mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IEO-2649mimmun-2649Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSПовышение экспрессии тирозиновой протеинфосфатазы (СD45) на поверхности гранулоцитов крови человека под влиянием вакцинного штамма Yersinia pestis EV НИИЭГ ex vivo и in vivoIncreased expression of tyrosine protein phosphatase (CD45) on the surface of human blood granulocytes under the influence of the plague microbe vaccine strain Yersinia pestis EV NIIEG ex vivo and in vivohttps://orcid.org/0000-0002-9016-6578КравцовА. Л.KravtsovA. L.

Д.б.н., ведущий научный сотрудник отдела иммунологии

г. Саратов

PhD, MD (Biology), Leading Research, Department Immunology 

Saratov

klyueva.cvetlana@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5550-6063КлюеваС. Н.KlyuevaS. N.

К.б.н., научный сотрудник отдела иммунологии 

Адрес для переписки:Клюева Светлана Николаевна -ФКУН «Российский научно-исследовательский противочумный институт “Микроб”»410005, Россия, г. Саратов, ул. Университетская, 46. Тел.: 8 (987) 830-50-75.

PhD (Biology), Research Associate, Department Immunology 

Address for correspondence:Svetlana N. Klyueva –Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe” 46 Universitetskaya StSaratov410005 Russian FederationPhone: +7 (987) 830-50-75.

klyueva.cvetlana@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7267-7027КожевниковВ. А.KozhevnikovV. A.

Младший научный сотрудник отдела иммунологии

г. Саратов

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7548-4845БугорковаС. А.BugorkovaS. A.

Д.м.н., и. о. заведующего отделом иммунологии 

г. Саратов

PhD, MD (Medicine), Head, Department of Immunology

Saratov

rusrapi@microbe.ruФКУН «Российский научно-исследовательский противочумный институт “Микроб”»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute "Microbe"Russian Federation202407062023261135142Copyright © Кравцов А.Л., Клюева С.Н., Кожевников В.А., Бугоркова С.А., 20242024Кравцов А.Л., Клюева С.Н., Кожевников В.А., Бугоркова С.А.Kravtsov A.L., Klyueva S.N., Kozhevnikov V.A., Bugorkova S.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2649

Тирозиновая протеинфосфатаза (общий лейкоцитарный антиген СD45) регулирует FcᵧR-опосредованную передачу клеточных сигналов и секреторную функцию нейтрофильных гранулоцитов (НГ) при взаимодействии с иммунными комплексами антиген-антитело. Цель работы - изучить изменения в экспрессии CD45 на поверхности гранулоцитов крови человека при моделировании бактериемии ex vivo живыми клетками вакцинного штамма  Yersinia pestis EV НИИЭГ и оценить праймирующий эффект вакцины чумной живой (ВЧЖ) в условиях in vivo по данному показателю. Плотность экспрессии CD45 на НГ определяли методом проточной цитометрии в условных единицах интенсивности флуоресценции (MFI)  после окраски клеток реагентом меченых мышиных антител CD45-FITC (Backman Coulter, USA) при иммунофенотипировании лейкоцитов крови по Lyse/No Wash протоколу. У ранее не прививавшихся против чумы доноров (группа 1) значение показателя оценивали до и через 30 мин, 2 ч, 6 ч  после добавления  в цельную кровь клеток Y. pestis EV в дозе 108 мк/мл, а также через 1 и 6 месяцев после противочумной вакцинации. У лиц,  ранее неоднократно прививавшихся ВЧЖ по эпидемиологическим показаниям (группа 2), экспрессию СD45 на гранулоцитах крови определяли перед очередной прививкой и  через 1, 6 месяцев спустя. Попадая в кровь человека, живые клетки вакцинного штамма Y. pestis EV уже через 30 мин индуцировали изменение фенотипа НГ, связанное с повышением в 3,5 раза поверхностной экспрессии СD45, которое сохранялось на достигнутом уровне в течение 6 ч. Интенсивность функциональной активации клеток  врожденного иммунитета по исследуемому показателю в опытах ex vivo зависела от степени устойчивости чумного микроба к  фагоцитозу и киллингу НГ.  In vivo аналогичный стимулирующий эффект на НГ периферической крови человека оказывала противочумная вакцинация. Под влиянием ВЧЖ экспрессия CD45 повышалась на НГ крови в группах 1 и 2  через месяц после прививки и изменения сохранялись  у добровольцев в течение 6 месяцев.  Полученные в работе экспериментальные данные могут отражать результат прайминга НГ липополисахаридом и другими антигенами Y. pestis. Зарегистрированная функциональная активация НГ по экспрессии тирозиновой протеинфосфатазы, вероятно, свидетельствует о формирования под влиянием ВЧЖ «иммунной памяти» на уровне рецепторов клеток врожденного иммунитета,  функционированием которой  объясняют развитие более быстрого и интенсивного антигенспецифического иммунного ответа  на повторное введение в организм чумной вакцины.

