mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-ATO-2760mimmun-2760Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSОценка прямых взаимодействий опухолевых клеток, миелоидных супрессорных клеток и PD-1- и TIM-3- экспрессирующих T-клеток у больных множественной миеломойAttempt to assess direct interactions between tumor burden, myeloid-derived suppressor cells and PD-1- and TIM-3-expressing T cells in multiple myeloma patientshttps://orcid.org/0000-0003-2902-9336БаторовЕ. В.BatorovE. V.

Баторов Егор Васильевич — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «НИИ фундаментальной и клинической иммунологии»; ассистент кафедры иммунологии Института медицины и психологии В. Зельмана ФГАОУ ВО «НГУ».

630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14

Тел.: 8 (383) 228-21-01

Egor V. Batorov - PhD (Medicine), Senior Research Associate, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology; Assistant, Department of Immunology, V. Zelman Institute of Medicine and Psychology, Novosibirsk National Research State University.

14 Yadrintsevskaya St Novosibirsk 630099

Phone: +7 (383) 228-21-01

ebatorov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4885-8327АристоваТ. А.AristovaT. A.

Аристова Татьяна А. — врач-гематолог.

Новосибирск

Tatiana A. Aristova - Hematologist, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Novosibirsk

taris06@mail.ruПронкинаН. В.PronkinaN. V.

Пронкина Наталья В. — кандидат медицинских наук, врач клинической лабораторной диагностики.

Новосибирск

Natalia V. Pronkina - PhD (Medicine), Clinical Laboratory Diagnostics Specialist, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Novosibirsk

pronkina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1951-2260ДенисоваВ. В.DenisovaV. V.

Денисова Вера В. — кандидат медицинских наук, заведующая отделением гематологии с БТКМ, врач-гематолог.

Новосибирск

Vera V. Denisova - PhD (Medicine), Head, Department of Hematology and BMT, Hematologist, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Novosibirsk

verden@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7109-3839СизиковаС. А.SizikovaS. A.

Сизикова Светлана А. — кандидат медицинских наук, врач-гематолог.

Новосибирск

Svetlana A. Sizikova - PhD (Medicine), Hematologist, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Novosibirsk

svetlana_sizikova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1822-6326УшаковаГ. Ю.UshakovaG. Yu.

Ушакова Галина Ю. — кандидат медицинских наук, врач-гематолог.

Новосибирск

Galina Yu. Ushakova - PhD (Medicine), Hematologist, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology.

Novosibirsk

bmt-novosibirsk@mail.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»; Институт медицины и психологии В. Зельмана ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»РоссияResearch Institute of Fundamental and Clinical Immunology; V. Zelman Institute of Medicine and Psychology, Novosibirsk National Research State UniversityRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»РоссияResearch Institute of Fundamental and Clinical ImmunologyRussian Federation20230106202325511511158Copyright © Баторов Е.В., Аристова Т.А., Пронкина Н.В., Денисова В.В., Сизикова С.А., Ушакова Г.Ю., 20232023Баторов Е.В., Аристова Т.А., Пронкина Н.В., Денисова В.В., Сизикова С.А., Ушакова Г.Ю.Batorov E.V., Aristova T.A., Pronkina N.V., Denisova V.V., Sizikova S.A., Ushakova G.Y.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/2760

