mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-AOT-16737mimmun-3109Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSНеоднозначность влияний цитокинов IL-8, IL-17A, TNFα, IFNγ на антигенпрезентирующую CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ субпопуляцию нейтрофильных гранулоцитов детей с острым гематогенным остеомиелитомAmbiguity of the influence of cytokines IL-8, IL-17A, TNFα, AND IFNγ on the antigen presenting CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ subpopulation of neutrophil granulocytes in children with acute hematogenic osteomyelitisЧудиловаГ. А.ChudilovaG. A.

Чудилова Галина Анатольевна – д.б.н., доцент, заведующая отделом клинико-экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии Центральной научно-исследовательской лаборатории, профессор кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС.

350063, Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

Тел.: 8 (918) 410-22-14

Galina A. Chudilova- DphD, MD (Biology), Associate Professor, Head of the Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology of the Central Research Laboratory, Professor of the Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics of FAT and PRS, Kuban State Medical University.

4 Mitrofan Sedin St Krasnodar 350063

Phone: +7 (918) 410-22-14

chudilova2015@yandex.ruНестероваИ. В.NesterovaI. V.

Д.м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела клинико-экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии Центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО «КубГМУ» МЗ РФ; профессор кафедры клинической иммунологии, аллергологии и адаптологии факультета непрерывного медицинского образования Медицинского института ФГАОУ ВО «РУДН им. Патриса Лумумбы».

Краснодар; Москва

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Research Associate, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology, Central Scientific Research Laboratory, Kuban State Medical University; Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Adaptology, Faculty of Continuing Medical Education of the Medical Institute, P. Lumumba Peoples’ Friendship University of Russia.

Krasnodar; Moscow

ТетеринЮ. В.TeterinYu. V.

Аспирант кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС.

Краснодар

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics of FAT and PRS, Kuban State Medical University.

Krasnodar

МелконянК. И.MelkonyanK. I.

К.м.н., заведующая центральной научно-исследовательской лабораторией.

Краснодар

PhD (Medicine) Head, Central Research Laboratory, Kuban State Medical University.

Krasnodar

АтажаховаМ. Г.AtazhakhovaM. G.

Аспирант кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС.

Краснодар

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics of FAT and PRS, Kuban State Medical University.

Krasnodar

ЧапуринаВ. Н.ChapurinaV. N.

К.м.н., ассистент кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики ФПК и ППС.

Краснодар

PhD (Medicine), Assistant Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics of FAT and PRS, Kuban State Medical University.

Krasnodar

ЧичеревЕ. А.ChicherevE. A.

Аспирант кафедры хирургических болезней детского возраста.

Краснодар

Postgraduate Student, Department of Surgical Diseases of Childhood, Kuban State Medical University.

Krasnodar

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФРоссияKuban State Medical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ; ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы»РоссияKuban State Medical University; P. Lumumba Peoples’ Friendship University of RussiaRussian Federation20242209202426510851092Copyright © Чудилова Г.А., Нестерова И.В., Тетерин Ю.В., Мелконян К.И., Атажахова М.Г., Чапурина В.Н., Чичерев Е.А., 20242024Чудилова Г.А., Нестерова И.В., Тетерин Ю.В., Мелконян К.И., Атажахова М.Г., Чапурина В.Н., Чичерев Е.А.Chudilova G.A., Nesterova I.V., Teterin Y.V., Melkonyan K.I., Atazhakhova M.G., Chapurina V.N., Chicherev E.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/3109

Дисфункции иммунной системы, в первую очередь нейтрофильных гранулоцитов (НГ), являются причиной возникновения и прогрессирования очага инфекции в костной ткани, костном мозге при остром гематогенном остеомиелите (ОГО). При колонизации кости S. aureus остеобласты, остеоциты и макрофаги секретируют хемоаттрактанты и цитокины, инициирующие приток к месту инфекции большого количества НГ, которые в свою очередь секретируют цитокины, создавая воспалительную микросреду, способствующую образованию остеокластов резорбирующих кость. Известно, что цитокин-активируемые НГ претерпевают функциональные и фенотипические изменения. В этой связи интерес представляет выявление цитокинов, приводящих к трансформации фенотипа НГ в антигенпрезентирующие клетки (АПК) при ОГО. Цель исследования – определить уровни нейтрофил-ассоциированных сывороточных цитокинов IL-8, IL-17A, TNFα, IFNγ и их взаимосвязь с количественными и фенотипическими характеристиками субпопуляций CD66b+CD16+CD33+HLA-DR-, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+НГ при местноочаговой и септико-пиемической формах ОГО у детей.

