mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/10.15789/1563-0625-EOT-2616mimmun-2616Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSОценка функциональной активности эктонуклеотидазы CD39 в регуляторных Т-клетках у детей с воспалительными заболеваниями кишечникаEvaluation of the functional activity of CD39 ectonucleotidase in regulatory T cells in children with inflammatory bowel diseaseshttps://orcid.org/0000-0003-4704-6885РадыгинаТ. В.RadyginaT. V.

Радыгина Т.В. – к.м.н., старший научный сотрудниклаборатории экспериментальной иммунологии и вирусологии

119991, Москва, Ломоносовский пр., 2, стр. 1Тел: 8 (499) 134-13-98Факс: 8 (499) 134-70-01

Radygina T.V., PhD (Medicine), Senior Research Associate,Laboratory of Experimental Immunology and Virology

2 bldg 1 Lomonosovsky Ave Moscow 119991 Phone: +7 (499) 134-13-98Fax: +7 (499) 134-70-01.

 

tvradigina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5046-0377СорокинаЕ. Г.SorokinaE. G.

Сорокина Е.Г. – к.б.н., ведущий научный сотрудниклаборатории нейробиологии и основ развития мозга

Москва

Sorokina E.G., PhD (Biology), Leading Research Associate,Laboratory of Neurobiology and States of Brain Development

 Moscow

sorokelena@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0896-6996ПетричукС. В.PetrichukS. V.

Петричук С.В. – д.б.н., профессор, главный научныйсотрудник лаборатории экспериментальной иммунологии и вирусологии лабораторного отдела

Москва

Petrichuk S.V., PhD, MD (Biology), Professor, Chief ResearchAssociate, Laboratory of Experimental Immunology andVirology

 Moscow

cito@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7771-3314КупцоваД. Г.KuptsovaD. G.

Купцова Д.Г. – младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунологии и вирусологии

Москва

Kuptsova D.G., Junior Research Associate, Laboratory ofExperimental Immunology and Virology

 Moscow

dg.kuptsova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9213-5281КурбатоваО. В.KurbatovaO. V.

Курбатова О.В. – к.м.н., старший научный сотрудниклаборатории экспериментальной иммунологиии вирусологии

Москва

Kurbatova O.V., PhD (Medicine), Senior Research Associate,Laboratory of Experimental Immunology and Virology

 Moscow

putintseva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4905-2373ПотаповА. С.PotapovA. S.

Потапов А.С. – д.м.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории научных основ детской гастроэнтерологии и гепатологии, заведующий гастроэнтерологическим отделением с гепатологической группой ; профессор кафедры педиатрии и детской ревматологии

Москва

Potapov A.S., PhD, MD (Medicine), Professor, Chief ResearchAssociate, Laboratory of Scientific Foundations of PediatricGastroenterology and Hepatology, Head of GastroenterologyDepartment with Hepatology Group ; Professor, Departmentof Pediatrics and Pediatric Rheumatology

 Moscow

potapov@nczd.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4935-987XАфанасьеваС. А.AfanasyevaS. A.

Афанасьева С.А. – лаборант-исследователь лаборатории нейробиологии и основ развития мозга

Москва

Afanasyeva S.A., Laboratory Assistant, Laboratory ofNeurobiology and States of Brain Development

 Moscow

afsonia11@yandex.ruФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФРоссияNational Medical Research Center of Children’s HealthRussian FederationФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФРоссияNational Medical Research Center of Children’s HealthRussian FederationФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФ; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)Russian FederationNational Medical Research Center of Children’s Health; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian Federation202305042023252415422Copyright © Радыгина Т.В., Сорокина Е.Г., Петричук С.В., Купцова Д.Г., Курбатова О.В., Потапов А.С., Афанасьева С.А., 20232023Радыгина Т.В., Сорокина Е.Г., Петричук С.В., Купцова Д.Г., Курбатова О.В., Потапов А.С., Афанасьева С.А.Radygina T.V., Sorokina E.G., Petrichuk S.V., Kuptsova D.G., Kurbatova O.V., Potapov A.S., Afanasyeva S.A.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/2616

В связи с ростом заболеваемости и распространенности воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) поиск прогностических маркеров эффективности проводимой терапии является актуальной проблемой. Дисбаланс между Th17-лимфоцитами и регуляторными Т-клетками (Treg) является ключевым дефектом иммунной системы, приводящим к ВЗК. Внеклеточный АТФ, образующийся при повреждении тканей, обладает провоспалительным эффектом и способствует дифференцировке Th17-клеток. Эктонуклеотидаза CD39 катализирует дефосфорилирование АТФ до АМФ с последующим превращением в аденозин под действием CD73. CD39 экспрессируется в разных типах клеток, в том числе в Treg. Цель – оценить функциональную активность CD39+ в Treg у детей с ВЗК с помощью люциферин-люциферазного метода.