Уход атипичных плазматических клеток (ПК) из-под иммунного надзора при множественной миеломе (ММ) опосредован разнообразными механизмами, среди которых существенные роли играют индукция Т-клеточного истощения и экспансия миелоидных супрессорных клеток (МСК). При этом в настоящее время все еще нет данных о возможном влиянии МСК на индукцию Т-клеточного истощения. Целью настоящей работы была оценка возможной взаимосвязи относительного содержания атипичных ПК, МСК и фенотипически истощенных PD-1+ и Т1М-3+Т-клеток в костном мозге (КМ) и периферической крови (ПК) больных ММ при различных стадиях заболевания. Образцы ПК (n = 88) и КМ (n = 56) были получены у больных ММ (впервые выявленные (n = 6), пациенты в ремиссии (n = 71) и с прогрессирующим течением (n = 11)). Методом проточной цитометрии была проведена оценка относительного содержания Т-клеток, экспрессирующих ингибиторные рецепторы PD-1 и TIM-3, полиморфноядерных МСК (ПМЯ-МСК, Lin-CD14-HLA- DR-CD33+CD66b+), моноцитарных МСК (M-МСК, CD14+HLA-DRlow/-), ранних МСК (Р-ЧСК, Lin- HLA-DR-CD33+CD66b-) и атипичных ПК (CD45dimCD38+CD138+CD56+CD19-CD117+CD27-CD81-, в КМ). Циркулирующие и выделенные из КМ отдельные субпопуляции PD-1+/TIM-3+T-лимофцитов, Р-МСК КМ, а также атипичные ПК и уровни бета-2-микроглобулина сыворотки последовательно увеличивались в группах больных на различных стадиях ММ, от впервые выявленных до пациентов в ремиссии и с прогрессирующим течением. Несмотря на параллельное увеличение изучаемых показателей, не было выявлено каких-либо ассоциаций между маркерами опухолевого роста (атипичные ПК КМ, концентрация бета-2-микроглобулина сыворотки) и исследуемыми популяциями клеток. В образцах КМ больных с ремиссией ПМЯ-МСК обратно коррелировали с относительным содержанием CD4+T-лимофцитов, CD4+PD-1+ и CD8+TIM-3+ субпопуляциями; также обнаружены позитивные корреляции между резидентными Р-МСК и CD4+PD-1+TIM-3+ клетками и между циркулирующими М-МСК и CD8+PD-1+ и (в виде тенденции) CD8+TIM-3+T-клетками. Не удалось обнаружить каких-либо взаимосвязей между исследуемыми популяциями клеток в образцах КМ и ПК больных с впервые выявленной ММ и у пациентов с прогрессирующим течением. Возможное взаимное влияние атипичных ПК, МСК и PD-1+/TIM-3+T-лимфоцитов, по всей видимости, не линейно, в особенности в условиях экстенсивного роста опухоли на момент постановки диагноза и прогрессии ММ. Обнаруженные обратные корреляции между относительным содержанием ПМЯ-МСК и субпопуляциями Т-клеток могли быть ассоциированы с супрессорными эффектами МСК как на преимущественно активированные PD-1+ клетки, так и на истощенные TIM-3+ субпопуляции. Прямые корреляции между резидентными Р-МСК и CD4+PD-1+TIM-3+ Т-клетками и между циркулирующими M-MCК и PD-1+ и TIM-3+ CD8+T-клетками могли подтверждать способность МСК индуцировать Т-клеточное истощение.

