mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IPR-16778mimmun-3086Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSПовышенный пролиферативный ответ высокодифференцированных CD57+NKG2C+NK-клеток, экспрессирующих NKG2АIncreased proliferative response of highly differentiated CD57+NKG2C+NK cells expressing NKG2AАлексееваН. А.AlekseevaN. A.

Аспирант, младший научный сотрудник отдела иммунологии.

Москва

Postgraduate Student, Junior Research Associate, Department of Immunology, Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences.

Moscow

ВавиловаЮ. Д.VavilovaYu. D.

К.б.н., научный сотрудник.

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences.

Moscow

КоваленкоЕ. И.KovalenkoE. I.

Коваленко Елена Ивановна – к.б.н., старший научный сотрудник.

117997, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Elena I. Kovalenko - PhD (Biology), Senior Research Associate, Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences.

16/10 Miklukho-Maklay St Moscow 117997

lenkovalen@mail.ruФГБУН «Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наукРоссияShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of SciencesRussian Federation202421092024265891896Copyright © Алексеева Н.А., Вавилова Ю.Д., Коваленко Е.И., 20242024Алексеева Н.А., Вавилова Ю.Д., Коваленко Е.И.Alekseeva N.A., Vavilova Y.D., Kovalenko E.I.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/3086

При инфекции цитомегаловируса (HCMV) в периферической крови увеличивается содержание так называемых адаптивных NK-клеток с фенотипом CD57+NKG2C+, способных при повторной встрече с антигеном проявлять специализированную функциональную активность, направленную на контроль инфекции. Кроме того, адаптивные NK-клетки характеризуются противоопухолевым цитотоксическим действием и высокой продолжительностью жизни. В связи с этим, HCMV-специфичные адаптивные NK-клетки представляют интерес в качестве терапевтического агента. Специфичность адаптивных NK-клеток к HCMV определяется в первую очередь распознаванием вирусных пептидов, представленных неклассической молекулой гистосовместимости первого класса HLA-E, активирующим рецептором NKG2C. Однако, будучи высоко дифференцированными, адаптивные CD57+NKG2C+ клетки, как правило, хуже пролиферируют в ответ на растворимые стимулы по сравнению с менее дифференцированными NK-клетками, вследствие чего затруднено их накопление in vitro. Помимо активирующего рецептора NKG2C, адаптивные NK-клетки экспрессируют рецепторы семейства KIR, но большей частью не экспрессируют ингибирующий рецептор NKG2A, также способный распознавать молекулу HLA-E, презентирующую пептид HCMV. Несмотря на то, что в целом в субпопуляции NK-клеток с фенотипом CD57+NKG2C+ HCMV-серопозитивных доноров уровень экспрессии NKG2A сильно снижен, у ряда индивидов в этой фракции наблюдалась значительная доля NKG2A-позитивных клеток. На примере индивида с высокой долей NKG2A+ в популяции NK-клеток CD57+NKG2C+ и высоким титром антител к HCMV мы показали, что при стимуляции IL-2 в сочетании с фидерными клетками K562-mbIl21 NK-клетки субпопуляции CD57+NKG2C+NKG2A+ проявляют повышенную пролиферативную активность в сравнении с CD57+NKG2C+NKG2A-, а также обладают более высоким уровнем экспрессии адаптерной молекулы FcεRIγ, принимающей участие в сигнальной трансдукции активирующих рецепторов NKp30, NKp46 и CD16. Таким образом, NKG2A-позитивные CD57+NKG2C+ клетки могут быть потенциальными предшественниками адаптивных NK-клеток и обеспечивать их накопление при инфекции HCMV. При этом оба рецептора, и ингибирующий NKG2A, и активирующий NKG2C, участвуют в регуляции NK-клеточного ответа на инфекцию HCMV. Полученные в этой работе данные позволяют углубить знания в области дифференцировки HCMV-специфичных NK-клеток, а также расширить ряд подходов к накоплению высокоцитотоксичных адаптивноподобных NK-клеточных эффекторов in vitro.

