокими (10 мкг) дозами модельного аллергена овальбумина. Через каждые 7 дней у мышей отбирали образцы крови для получения сывороток и для определения продукции специфических антител методом иммуноферментного анализа (ИФА), проводили провокацию высокой дозой аллергена и получали образцы жировой ткани в месте введения антигена для анализа содержания различных субпопуляций АПК методом проточной цитометрии. Продукция специфического IgE формировалась в основном при введении антигена в низких (100 нг) дозах подкожно, в область холки. В работе наблюдали накопление в жировой ткани области холки, но не в интраперитонеальной жировой ткани, CD11b+ классических, но не CD11b- классических, воспалительных или плазмацитоидных, дендритных клеток, совпадающее с моментом усиления продукции специфического IgE на 14-21-е сутки. Накопление CD11b+CD11c- макрофагов и их CD206+ М2-субпопуляции на ранние сроки (7-е и 21-е сутки) также наблюдали только при введении антигена подкожно в область холки. Введение высоких (10 мкг) доз антигена, опосредующих формирование продукции IgG1 в большей степени, чем IgE, приводило к более ранней индукции накопления CD11b+ классических дендритных клеток (на 7-е сутки) и отсутствию накопления макрофагов на более поздних стадиях (21-е сутки). Таким образом, ранний запуск продукции специфического IgE при попадании низких доз антигена в подкожную жировую ткань может быть связан с его презентацией CD11b+ классическими дендритными клетками в присутствии CD11b+CD11c- макрофагов.

In view of increased incidence of IgE-mediated diseases in Russia and worldwide, the efforts of various research groups are focused on studying the mechanisms that trigger the process of switching B-lymphocytes to IgE synthesis upon human exposure to harmless allergens, including the role of various antigen-presenting cells (APCs) in this process. However, the role of distinct APCs upon long-term penetration of low antigen doses via the tissue barriers, is yet poorly understood, as well as specific features of these events upon entrance of the antigen through the subcutaneous adipose tissue which contains tissueassociated lymphoid clusters (TALC).The aim of this work was to determine the relationship between the local accumulation of various APCs in the subcutaneous adipose tissue and development of early IgE production in a clinically relevant experimental model of allergy with long-term administration of low allergen doses. In this experimental model, specific IgE synthesis is induced, with minimal concomitant IgG production, thus mimicking the situation observed in patients with clinically sound allergies. BALB/c mice were immunized for 4 weeks subcutaneously in the withers area or intraperitoneally with low (100 ng) or high (10 μg) doses of the model allergen (ovalbumin). Blood samples were taken weekly from mice for ELISA testing, to determine the production of specific antibodies. Provocation tests were performed with high dose of the allergen, and adipose tissue samples were taken from the site of antigen injection for flow cytometric assays, in order to evaluate the contents of various APC subpopulations. Specific IgE production was induced mainly by subcutaneous injection of the antigen at low doses (100 ng) into the area of withers. When using this experimental regimen, we observed accumulation of classical CD11b+ cells in adipose tissue at the withers site, but not in the peritoneal adipose tissue, in absence of CD11b- classical, inflammatory or plasmacytoid, dendritic cells. These findings coincided in time with increased production of specific IgE on days +14 to +21. Accumulation of CD11b+CD11c- macrophages and their CD206+ M2 subpopulations at early terms (days +7 and +21) was also observed only after subcutaneous injection of the antigen into the withers area. The high-dose antigen injection (10 μg) which mediated IgG1 production to greater extent than production of IgE, led to earlier accumulation of CD11b+ classical dendritic cells (on day 7th), and to the absence of macrophage accumulation at later stages (day 21th). Thus, the early start of specific IgE production upon low-dose injection of the antigen into the subcutaneous adipose tissue may be associated with its presentation by CD11b+ classical dendritic cells in the presence of CD11b+CD11c- macrophages.