The avoidance of immune surveillance by malignant plasma cells (PCs) in multiple myeloma (MM) is mediated by different mechanisms, among which an induction of T cell exhaustion and expansion of myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) appear to play substantial roles, but it is still a lack of data on possible MDSC-mediated induction of T cell exhaustion. The aim of the present work was to evaluate possible relationship between frequencies of MM PCs, MDSCs and phenotypically exhausted PD-1+ and TIM-3+ T cells in bone marrow (BM) samples and peripheral blood (PB) of MM patients at various disease stages. Peripheral blood (n = 88) and BM samples (n = 56) were obtained from MM patients (newly diagnosed (n = 6), patients in remission (n = 71) and with progressive disease (n = 11)). Frequencies of T cells expressing checkpoint receptors PD-1 and TIM-3, polymorphonuclear MDSCs (PMN-MDSCs, Lin-CD14-HLA-DR- CD33+CD15+/CD66b+), monocyte MDSCs (M-MDSCs, CD14+HLA-DRlow/-), early MDSCs (E-MDSCs, Lin-HLA-DR-CD33+CD15-/CD66b-), and MM PCs (CD45dimCD38+CD138+CD56+CD19-CD117+CD27- CD81-) were assessed with flow cytometry. Circulating and BM-resident PD-1+/TIM-3+T cell subsets, BM E-MDSCs, as soon as MM PCs and serum beta2-microglobulin (B2-M) levels were gradually increased in patients at different stages. Despite that, there were no associations between the markers of tumor load and the studied cell subsets. In patients in remission, BM PMN-MDSCs negatively correlated with CD4+T cells, CD4+PD-1+ and CD8+TIM-3+T cell subsets; there were positive correlations between BM E-MDSCs and CD4+PD-1+TIM-3+ cells and PB M-MDSCs and CD8+PD-1+ and (as a trend) CD8+TIM-3+T cells. We found no associations for the samples of patients at diagnosis and with progression. We can conclude that a possible mutual influence of malignant PCs, MDSCs and PD-1+/TIM-3+T cells is nonlinear, especially during a manifest tumor growth at diagnosis and progression. The detected negative correlations between resident PMN- MDSCs and T cell subsets might be associated with MDSC suppressive function, affecting both predominantly activated PD-1+ cells and exhausted TIM-3+ subsets. The positive correlations between BM E-MDSCs and CD4+PD-1+TIM-3+ cell subset and circulating M-MDSCs and PD-1+ and TIM-3+ CD8+T cells might confirm an ability of MDSCs to induce T cell exhaustion.