Tyrosine protein phosphatase (common leukocyte antigen CD45) regulates FcᵧR-mediated cell signaling and secretory function of neutrophilic granulocytes (NG) when interacting with antigen-antibody immune complexes. The aim of the work is to study changes in the expression of CD45 on the surface of human granulocytes in ex vivo modeling of bacteremia by live cells of the plague microbe vaccine strain Yersinia pestis EV NIIEG and to evaluate the priming effect of the live plague vaccine (LPV) in vivo in terms of this parameter. The expression density of CD45 on NG was determined by flow cytometry in conventional units of fluorescence intensity (MFI) after staining the cells with the CD45-FITC labeled mouse antibody reagent (Backman Coulter, USA) during immunophenotyping of blood leukocytes according to the Lyse/No Wash protocol. In donors not previously vaccinated against plague (group 1), the value of the indicator was assessed before and 30 min, 2 h, 6 h after the addition of Y pestis EV cells to whole blood at a dose of 108 mc/ml, as well as 1 month and 6 months after the primary anti-plague vaccination. In individuals who had previously been repeatedly vaccinated with LPV in the territory of the natural plague focus (group 2), CD45 expression on blood granulocytes was determined one year after the last annual vaccination, and then 1 month and 6 months after revaccination. Getting into human blood, living cells of the vaccine strain Y pestis EV of the plague microbe induced a change in the NC phenotype already after 30 minutes, associated with a 3.5-fold increase in the surface expression of CD45, which remained at an elevated level for 6 hours. The studied indicator depended ex vivo on the degree of resistance of plague microbes to phagocytosis and killing of NG. Plague vaccination had a similar stimulating effect on human peripheral blood NG in vivo. Under the influence of HPV, CD45 expression increased on blood NG in groups 1 and 2 one month after vaccination, and the changes persisted in volunteers for 6 months. The experimental data obtained in the work may reflect the result of NG priming with lipopolysaccharide and other Y. pestis antigens. The registered functional activation of NG by expression of tyrosine protein phosphatase probably indicates the formation of “immune memory” at the level of innate immunity cells under the influence of LPV, the functioning of which explains the development of a faster and more intense antigen-specific immune response to repeated introduction of the plague vaccine into the body. 