Обследовано 68 детей с ВЗК. Из них 28 детей были в состоянии ремиссии, 40 – в обострении. Оценку количества Treg (CD4+CD25highCD127low), экспрессирующих СD39, проводили методом проточной цитометрии. Концентрацию АТФ в супернатантах и клетках определяли с помощью люциферин-люциферазного теста. Результаты представлены в виде медианы (Me) и квартилей (Q0,25-Q0,75). Достоверность различий между группами оценивали с использованием непараметрического U-критерия Манна–Уитни.

Относительное количество CD39+Treg у пациентов в ремиссии ВЗК было достоверно выше, чем у пациентов в состоянии обострения. Снижение концентрации АТФ под действием CD39+Treg у пациентов с ВЗК происходило сразу при добавлении экзогенного АТФ. АТФ у пациентов в ремиссии снижалось на 44,5% (Me 54,5 (41,5-65,9)), у пациентов в обострении – на 32,5% (Me 67,5 (59,7-71,3)).

При этом у пациентов в состоянии ремиссии снижение содержания АТФ через 5 минут реакции было достоверно выше, чем у пациентов в состоянии обострения (p = 0,01), через 35 минут реакции достоверной разницы не выявлено. Показано, что образцы с меньшим количеством клеток и меньшей интенсивностью экспрессии CD39 в Treg имели большую активность эктонуклеотидазы CD39.

Для эффективного гидролиза АТФ, помимо количества CD39 в Treg, важна их функциональная активность. Оценка каталитической активности CD39 в Treg у пациентов с ВЗК наиболее информативна в первые минуты после добавления экзогенной АТФ. У пациентов в состоянии ремиссии каталитическая активность CD39 в Treg была выше, чем у пациентов в состоянии обострения.

In connection with the increasing incidence and prevalence of inflammatory bowel disease (IBD), the search for prognostic markers of the effectiveness of therapy is an urgent problem. An imbalance between Th17 lymphocytes and regulatory T cells (Treg) is a major defect in the immune system leading to IBD. Extracellular ATP produced during tissue damage, rebound pro-inflammatory effects, and activates Th17 cell differentiation. Ectonucleotidase CD39 catalyzes the dephosphorylation of ATP to AMP, followed by conversion to adenosine by CD73. CD39 is expressed in various cell types, including Treg. Aim – evaluate the functional activity of CD39+ in Treg in children with IBD using the luciferin-luciferase method.

68 children with IBD were examined. Of these, 28 children were in remission, 40 were in exacerbation. The number of Tregs (CD4+CD25highCD127low) expressing CD39 was estimated by flow cytometry. The ATP concentration in supernatants and cells was determined using the luciferin-luciferase test. Results are presented as median (Me) and quartiles (Q0.25-Q0.75). The significance of differences between groups was assessed using the nonparametric Mann–Whitney U test.

The relative number of CD39+Treg in patients in remission of IBD was significantly higher than in patients in a state of exacerbation. A decrease in ATP concentration under the influence of CD39+Treg in patients with IBD occurred immediately upon the addition of exogenous ATP. ATP in patients in remission decreased by 44.5% (Me 54.5 (41.5-65.9)), in patients in exacerbation – by 32.5% (Me 67.5 (59.7-71.3)). At the same time, in patients in remission, the decrease in the ATP content after 5 minutes of the reaction was significantly higher than in patients in the state of exacerbation (p = 0.01), after 30 minutes of the reaction, no significant difference was found. It was shown that samples with a smaller number of cells and a lower intensity of CD39 expression in Treg had a higher activity of CD39 ectonucleotidase.

For efficient ATP hydrolysis, in addition to the amount of CD39 in Treg, their functional activity is important. The assessment of the catalytic activity of CD39 in Treg in patients with IBD is most informative in the first minutes after the addition of exogenous ATP. In patients in remission, the catalytic activity of CD39 in Treg was higher than in patients in a state of exacerbation.