Исследованы 28 детей 8-15 лет с ОГО: группа 1 – 20 детей с местноочаговой формой; группа 2 – 8 детей с септико-пиемической формой; группа сравнения – 13 условно здоровых детей. Определяли количество НГ субпопуляций CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR-, плотность экспрессии рецепторов (MFI) (FC 500, МкАт Beckman Coulter, США); сывороточные цитокины IL-8, IL-17A, TNFα, IFNγ ИФА (ASCENT, Финляндия), тест-системы Cloud-Clone Corp. (США).

Показано появление в периферической крови (ПК) детей с различными формами тяжести ОГО двух активированных субпопуляций: СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ с фенотипом АПК, способных презентировать суперантиген S. aureus Т-лимфоцитам и субпопуляция с высокой цитотоксической активностью СD66b+CD16+CD33+HLA-DR- на фоне высоких концентраций сывороточных цитокинов IFNγ, IL-17 и повышенного уровня TNFα. Исходя из того, что степень активации НГ коррелирует со степенью воспалительного разрушения тканей, в том числе костной ткани, определение уровня IFNγ, IL-17 может быть полезным для оценки степени тяжести ОГО, а также для возможного контроля за течением инфекционно-воспалительных процессов, происходящих в костной ткани.

Принимая во внимание ведущую роль НГ в реализации различных воспалительных реакций, определение экспрессии HLA-DR, с целью детекции появления в ПК пациентов субпопуляции АПК-НГ, может иметь диагностическое значение не только при ОГО, но и при других тяжелых инфекционно-воспалительных заболеваниях.

Dysfunctions of the immune system, in turn, of neutrophil granulocytes (NG), are the cause of the emergence and progression of the focus of infection in bone tissue and bone marrow in acute hematogenous osteomyelitis (AHO). When colonizing bones, S. aureus, osteoblasts, osteocytes and macrophages secrete chemoattractants and cytokines, which initiate the influx of large amounts of NG into the site of infection, which, in turn, secrete cytokines and form an inflammatory microenvironment that promotes the formation of osteoclasts that resorb bone. It is known that NG activated by cytokines undergo functional and phenotypic changes. In this regard, detecting the cytokines that lead to the transformation of the NC phenotype into an antigen-presenting cell (APC) in AHO is of interest. Goal, to determine the levels of neutrophil-associated serum cytokines IL-8, IL-17A, TNFα, IFNγ and their relationship with numerous and phenotypic characteristics of subpopulations CD66b+CD16+CD33+HLA-DR-, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+NG in localized and septicopyemic forms of CSO in children.

Children (N = 28) aged 8-15 years with AHO were studied: group 1 – 20 children with a localized form; group 2 – 8 children with septicopyemic form; and a comparison group of 13 conditionally healthy children. The number of NG subpopulations CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR-, receptors mean expression intensity (MFI) (FC 500, mAb Beckman Coulter, USA); serum cytokines IL-8, IL-17A, TNFα, IFNγ ELISA (ASCENT, Finland), test systems Cloud-Clone Corp. (USA).

The appearance of two activated subpopulations in the peripheral blood (PB) of children with various forms of AHO severity were found: CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ with the APC phenotype, capable of presenting the S. aureus superantigen for T lymphocytes and a subpopulation with high cytotoxic activity CD66b+CD16+CD33+HLA-DR- while concentrations of serum cytokines IFNγ, IL-17 are high and levels of TNFα are increased. Due to the fact that the NG activation range correlates with the range of inflammatory tissue damage, including bone tissue, determination of the level of IFNγ, IL-17 can be useful for assessing the severity of AHO, and also possibly for monitoring infectious and inflammatory processes occurring in the bone tissue.

Taking into account the leading role of NG in various inflammatory reactions, determining the expression of HLA-DR, in order to identify the manifestation of the APC-NG subpopulation in peripheral blood, may have diagnostic value not only for AHO, but also for other manifestations of infectious and inflammatory diseases.