вакцинный штамм Yersinia pestis EV НИИЭГтирозиновая протеинфосфатаза (CD45)противочумная вакцинацияэкспрессия CD45 нейтрофиламипроточная цитометрияvaccine strain Yersinia pestis EV NIIEGtyrosine protein phosphatase (CD45)anti-plague vaccinationCD45 expression by neutrophilsflow cytometryReferencesБогачева Н.В., Крючков А.В., Дармов И.В., Воробьёв К.А., Печенкин Д.В., Елагин Г.Д., Колесников Д.П. Экспериментальная оценка методом проточной цитофлуориметрии уровня клеточной иммунологической памяти у лиц, вакцинированных против чумы и сибирской язвы // Клиническая лабораторная диагностика, 2013. № 11. С. 48–53Bogatcheva N.V., Kryutchkov A.V., Darmov I.V., Vorobiyev K.A., Petchenkin D.V., Elagin G.D., Kolesnikov D.P. The experimental evaluation with flow cytofluorimetry techniqueof the level of cellular immunologic memory in persons vaccinated against plague and anthrax. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2013, no. 11, pp. 48-53. (In Russ.)Каральник Б.В., Дерябин П.Н., Денисова Т.Г., Пономарева Т.С., Жунусова Г.Б., Закарян С.Б., Мухамедьярова Р.Б. Выявление иммунной памяти на первом этапе антигенспецифического клеточного ответа при повторном введении живой чумной вакцины // Эпидемиология и вакцинопрофилактика, 2019. Т. 18, № 6. С. 2633. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2019-18-6-26-33.Karalnik B.V., Deryabin P.N., Denisova T.G., Ponomareva T.S., Zunussova G.B., Zakaryan S.B., Vuchamedyarova R.B. Revelation of immune memory at the first stage of antigenspecific cell response after second introduction of the live plague vaccine. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Preventation, 2019, Vol. 18, no. 6, pp. 26-33. (In Russ.)Кравцов А.Л., Бугоркова С.А., Клюева С.Н., Кожевников В.А., Кудрявцева О.М. Определение экспрессии FcᵧRIIIB (CD16) на поверхности нейтрофилов крови привитых против чумы людей // Молекулярная медицина, 2020. Т.18, № 2. С.33-38. doi: 10.29296/24999490-2020-02-06 .Kravtsov A.L., Bugorkova S.A., Klyueva C.N., Kozhevnikov V.A., Kudryavtseva O.M. Determination of FcᵧRIIIB (CD16) expression on the surface of blood neutrophils in antiplague vaccinated people. Molekulyarnaya meditsina = Molecular Medicine, 2020, Vol. 18, no. 2, pp. 33-38. (In Russ.)Кравцов А.Л., Гончарова А.Ю., Бугоркова С.А., Девдариани З.Л., Кожевников В.А. Формирование нейтрофильных внеклеточных ловушек при моделировании чумной инфекции у мышей, иммунизированных Yersinia pestis EV НИИЭГ // Проблемы особо опасных инфекций, 2020. № 4, С.70-74. doi: 10.21055/0370-1069-2020-4-70-74.Kravtsov A.L., Goncharova A.Yu., Bugorkova S.A., Devdariani Z.L., Kozhevnikov V.A. Formation of neutrophil extracellular traps when modeling plague infection in mice immunized with Yesinia pestis EV NIIEG. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections, 2020, no. 4, pp. 70-74. (In Russ.)Нестерова И.В., Колесникова Н.В., Чудилова Г.А., Ломтатидзе Л.В., Ковалева С.В., Евглевский А.А., Нгуен Т.Л. Новый взгляд на нейтрофильные гранулоциты: переосмысление старых догм. Часть 2 // Инфекция и иммунитет, 2018. Т.8, № 1. С.7-18. doi: 10.15789/2220-7619-2018-1-7-18.Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Evglevsky A.A., Nguyen T.L. The new look at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. Part 2. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2018, Vol. 8, no. 1, pp. 7-18. (In Russ.) doi: 10.15789/2220-7619-2018-1-7-18.Плехова Н.Г. Бактерицидная активность фагоцитов // Журнал Микробиол. Эпидемиол. Иммунобиол., 2006. №.6. C.89-96.Plekhova N.G. The bactericidal activity of phagocytes. Zhurnal mikrobiologii epidemiologii i immunologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2006, no. 6, pp. 89-96. (In Russ.)Brunzk N., Lubojemska A., Hardison S., Wang Q., Gutierrez M., Brown G.D., Papayannopoulos V. Neutrophils sense microbial size and selectively release neutrophil extracellular traps in response to large pathogens. Nat. Immunol., 2014, Vol.15, no.11, pp.1017-1025. doi: 1o.1038/ni2987.Brunzk N., Lubojemska A., Hardison S., Wang Q., Gutierrez M., Brown G.D., Papayannopoulos V. Neutrophils sense microbial size