TregCD39гидролизАТФВЗКдетиTregCD39ATPhydrolysisIBDchildrenReferencesГорелов А.В., Каннер Е.В. Воспалительные заболевания кишечника у детей: особенности течения и терапии // Медицинский совет, 2018. № 2. C. 140-145.Gorelov A.V., Kanner E.V. Inflammatory bowel diseases in children: peculiarities of the disease Course and therapy. Meditsinskiy sovet = Medical Council, 2018, no. 2, pp. 140-145. (In Russ.)Организация медицинской помощи пациентам с воспалительными заболеваниями кишечника в РФ в 2015-2021 гг.: информационный материал рабочей группы Экспертного совета по здравоохранению Комитета Совета Федерации по социальной политике //Медицинские технологии. Оценка и выбор, 2021 № 4. С. 9-15.Healthcare for patients with inflammatory bowel disease in Russian Federation in 2015-2021: information from the Healthcare Expert Advisory Board of the Social Policy Committee of the Federation Council. Meditsinskie tekhnologii. Otsenka i vybor = Medical Technologies. Assessment and Choice, 2021, no. 4, pp. 9-15. (In Russ.)Петричук C.В., Мирошкина Л.В., Семикина E.Л., Топтыгина А.П., Потапов А.С., Цимбалова E.Г., Радыгина Т.В. Показатели популяционного состава лимфоцитов как предикторы эффективности терапии ингибитором TNFα у детей с воспалительными заболеваниями кишечника // Медицинская иммуноло гия, 2018. T. 20, № 5. С. 721-730. doi: 10.15789/1563-0625-2018-5-721-730.Petrichuk S.V., Miroshkina L.V., Semikina E.L., Toptygina A.P., Potapov A.S., Tsimbalova E.G., Radygina T.V. Indicators of the lymphocyte subsets as efficiciency predictors of therapy with inhibitors of TNFα in children with inflammatory bowel diseases. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2018, Vol. 20, no. 5, pp. 721-730. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2018-5-721-730.Álvarez-Sánchez N., Cruz-Chamorro I., Díaz-Sánchez M., Lardone P.J., Guerrero J.M., Carrillo-Vico A. Peripheral CD39-expressing T regulatory cells are increased and associated with relapsing-remitting multiple sclerosis in relapsing patients. Sci. Rep., 2019, Vol. 9, 2302. doi: 10.1038/s41598-019-38897-w.Álvarez-Sánchez N., Cruz-Chamorro I., Díaz-Sánchez M., Lardone P.J., Guerrero J.M., Carrillo-Vico A. Peripheral CD39-expressing T regulatory cells are increased and associated with relapsing-remitting multiple sclerosis in relapsing patients. Sci. Rep., 2019, Vol. 9, 2302. doi: 10.1038/s41598-019-38897-w.Budd S.L., Nicholls D.G. Mitochondria, calcium regulation, and acute glutamate excitotoxicity in cultured cerebellar granule cells. J. Neurochem., 1996, Vol. 67, no. 6, pp. 2282-2291.Budd S.L., Nicholls D.G. Mitochondria, calcium regulation, and acute glutamate excitotoxicity in cultured cerebellar granule cells. J. Neurochem., 1996, Vol. 67, no. 6, pp. 2282-2291.Di Virgilio F., Sarti A.C., Silva R.C. Purinergic signaling, DAMPs, and inflammation. Am. J. Physiol. Cell Physiol., 2020, Vol. 318, no. 5, pp. 832-835.Di Virgilio F., Sarti A.C., Silva R.C. Purinergic signaling, DAMPs, and inflammation. Am. J. Physiol. Cell Physiol., 2020, Vol. 318, no. 5, pp. 832-835.Gibson D.J., Elliott L., McDermott E., Tosetto M., Keegan D., Byrne K., Martin S.T., Rispens T., Cullen G., Mulcahy H.E., Cheifetz A.S., Moss A.C., Robson S.C., Dohert G.A., Ryan E.J. Heightened еxpression of CD39 by regulatory T lymphocytes is associated with therapeutic remission in Inflammatory Bowel Disease. Inflamm. Bowel Dis., 2015, Vol. 21, pp. 2806-2814.Gibson D.J., Elliott L., McDermott E., Tosetto M., Keegan D., Byrne K., Martin S.T., Rispens T., Cullen G., Mulcahy H.E., Cheifetz A.S., Moss A.C., Robson S.C., Dohert G.A., Ryan E.J. Heightened еxpression of CD39 by regulatory T lymphocytes is associated with therapeutic remission in Inflammatory Bowel Disease. Inflamm. Bowel Dis., 2015, Vol. 