миелоидные супрессорные клеткиPD-1TIM-3Т-лимфоцитыопухолевые плазматические клеткимножественная миеломаmyeloid-derived suppressor cellsPD-1TIM-3T cellstumor plasma cellsmultiple myelomaThis work is supported by the Russian Science Foundation under grant No. 20-75-10132.ReferencesAtanackovic D., Luetkens T., Radhakrishnan S., Kroger N. Coinhibitory molecule PD-1 as a therapeutic target in the microenvironment of multiple myeloma. Curr. Cancer Drug Targets, 2017, Vol. 17, no. 9, pp. 839-845.Atanackovic D., Luetkens T., Radhakrishnan S., Kroger N. Coinhibitory molecule PD-1 as a therapeutic target in the microenvironment of multiple myeloma. Curr. Cancer Drug Targets, 2017, Vol. 17, no. 9, pp. 839-845.Batorov E.V., Aristova T.A., Sergeevicheva V.V., Sizikova S.A., Ushakova G.Y., Pronkina N.V., Shishkova I.V., Shevela E.Y., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Quantitative and functional characteristics of circulating and bone marrow PD-1- and TIM-3-positive T cells in treated multiple myeloma patients. Sci. Rep., 2020, Vol. 10, 20846. doi: 10.1038/s41598-020-77941-y.Batorov E.V., Aristova T.A., Sergeevicheva V.V., Sizikova S.A., Ushakova G.Y., Pronkina N.V., Shishkova I.V., Shevela E.Y., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Quantitative and functional characteristics of circulating and bone marrow PD-1- and TIM-3-positive T cells in treated multiple myeloma patients. Sci. Rep., 2020, Vol. 10, 20846. doi: 10.1038/s41598-020-77941-y.Chang Y., Jiang Y., Chen Y., Xing X., Zhou Y., Sang T., Li J., Zhao A., Zhang J., Zhao J., Liu Y., Zheng C. Bone marrow PD-1 positive T cells reflect tumor mass and prognosis in multiple myeloma. Int. J. Clin. Exp. Pathol., 2018, Vol. 11, no. 1, pp. 304-313.Chang Y., Jiang Y., Chen Y., Xing X., Zhou Y., Sang T., Li J., Zhao A., Zhang J., Zhao J., Liu Y., Zheng C. Bone marrow PD-1 positive T cells reflect tumor mass and prognosis in multiple myeloma. Int. J. Clin. Exp. Pathol., 2018, Vol. 11, no. 1, pp. 304-313.Christiansson L., Soderlund S., Svensson E., Mustjoki S., Bengtsson M., Simonsson B., Olsson-Stromberg U., Loskog A.S.I. Increased level of myeloid-derived suppressor cells, programmed death receptor ligand 1/programmed death receptor 1, and soluble CD25 in Sokal high risk chronic myeloid leukemia. PLoS One, 2013, Vol. 8, e55818. doi: 10.1371/journal.pone.0055818.Christiansson L., Soderlund S., Svensson E., Mustjoki S., Bengtsson M., Simonsson B., Olsson-Stromberg U., Loskog A.S.I. Increased level of myeloid-derived suppressor cells, programmed death receptor ligand 1/programmed death receptor 1, and soluble CD25 in Sokal high risk chronic myeloid leukemia. PLoS One, 2013, Vol. 8, e55818. doi: 10.1371/journal.pone.0055818.de Veirman K., van Valckenborgh E., Lahmar Q., Geeraerts X., de Bruyne E., Menu E., van Riet I., Vanderkerken K., van Ginderachter J.A. Myeloid-derived suppressor cells as therapeutic target in hematological malignancies. Front. Oncol., 2014, Vol. 4, 349. doi: 10.3389/fonc.2014.00349.de Veirman K., van Valckenborgh E., Lahmar Q., Geeraerts X., de Bruyne E., Menu E., van Riet I., Vanderkerken K., van Ginderachter J.A. Myeloid-derived suppressor cells as therapeutic target in hematological malignancies. Front. Oncol., 2014, Vol. 4, 349. doi: 10.3389/fonc.2014.00349.Gabrilovich D.I. Myeloid-derived suppressor cells. Cancer Immunol. Res., 2017, Vol. 5, no. 1, pp. 3-8.Gabrilovich D.I. Myeloid-derived suppressor cells. Cancer Immunol. Res., 2017, Vol. 5, no. 1, pp. 3-8.Gorgun G., Samur M.K., Cowens K.B., Paula S., Bianchi G., Anderson J.E., White R.E., Singh A., Ohguchi H., Suzuki R., Kikuchi S., Harada T., Hideshima T., Tai Y.-T., Laubach J.P., Raje N., Magrangeas F., Minvielle S., Avet- Loiseau H., Munshi N.C., Dorfman D.M., Richardson P.G., Anderson K.C. Lenalidomide enhances immune checkpoint blockade-induced immune response in multiple myeloma. Clin. Cancer Res., 2015, Vol. 21, no. 20, pp. 4607-4618.Gorgun G., Samur M.K., Cowens K.B., Paula S., Bianchi G., Anderson J.E., White R.E., Singh A., Ohguchi H., Suzuki R., Kikuchi S., Harada T., Hideshima T., Tai Y.