IgEгиперчувствительность I типанизкие дозы антигенаподкожная жировая тканьантигенпрезентирующие клеткиCD11b+ классические дендритные клеткимакрофагиМ2-макрофагипроточная цитометриялабораторные животные EARLY IgEIgEtype I hypersensitivitylow-dose antigensubcutaneous fat tissueantigen-presenting cellsCD11b+ classical dendritic cellsmacrophagesM2 macrophagesflow cytometrylaboratory animalsИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-05-50064.ReferencesБалаболкин И.И., Булгакова В.А., Елисеева Т.И. Современный взгляд на развитие и подходы к терапии атопического дерматита у детей // Фарматека, 2020. Т. 27, № 1. С. 20-27.Balabolkin I.I., Bulgakova V.A., Eliseeva T.I. A modern view on the development and approaches to the treatment of atopic dermatitis in children. Farmateka = Pharmateka, 2020, Vol. 27, no. 1, pp. 20-27. (In Russ.)Губернаторова Е.О., Намаканова О.А., Друцкая М.С., Недоспасов С.А. Клеточные источники ИЛ-6 в патогенезе острой аллергической астмы // Аллергология и иммунология, 2018. Т. 19, № 2. С. 115.Gybernatorova E.O., Namakanova O.A., Drutskaya M.S., Nedospasov C.A. Cellular sources of IL-6 in the pathogenesis of acute allergic asthma. Allergologiya i immunologiya = Allergology and Immunology, 2018, Vol. 19, no. 2, p. 115. (In Russ.)Елисютина О.Г., Феденко Е.С., Болдырева М.Н., Гудима Г.О. Особенности иммунного ответа и роль некоторых цитокинов при актопическом дерматите // Российский аллергологический журнал, 2015. № 1. С. 3-14.Elisyutina O.G., Fedenko E.S., Boldyreva M.N., Gudima G.O. Features of the immune response and the role of some cytokines in actopic dermatitis. Rossiyskiy allergologicheskiy zhurnal = Russian Allergology Journal, 2015, Vol. 1, pp 3-14. (In Russ.)Кайбышева В.О., Михалева Л.М., Никонов Е.Л., Шаповальянц С.Г. Эпидемиология, этиология и патогенез эозинофильного эзофагита. Новейшие данные // Доказательная гастроэнтерология, 2019. Т. 8, № 2. С. 50-72.Kaibysheva V.O., Mikhalyova L.M., Nikonov E.L., Shapovalyantz S.G. Epidemiology, etiology and pathogenesis of eosinophilic esophagitis. Latest data. Dokazatelnaya gastroenterologiya = Russian Journal of Evidence-Based Gastroenterology, 2019, Vol. 8, no. 2, pp. 50-72. (In Russ.)Сидоренко Е.В., Выхристенко Л.Р. Фенотпп-ориентированная иммунотерапия бронхиальной астмы // Иммунопатология, аллергология, инфектология, 2018. № 3. С. 60-68.Sidorenko E.V., Vykhristenko L.R. Phenomenon-oriented immunotherapy for bronchial asthma. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology and Infectology, 2018, no. 3, pp. 60-68. (In Russ.)Хаитов М.Р., Гайсина А.Р., Шиловский И.П., Смирнов В.В., Раменская Г.В., Никонова А.А., Хаитов Р.М. Роль интерлейкина 33 в патогенезе бронхиальной астмы. Новые экспериментальные данные // Биохимия, 2018. Т. 83, № 1. С. 19-33.Khaitov M.R., Gaisina A.R., Shilovsky I.P., Smirnov V.V., Ramenskaya G.V., Nikonova A.A., Khaitov R.M. The role of interleukin 33 in the pathogenesis of bronchial asthma. New experimental data. Biokhimiya = Biochemistry (Moscow), 2018, Vol. 83, no. 1, pp. 19-33. (In Russ.)Чудаков Д.Б., Рязанцев Д.Ю., Каширина Е.И., Бержец В.М., Свирщевская Е.В. Роль дозы аллергена в индукции у мышей IgE антител на белки из клещей домашней пыли // Иммунология, 2014. Т. 35, № 6. C. 321- 328.Chudakov D.B., Ryasantsev D.Yu., Kashirina E.I., Berzhetz V.M., Svirschevskaya E.V. The role of allergen dose in the induction in mice of IgE antibodies to proteins from house dust mites. Immunologyia = Immunologyia, 2014, Vol. 35, no. 6, pp. 321-328. (In Russ.)Alessandrini F., Musiol S., Schneider E., Blanko-Perez M., Albrecht M. Mimicking antigen-driven asthma in rodent models – how close can we get? Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 575936. doi: 10.3389/fimmu.2020.575936.Alessandrini F., Musiol S., Schneider E., Blanko-Perez M., Albrecht M. Mimicking antigen-driven asthma in rodent models – how close can we get? Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 575936. doi: 10.3389/fimmu.2020.575936.Balbo P., Silvestri M., Rossi G.A., Crimi E., Burastero S.E. Differential role of CD80 and CD86 on alveolar macrophages in the presentation of allergen to T lymphocytes in asthma. Clin. Exp. Allergy. 2001, Vol. 31, no. 4, pp. 625-636.Balbo P., Silvestri M., Rossi G.A., Crimi E., Burastero S.E. Differential role of CD80 and CD86 on alveolar macrophages in the presentation of allergen to T lymphocytes in asthma. Clin. Exp. Allergy. 2001, Vol. 31, no. 4, pp. 625-636.Chávez-Galán L., Olleros M.L., Vesin D., Garcia I. Much More than M1 and M2 Macrophages, There are also CD169+ and TCR+ Macrophages. Front Immunol. 2015, Vol. 6, 263. doi: 10.3389/fimmu.2015.00263.Chávez-Galán L., Olleros M.L., Vesin D., Garcia I. Much More than M1 and M2 Macrophages, There are also CD169+ and TCR+ Macrophages. Front Immunol. 2015, Vol. 6, 263. doi: 10.3389/fimmu.2015.00263.Chudakov D.B., Ryasantsev D.Yu., Tsaregorodtseva D.S., Kotsareva O.D., Fattakhova G.V., Svirschevskaya E.V. Tertiary lymphoid structure related B-cell IgE isotype switching and secondary lymphoid organ linked IgE production in mouse allergy model. BMC Immunol., 2020, Vol. 21, 45. doi: 10.1186/s12865-020-00376-7.Chudakov D.B., Ryasantsev D.Yu., Tsaregorodtseva D.S., Kotsareva O.D., Fattakhova G.V., Svirschevskaya E.V. Tertiary lymphoid structure related B-cell IgE isotype switching and secondary lymphoid organ linked IgE production in mouse allergy model. BMC Immunol., 2020, Vol. 21, 45. doi: 10.1186/s12865-020-00376-7.Constant S.L., Brogdon J.L., Piggott D.A., Herrick C.A., Visintin I., Ruddle N.H., Bottomly K. Resident lung antigen-presenting cells have the capacity to promote Th2 T cell differentiation in situ. J. Clin. Invest., 2002, Vol. 110, no. 10, pp. 1441-1448.Constant S.L., Brogdon J.L., Piggott D.A., Herrick C.A., Visintin I., Ruddle N.H., Bottomly K. Resident lung antigen-presenting cells have the capacity to promote Th2 T cell differentiation in situ. J. Clin. Invest., 2002, Vol. 110, no. 10, pp. 1441-1448.Dullaers M., Schuijs M.J., Willart M., Fierens K., van Moorleghem J., Hammad H., Lambrecht B.N. House dust mite–driven asthma and allergen-specific T cells depend on B cells when the amount of inhaled allergen is limiting. J. Allergy Clin. Immunol., 2016, Vol. 140, no. 1, pp. 76-88.Dullaers M., Schuijs M.J., Willart M., Fierens K., van Moorleghem J., Hammad H., Lambrecht B.N. House dust mite–driven asthma and allergen-specific T cells depend on B cells when the amount of inhaled allergen is limiting. J. Allergy Clin. Immunol., 2016, Vol. 140, no. 1, pp. 76-88.Frasca D., Diaz A., Romero M., Thaller S., Blomberg B.B. Secretion of autoimmune antibodies in the human subcutaneous adipose tissue. PLoS One, 2018, Vol. 13, no. 5, e0197472. doi: 10.1371/journal.pone.0197472.Frasca D., Diaz A., Romero M., Thaller S., Blomberg B.B. Secretion of autoimmune antibodies in the human subcutaneous adipose tissue. PLoS One, 2018, Vol. 13, no. 5, e0197472. doi: 10.1371/journal.pone.0197472.Kawakami Y., Sielski R., Kawakami T. Mouse body temperature measurement using infrared thermometer during passive systemic anaphylaxis and food allergy evaluation. J. Vis. Exp., 2018, Vol. 14, 58391. doi: 10.3791/58391.Kawakami Y., Sielski R., Kawakami T. Mouse body temperature measurement using infrared thermometer during passive systemic anaphylaxis and food allergy evaluation. J. Vis. Exp., 2018, Vol. 14, 58391. doi: 10.3791/58391.Marichal T., Ohata K., Bedoret D., Mesnil C., Sabatel C., Kobiyama K., Lekeux P., Coban C., Akira S., Ishii K.J., Bureau F., Desmet C.J. DNA released from dying host cells mediates aluminum adjuvant activity. Nat. Med., 2011, Vol. 17, pp. 996-1002.Marichal T., Ohata K., Bedoret D., Mesnil C., Sabatel C., Kobiyama K., Lekeux P., Coban C., Akira S., Ishii K.J., Bureau F., Desmet C.J. DNA released from dying host cells mediates aluminum adjuvant activity. Nat. Med., 2011, Vol. 17, pp. 996-1002.McDonnell M.E., Ganley-Leal L.M., Mehta A., Bigornia S.J., Mott M., Rehman Q., Farb M.G., Hess D.T., Joseph L., Gokce N., Apovian C.M. B lymphocytes