21, pp. 2806-2814.Grant C.R., Liberal R., Holder B.S., Cardone J., Ma Y., Robso S.C., Mieli-Vergani G., Vergani D., Longhi M.S. Dysfunctional CD39(POS) regulatory T cells and aberrant control of T-helper type 17 cells in autoimmune hepatitis. Hepatology (Baltimore, Md.), 2014, Vol. 59, no. 3, pp. 1007-1015.Grant C.R., Liberal R., Holder B.S., Cardone J., Ma Y., Robso S.C., Mieli-Vergani G., Vergani D., Longhi M.S. Dysfunctional CD39(POS) regulatory T cells and aberrant control of T-helper type 17 cells in autoimmune hepatitis. Hepatology (Baltimore, Md.), 2014, Vol. 59, no. 3, pp. 1007-1015.Guo J., Wang L.-Y., Wu J., Xu L.F., Sun M. The JAK2 inhibitor AG490 regulates the Treg/Th17 balance and alleviates DSS-induced intestinal damage in IBD rats. Clin. Exp. Pharm. Physiol., 2020, Vol. 47, no. 8, pp. 1374-1381.Guo J., Wang L.-Y., Wu J., Xu L.F., Sun M. The JAK2 inhibitor AG490 regulates the Treg/Th17 balance and alleviates DSS-induced intestinal damage in IBD rats. Clin. Exp. Pharm. Physiol., 2020, Vol. 47, no. 8, pp. 1374-1381.Moncrieffe H., Nistala K., Kamhieh Y., Evans J., Eddaoudi A., Eaton S., Wedderburn L.R. High expression of the ectonucleotidase CD39 on T cells from the inflamed site identifies two distinct populations, one regulatory and one memory T cell population. J. Immunol., 2010, Vol. 185, no. 1, pp. 134-143.Moncrieffe H., Nistala K., Kamhieh Y., Evans J., Eddaoudi A., Eaton S., Wedderburn L.R. High expression of the ectonucleotidase CD39 on T cells from the inflamed site identifies two distinct populations, one regulatory and one memory T cell population. J. Immunol., 2010, Vol. 185, no. 1, pp. 134-143.Negi S., Saini S., Tandel N., Sahu K., Mishr R., Tyagi R.K. Translating Treg therapy for inflammatory bowel disease in humanized mice. Cells. 2021, Vol. 10, no. 8, 1847. doi: 10.3390/ cells10081847.Negi S., Saini S., Tandel N., Sahu K., Mishr R., Tyagi R.K. Translating Treg therapy for inflammatory bowel disease in humanized mice. Cells. 2021, Vol. 10, no. 8, 1847. doi: 10.3390/ cells10081847.Sorokina E.G., Reutov V.P., Senilova Y.E., Khodorov B.I., Pinelis V.G. Changes in ATP content in cerebellar granule cells during hyperstimulation of glutamate receptors: possible role of NO and nitrite ions. Bull. Exp. Biol. Med., 2007, Vol. 143, no. 4, pp. 442-445.Sorokina E.G., Reutov V.P., Senilova Y.E., Khodorov B.I., Pinelis V.G. Changes in ATP content in cerebellar granule cells during hyperstimulation of glutamate receptors: possible role of NO and nitrite ions. Bull. Exp. Biol. Med., 2007, Vol. 143, no. 4, pp. 442-445.Vuerich M, Harshe R.P., Robson S.C., Longhi M.S. Dysregulation of adenosinergic signaling in systemic and organ-specific autoimmunity. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 3, 528. doi: 10.3390/ijms20030528.Vuerich M, Harshe R.P., Robson S.C., Longhi M.S. Dysregulation of adenosinergic signaling in systemic and organ-specific autoimmunity. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 3, 528. doi: 10.3390/ijms20030528.Yan J.B., Luo M.M., Chen Z.Y., He B.H. The function and role of the Th17/Treg cell balance in Inflammatory bowel disease. J. Immunol. Res., 2020, 8813558. doi: 10.1155/2020/8813558.Yan J.B., Luo M.M., Chen Z.Y., He B.H. The function and role of the Th17/Treg cell balance in Inflammatory bowel disease. J. Immunol. Res., 2020, 8813558. doi: 10.1155/2020/8813558.Zeng J., Ning Z., Wang Y., Xiong H. Implications of CD39 in immune-related diseases. Int. Immunopharmacol., 2020, Vol. 89, Pt A, 107055. doi: 10.1016/j.intimp.2020.107055.Zeng J., Ning Z., Wang Y., Xiong H. Implications of CD39 in immune-related diseases. Int. Immunopharmacol., 2020, Vol. 89, Pt A, 107055. doi: 10.1016/j.intimp.2020.107055.

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