-T., Laubach J.P., Raje N., Magrangeas F., Minvielle S., Avet- Loiseau H., Munshi N.C., Dorfman D.M., Richardson P.G., Anderson K.C. Lenalidomide enhances immune checkpoint blockade-induced immune response in multiple myeloma. Clin. Cancer Res., 2015, Vol. 21, no. 20, pp. 4607-4618.Haile L.A., Greten T.F., Korangy F. Immune suppression: the hallmark of myeloid derived suppressor cells. Immunol. Invest., 2012, Vol. 41, no. 6-7, pp. 581-594.Haile L.A., Greten T.F., Korangy F. Immune suppression: the hallmark of myeloid derived suppressor cells. Immunol. Invest., 2012, Vol. 41, no. 6-7, pp. 581-594.Hou A., Hou K., Huang Q., Lei Y., Chen W. Targeting myeloid-derived suppressor cell, a promising strategy to overcome resistance to immune checkpoint inhibitors. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 783. doi: 10.3389/fimmu.2020.00783.Hou A., Hou K., Huang Q., Lei Y., Chen W. Targeting myeloid-derived suppressor cell, a promising strategy to overcome resistance to immune checkpoint inhibitors. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 783. doi: 10.3389/fimmu.2020.00783.Malek E., de Lima M., Letterio J.J., Kim B.G., Finke J.H., Driscoll J.J., Giralt S.A. Myeloid-derived suppressor cells: The green light for myeloma immune escape. Blood Rev., 2016, Vol. 30, no. 5, pp 341-348.Malek E., de Lima M., Letterio J.J., Kim B.G., Finke J.H., Driscoll J.J., Giralt S.A. Myeloid-derived suppressor cells: The green light for myeloma immune escape. Blood Rev., 2016, Vol. 30, no. 5, pp 341-348.Marini O., Spina C., Mimiola E., Cassaro A., Malerba G., Todeschini G., Perbellini O., Scupoli M., Carli G., Facchinelli D., Cassatella M., Scapini P., Tecchio C. Identification of granulocytic myeloid-derived suppressor cells (G-MDSCs) in the peripheral blood of Hodgkin and non-Hodgkin lymphoma patients. Oncotarget, 2016, Vol. 7, no. 19, pp. 27676-27688.Marini O., Spina C., Mimiola E., Cassaro A., Malerba G., Todeschini G., Perbellini O., Scupoli M., Carli G., Facchinelli D., Cassatella M., Scapini P., Tecchio C. Identification of granulocytic myeloid-derived suppressor cells (G-MDSCs) in the peripheral blood of Hodgkin and non-Hodgkin lymphoma patients. Oncotarget, 2016, Vol. 7, no. 19, pp. 27676-27688.Sponaas A.-M., Yang R., Rustad E.H., Standal T., 'Ihoresen A.S., Dao Vo C., Waage A., Skrdahl T.S., B0rset M., Sundan A. PD1 is expressed on exhausted T cells as well as virus specific memory CD8+ T cells in the bone marrow of myeloma patients. Oncotarget, 2018, Vol 9, no. 62, pp 32024-32035.Sponaas A.-M., Yang R., Rustad E.H., Standal T., 'Ihoresen A.S., Dao Vo C., Waage A., Skrdahl T.S., B0rset M., Sundan A. PD1 is expressed on exhausted T cells as well as virus specific memory CD8+ T cells in the bone marrow of myeloma patients. Oncotarget, 2018, Vol 9, no. 62, pp 32024-32035.Tan J., Chen S., Huang J., Chen Y., Yang L., Wang C., Zhong J., Lu Y., Wang L., Zhu K., Li Y. Increased exhausted CD8+ T cells with programmed death-1, T-cell immunoglobulin and mucin-domain- containing-3 phenotype in patients with multiple myeloma. Asia. Pac. J. Clin. Oncol., 2018, Vol. 14, no. 5, pp. e266-e274.Tan J., Chen S., Huang J., Chen Y., Yang L., Wang C., Zhong J., Lu Y., Wang L., Zhu K., Li Y. Increased exhausted CD8+ T cells with programmed death-1, T-cell immunoglobulin and mucin-domain- containing-3 phenotype in patients with multiple myeloma. Asia. Pac. J. Clin. Oncol., 2018, Vol. 14, no. 5, pp. e266-e274.Wherry E., Kurachi M. Molecular and cellular insights into T cell exhaustion. Nat. Rev. Immunol., 2015, Vol. 15, pp. 486-499.Wherry E., Kurachi M. Molecular and cellular insights into T cell exhaustion. Nat. Rev. Immunol., 2015, Vol. 15, pp. 486-499.Yazdani Y., Mohammadnia-Afrouzi M., Yousefi M., Anvari E., Ghalamfarsa G., Hasannia H., Sadreddini S., Jadidi-Niaragh F. Myeloid-derived suppressor cells in B cell malignancies. Tumour Biol., 2015, Vol. 36, no. 10, pp. 7339-7353.Yazdani Y., Mohammadnia-Afrouzi M., Yousefi M., Anvari E., Ghalamfarsa G., Hasannia H., Sadreddini S., Jadidi-Niaragh F. Myeloid-derived suppressor cells in B cell malignancies. Tumour Biol., 2015, Vol. 36, no. 10, pp. 7339-7353.

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