During infection with cytomegalovirus (HCMV), the content of so-called adaptive NK cells with the CD57+NKG2C+ phenotype increases in the peripheral blood, capable of exhibiting specialized functional activity aimed at controlling the infection upon repeated encounter with the antigen. In addition, adaptive NK cells are characterized by antitumor cytotoxic effects and long lifespan. In this regard, HCMV-specific adaptive NK cells are of interest as a therapeutic agent. The specificity of adaptive NK cells to HCMV is determined primarily by the recognition of viral peptides presented by the non-classical class I histocompatibility molecule HLA-E, by means of the activating receptor NKG2C. However, being highly differentiated, adaptive CD57+NKG2C+ cells tend to proliferate less well in response to soluble stimuli compared to less differentiated NK cells, making their accumulation in vitro difficult. In addition to the activating receptor NKG2C, adaptive NK cells express receptors of the KIR family, but mostly do not express the inhibitory receptor NKG2A, which is also capable of recognizing the HLA-E molecule presenting the HCMV peptide. Despite the fact that, in general, in CD57+NKG2C+NK cells from HCMV-seropositive donors, NKG2A expression is greatly reduced, in a number of individuals a significant proportion of NKG2A-positive cells was observed in this fraction. Using the example of an individual with a high proportion of NKG2A+ in the population of CD57+NKG2C+NK cells and a high titer of antibodies to HCMV, we showed that when stimulated with IL-2 in combination with K562-mbIl21 feeder cells, NK cells of the CD57+NKG2C+NKG2A+ subpopulation exhibit increased proliferative activity in comparison with CD57+NKG2C+NKG2A-, and also have a higher level of expression of the adapter molecule FcεRIγ, taking part in signal transduction of activating receptors NKp30, NKp46 and CD16. Thus, NKG2A-positive CD57+NKG2C+ cells may be potential precursors of adaptive NK cells and mediate their accumulation during HCMV infection. The data obtained in this work allows us to deepen knowledge in the field of differentiation of HCMV-specific NK cells, as well as expand the range of approaches to the accumulation of highly cytotoxic adaptive-like NK cell effectors in vitro.