and selectively release neutrophil extracellular traps in response to large pathogens. Nat. Immunol., 2014, Vol. 15, no. 11, pp. 1017-1025.Gao H., Henderson A., Kenneth C., Landreth S., Erisson S.E. Effects of the protein tyrosine phosphatase CD45 on FcᵧRIIa signaling and neutrophil function. Experimental Hematology, 2000, Vol.28, no.9, pp.1062-1070. doi: 10.1016/S30142X(00)0513-0.Gao H., Henderson A., Kenneth C., Landreth S., Erisson S.E. Effects of the protein tyrosine phosphatase CD45 on FcᵧBRIIa signaling and neutrophil function. Exp. Hematol., 2000, Vol. 28, no. 9, pp. 1062-1070.Khodoun M.V., Strait R., Armstrong L., Yanase N., Frankelman F.D. Identification of markers that distinguish IgE-from IgG-mediated anaphylaxis. Proc.Natl.Acad.Sci., 2011, Vol.108, no.30, pp.12413-12418. doi:10.1073/pnas.1105695108.Khodoun M.V., Strait R., Armstrong L., Yanase N., Frankelman F.D. Identification of markers that distinguish IgE-from IgG-mediated anaphylaxis. Proc. Natl Acad. Sci., 2011, Vol. 108, no. 30, pp. 12413-12418.Landoni V.I., Chiarella P., Martire-Greco D., Schierloh P., van-Rooijen N., Rearte B., Palermo M.S., Isturiz M.A., Fernandez G.C. Tolerance to lipopolysaccharide promotes an enhanced neutrophil extracellular traps formation leading to a more efficient bacterial clearance in mice. Clin. Exp. Immunol., 2012, Vol.168, no.1, pp.153–163. doi: 10.1111/j.1365-2249.2012.04560.x.Landoni V.I., Chiarella P., Martire-Greco D., Schierloh P., van-Rooijen N., Rearte B., Palermo M.S., Isturiz M.A., Fernandez G.C. Tolerance to lipopolysaccharide promotes an enhanced neutrophil extracellular traps formation leading to a more efficient bacterial clearance in mice. Clin. Exp. Immunol., 2012, Vol. 168, no. 1, pp. 153-163.Mitchell G.B., Khandaker M.H., Rahimpour R., Xu L., Lazarovits A.I., Pickering J.G., Suria H., Madrenas J., Pomerantz D.K., Feldman R.D., Kelvin D.J. CD45 modulation of CXCR1 и CXCR2 in human polymorphonuclear leukocytes. J. Immunology, 1999, Vol. 29, pp.1467-1476.Mitchell G.B., Khandaker M.H., Rahimpour R., Xu L., Lazarovits A.I., Pickering J.G., Suria H., Madrenas J., Pomerantz D.K., Feldman R.D., Kelvin D.J. CD45 modulation of CXCR1 и CXCR2 in human polymorphonuclear leukocytes. J. Immunology, 1999, Vol. 29, pp. 1467-1476.Mócsai A. Diverse novel functions of neutrophils in immunity, inflammation, and beyond. J. Exp. Med., 2013. Vol. 210, no.7, pp.1283-1299. doi: 10.1084/jem.20122220.Mócsai A. Diverse novel functions of neutrophils in immunity, inflammation, and beyond. J. Exp. Med., 2013. Vol. 210, no. 7, pp. 1283-1299.Rosales C., Uribe-Querol E. Neutrophil activation by antibody receptors. In book: Neutrophis. Ed. Khajah M. London: Intechopen limited, 2019. 85p. doi: 10.5772/intechopen.80666.Rosales C., Uribe-Querol E. Neutrophil activation by antibody receptors. In book: Neutrophis. Ed. Khajah M. London: Intechopen limited, 2019. 85 p.Shannon J. G., Hasenkrug A. M., Dorward D. W., Nair V., Carmody A. B., Hinnebusch B. Yerinia pestis subverts the dermal neutrophil response in a mouse model of bubonic plague. mBio, 2013, Vol. 5, no.4, e00170-13. doi:10.1128/mbio.00170–13.Shannon J.G., Hasenkrug A.M., Dorward D.W., Nair V., Carmody A.B., Hinnebusch B. Yerinia pestis subverts the dermal neutrophil response in a mouse model of bubonic plague. mBio, 2013, Vol. 5, no. 4, e00170-13. doi: 10.1128/mbio.00170-13.Vera E.J., Chew Y.V., Nicholson L., Bruns H., Anderson P., Chen H.T., et al. Standartization of flow cytometry for whole blood immunophenotyping of islet transplant and transplant clinical trial recipients. PLoS One, 2019, Vol. 14, no.5, e0217163. doi: 10.1371/journal.pone.0217163.Vera E.J., Chew Y.V., Nicholson L., Bruns H., Anderson P., Chen H.T., Williams L., Keung K., Zanjani N.T., Dervish S., Patrick E., Wang X.M., Yi S., Hawthorne W., Alexander S., O'Connell P.J., Hu M. Standartization of flow cytometry for whole blood immunophenotyping of islet transplant and transplant clinical trial recipients. PLoS One, 2019, Vol. 14, no. 5, e0217163. doi: 10.1371/journal.pone.0217163.

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