in human subcutaneous adipose crown-like structures. Obesity (Silver Spring), 2012, Vol. 20, no. 7, pp. 1372-1378.McDonnell M.E., Ganley-Leal L.M., Mehta A., Bigornia S.J., Mott M., Rehman Q., Farb M.G., Hess D.T., Joseph L., Gokce N., Apovian C.M. B lymphocytes in human subcutaneous adipose crown-like structures. Obesity (Silver Spring), 2012, Vol. 20, no. 7, pp. 1372-1378.Merad M., Sathe P., Helft J., Meller J., Mortha A. The Dendritic Cell Lineage: Ontogeny and Function of Dendritic Cells and Their Subsets in the Steady State and the Inflamed Setting. Annu. Rev. Immunol., 2013, Vol. 31, pp. 563-604.Merad M., Sathe P., Helft J., Meller J., Mortha A. The Dendritic Cell Lineage: Ontogeny and Function of Dendritic Cells and Their Subsets in the Steady State and the Inflamed Setting. Annu. Rev. Immunol., 2013, Vol. 31, pp. 563-604.Morris D.L., Cho K.W., Delproposto J.L., Oatmen K.E., Geletka L.M., Martinez-Santibanez G., Singer K., Lumeng C.N. Adipose tissue macrophages function as antigen-presenting cells and regulate adipose tissue CD4+ T cells in mice. Diabetes, 2013, Vol. 62, no. 8, pp. 2762-2772.Morris D.L., Cho K.W., Delproposto J.L., Oatmen K.E., Geletka L.M., Martinez-Santibanez G., Singer K., Lumeng C.N. Adipose tissue macrophages function as antigen-presenting cells and regulate adipose tissue CD4+ T cells in mice. Diabetes, 2013, Vol. 62, no. 8, pp. 2762-2772.Murphy K.P. Janeway’s immunobiology. 6th ed. New York: Garland Science, 2011.Murphy K.P. Janeway’s immunobiology. 6th ed. New York: Garland Science, 2011.Niedenberger V., Niggemann B., Kraft D., Spitzauer S., Valenta R. Evolution of IgM, IgE and IgG (1-4) antibody responses in early childhood monitored with recombinant allergen components: implications for class switch mechanisms. Eur. J. Immunol., 2002, Vol. 32, no. 2, pp. 576-584.Niedenberger V., Niggemann B., Kraft D., Spitzauer S., Valenta R. Evolution of IgM, IgE and IgG (1-4) antibody responses in early childhood monitored with recombinant allergen components: implications for class switch mechanisms. Eur. J. Immunol., 2002, Vol. 32, no. 2, pp. 576-584.Oishi S., Takano R., Tamura S., Tani S., Iwaizumi M., Hamaya Y., Takagaki K., Nagata T., Seto S., Horii T., Osawa S., Furuta T., Miyajima H., Sugimoto K. M2 polarization of murine peritoneal macrophages induces regulatory cytokine production and suppresses T-cell proliferation. Immunology, 2016, Vol. 149, no. 3, pp. 320-328.Oishi S., Takano R., Tamura S., Tani S., Iwaizumi M., Hamaya Y., Takagaki K., Nagata T., Seto S., Horii T., Osawa S., Furuta T., Miyajima H., Sugimoto K. M2 polarization of murine peritoneal macrophages induces regulatory cytokine production and suppresses T-cell proliferation. Immunology, 2016, Vol. 149, no. 3, pp. 320-328.Plantinga M., Guilliams M., Vanheerswynghels M., Deswarte K., Branco-Madeira F., Toussaint W., Vanhoutte L., Neyt K., Killeen N., Malissen B., Hammad H., Lambrecht B.N. Conventional and monocyte-derived CD11b(+) dendritic cells initiate and maintain T helper 2 cell-mediated immunity to house dust mite allergen. Immunity, 2013, Vol. 38, no. 2, pp. 322-335.Plantinga M., Guilliams M., Vanheerswynghels M., Deswarte K., Branco-Madeira F., Toussaint W., Vanhoutte L., Neyt K., Killeen N., Malissen B., Hammad H., Lambrecht B.N. Conventional and monocyte-derived CD11b(+) dendritic cells initiate and maintain T helper 2 cell-mediated immunity to house dust mite allergen. Immunity, 2013, Vol. 38, no. 2, pp. 322-335.Poulsen L.K., Hummelshoj L. Triggers of IgE class switching and allergy development. Ann. Med., 2007, Vol. 39, no. 6, pp. 440-456.Poulsen L.K., Hummelshoj L. Triggers of IgE class switching and allergy development. Ann. Med., 2007, Vol. 39, no. 6, pp. 440-456.Schlitzer A., Ginhoux F. Organization of the mouse and human DC network. Curr. Opin. Immunol., 2014, Vol. 26, pp. 90-99.Schlitzer A., Ginhoux F. Organization of the mouse and human DC network. Curr. Opin. Immunol., 2014, Vol. 26, pp. 90-99.

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