NK-клеткирецептор NKG2АCD57+NKG2C+NK-клеткипролиферативный ответадаптивные NK-клеткиЦМВNK cellsNKG2A receptorCD57+NKG2C+NK cellsproliferative responseadaptive NK cellsHCMVРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 22-15-00503).ReferencesCox M., Kartikasari A.E.R., Gorry P.R., Flanagan K.L., Plebanski M. Potential Impact of Human Cytomegalovirus Infection on Immunity to Ovarian Tumours and Cancer Progression. Biomedicines, 2021, Vol. 9, no. 4, 351. doi: 10.3390/biomedicines9040351.Cox M., Kartikasari A.E.R., Gorry P.R., Flanagan K.L., Plebanski M. Potential Impact of Human Cytomegalovirus Infection on Immunity to Ovarian Tumours and Cancer Progression. Biomedicines, 2021, Vol. 9, no. 4, 351. doi: 10.3390/biomedicines9040351.Gumá M., Budt M., Sáez A., Brckalo T., Hengel H., Angulo A., López-Botet M. Expansion of CD94/NKG2C+ NK cells in response to human cytomegalovirus-infected fibroblasts. Blood, 2006, Vol. 107, no. 9, pp. 3624-3631.Gumá M., Budt M., Sáez A., Brckalo T., Hengel H., Angulo A., López-Botet M. Expansion of CD94/NKG2C+ NK cells in response to human cytomegalovirus-infected fibroblasts. Blood, 2006, Vol. 107, no. 9, pp. 3624-3631.Kovalenko E.I., Streltsova M.A., Kanevskiy L.M., Erokhina S.A., Telford W.G. Identification of Human Memory-Like NK Cells. Curr. Protoc. Cytom., 2017, Vol. 79, pp. 9.50.1-9.50.11.Kovalenko E.I., Streltsova M.A., Kanevskiy L.M., Erokhina S.A., Telford W.G. Identification of Human Memory-Like NK Cells. Curr. Protoc. Cytom., 2017, Vol. 79, pp. 9.50.1-9.50.11.Lopez-Vergès S., Milush J.M., Pandey S., York V.A., Arakawa-Hoyt J., Pircher H., Norris P.J., Nixon D.F., Lanier L.L. CD57 defines a functionally distinct population of mature NK cells in the human CD56dimCD16+ NK-cell subset. Blood, 2010, Vol. 116, no. 19, pp. 3865-3874.Lopez-Vergès S., Milush J.M., Pandey S., York V.A., Arakawa-Hoyt J., Pircher H., Norris P.J., Nixon D.F., Lanier L.L. CD57 defines a functionally distinct population of mature NK cells in the human CD56dimCD16+ NK-cell subset. Blood, 2010, Vol. 116, no. 19, pp. 3865-3874.Sarkar S., van Gelder M., Noort W., Xu Y., Rouschop K.M., Groen R., Schouten H.C., Tilanus M.G., Germeraad W.T., Martens A.C., Bos G.M., Wieten L. Optimal selection of natural killer cells to kill myeloma: the role of HLA-E and NKG2A. Cancer Immunol. Immunother., 2015, Vol. 64, no. 8, pp. 951-963.Sarkar S., van Gelder M., Noort W., Xu Y., Rouschop K.M., Groen R., Schouten H.C., Tilanus M.G., Germeraad W.T., Martens A.C., Bos G.M., Wieten L. Optimal selection of natural killer cells to kill myeloma: the role of HLA-E and NKG2A. Cancer Immunol. Immunother., 2015, Vol. 64, no. 8, pp. 951-963.Schlums H., Cichocki F., Tesi B., Theorell J., Beziat V., Holmes T.D., Han H., Chiang S.C., Foley B., Mattsson K., Larsson S., Schaffer M., Malmberg K.J., Ljunggren H.G., Miller J.S., Bryceson Y.T. Cytomegalovirus infection drives adaptive epigenetic diversification of NK cells with altered signaling and effector function. Immunity, 2015, Vol. 42, no. 3, pp. 443-456.Schlums H., Cichocki F., Tesi B., Theorell J., Beziat V., Holmes T.D., Han H., Chiang S.C., Foley B., Mattsson K., Larsson S., Schaffer M., Malmberg K.J., Ljunggren H.G., Miller J.S., Bryceson Y.T. Cytomegalovirus infection drives adaptive epigenetic diversification of NK cells with altered signaling and effector function. Immunity, 2015, Vol. 42, no. 3, pp. 443-456.Shemesh A., Su Y., Calabrese D.R., Chen D., Arakawa-Hoyt J., Roybal K.T., Heath J.R., Greenland J.R., Lanier L.L. Diminished cell proliferation promotes natural killer cell adaptive-like phenotype by limiting FcεRIγ expression. J. Exp Med., 2022, Vol. 219, no. 11, e20220551. doi: 10.1084/jem.20220551.Shemesh A., Su Y., Calabrese D.R., Chen D., Arakawa-Hoyt J., Roybal K.T., Heath J.R., Greenland J.R., Lanier L.L. Diminished cell proliferation promotes natural killer cell adaptive-like phenotype by limiting FcεRIγ expression. J. Exp Med., 2022, Vol. 219, no. 11, e20220551. doi: 10.1084/jem.20220551.Sivori S., Vacca P., Del Zotto G., Munari E., Mingari M.C., Moretta L. Human NK cells: surface receptors, inhibitory checkpoints, and translational applications. Cell. Mol. Immunol., 2019, Vol. 16, no. 5, pp. 430-441.Sivori S., Vacca P., Del Zotto G., Munari E., Mingari M.C., Moretta L. Human NK cells: surface receptors, inhibitory checkpoints, and translational applications. Cell. Mol. Immunol., 2019, Vol. 16, no. 5, pp. 430-441.Wang E.C., McSharry B., Retiere C., Tomasec P., Williams S., Borysiewicz L.K., Braud V.M., Wilkinson G.W. UL40-mediated NK evasion during productive infection with human cytomegalovirus. Proc. Natl Acad. Sci USA, 2002, Vol. 99, no. 11, pp. 7570-7575.Wang E.C., McSharry B., Retiere C., Tomasec P., Williams S., Borysiewicz L.K., Braud V.M., Wilkinson G.W. UL40-mediated NK evasion during productive infection with human cytomegalovirus. Proc. Natl Acad. Sci USA, 2002, Vol. 99, no. 11, pp. 7570-7575.

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