нейтрофильные гранулоцитыантигенпредставляющая субпопуляцияцитокиныострый гематогенный остеомиелитместноочаговая формасептико-пиемическая формадетиneutrophil granulocytesantigen-presenting subpopulationcytokinesacute hematogenous osteomyelitislocalized formsepticopyemic formchildrenReferencesНестерова И.В., Чудилова Г.А., Тетерин Ю.В., Чичерев Е.А., Чапурина В.Н., Митропанова М.Н. Антигенпрезентирующая субпопуляция гранулоцитов при остром остеомиелите у детей: иммуномодулирующие эффекты влияний иммунотропного гексапептида в экспериментальной СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ нейтрофильных системе in vitro // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 4. С. 899-906. doi: 10.15789/1563-0625-APS-2776.Nesterova I.V., Chudilova G.A., Teterin Yu.V., Chicherev E.A., Chapurina V.N., Mitropanova M.N. Antigen presenting subset of СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ neutrophilic granulocytes in acute osteomyelitis in children: Immunomodulating effects of immunotropic hexapeptide in an in vitro experimental system. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 4, pp. 899-906. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-APS-2776.Chen Y., Liu Z., Lin Z., Lu M., Fu Y., Liu G., Yu B. The effect of Staphylococcus aureus on innate and adaptive immunity and potential immunotherapy for S. aureus-induced osteomyelitis. Front. Immunol., 2023, Vol. 14, 1219895. doi: 10.3389/fimmu.2023.1219895.Chen Y., Liu Z., Lin Z., Lu M., Fu Y., Liu G., Yu B. The effect of Staphylococcus aureus on innate and adaptive immunity and potential immunotherapy for S. aureus-induced osteomyelitis. Front. Immunol., 2023, Vol. 14, 1219895. doi: 10.3389/fimmu.2023.1219895.Fajgenbaum D.C., June C.H. Cytokine Storm. N. Engl. J. Med., 2020, Vol. 383, no. 23, pp. 2255-2273.Fajgenbaum D.C., June C.H. Cytokine Storm. N. Engl. J. Med., 2020, Vol. 383, no. 23, pp. 2255-2273.Gaida M.M., Mayer B., Stegmaier S., Schirmacher P., Wagner C., Hansch G.M. Polymorphonuclear neutrophils in osteomyelitis: link to osteoclast generation and bone resorption. Eur. J. Inflamm., 2012, no. 10, pp. 413-426.Gaida M.M., Mayer B., Stegmaier S., Schirmacher P., Wagner C., Hansch G.M. Polymorphonuclear neutrophils in osteomyelitis: link to osteoclast generation and bone resorption. Eur. J. Inflamm., 2012, no. 10, pp. 413-426.Granata V., Possetti V., Parente R., Bottazzi B., Inforzato A., Sobacchi C. The osteoblast secretome in Staphylococcus aureus osteomyelitis. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 1048505. doi: 10.3389/fimmu.2022.1048505.Granata V., Possetti V., Parente R., Bottazzi B., Inforzato A., Sobacchi C. The osteoblast secretome in Staphylococcus aureus osteomyelitis. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 1048505. doi: 10.3389/fimmu.2022.1048505.Jin H., Aziz M., Murao A., Kobritz M., Shih A.J., Adelson R.P., Brenner M., Wang P. Antigen-presenting aged neutrophils induce CD4+ T cells to exacerbate inflammation in sepsis. J. Clin. Invest., 2023, Vol. 133, no. 14, e164585. doi: 10.1172/JCI164585.Jin H., Aziz M., Murao A., Kobritz M., Shih A.J., Adelson R.P., Brenner M., Wang P. Antigen-presenting aged neutrophils induce CD4+ T cells to exacerbate inflammation in sepsis. J. Clin. Invest., 2023, Vol. 133, no. 14, e164585. doi: 10.1172/JCI164585.Lin A., Loré K. Granulocytes: New members of the antigen-presenting cell family. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, 1781. doi: 10.3389/fimmu.2017.01781.Lin A., Loré K. Granulocytes: New members of the antigen-presenting cell family. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, 1781. doi: 10.3389/fimmu.2017.01781.Lüthje F.L., Jensen L.K., Jensen H.E., Skovgaard K. The inflammatory response to bone infection – a review based on animal models and human patients. APMIS, 2020, no. 128, pp. 275-286.Lüthje F.L., Jensen L.K., Jensen H.E., Skovgaard K. The inflammatory response to bone infection – a review based on animal models and human patients. APMIS, 2020, no. 128, pp. 275-286.Matsushima H., Geng S., Lu R., Okamoto T., Yao Y., Mayuzumi N., Kotol P.F., Chojnacki B.J., Miyazaki T., Gallo R.L., Takashima M. Neutrophil differentiation into a unique hybrid population exhibiting dual phenotype and functionality of neutrophils and dendritic cells. Blood, 2013, Vol. 121, no. 10, pp. 1677-1689.Matsushima H., Geng S., Lu R., Okamoto T., Yao Y., Mayuzumi N., Kotol P.F., Chojnacki B.J., Miyazaki T., Gallo R.L., Takashima M. Neutrophil differentiation into a unique hybrid population exhibiting dual phenotype and functionality of neutrophils and dendritic cells. Blood, 2013, Vol. 121, no. 10, pp. 1677-1689.Muthukrishnan G., Masters E.A., Daiss J.L., Schwarz, E.M. Mechanisms of immune evasion and bone tissue colonization that make staphylococcus aureus the primary pathogen in osteomyelitis. Curr. Osteoporos. Rep., 2019, no. 17, pp. 395-404.Muthukrishnan G., Masters E.A., Daiss J.L., Schwarz, E.M. Mechanisms of immune evasion and bone tissue colonization that make staphylococcus aureus the primary pathogen in osteomyelitis. Curr. Osteoporos. Rep., 2019, no. 17, pp. 395-404.Sandilands G.P., McCrae J., Hill K., Perry M., Baxter D. Major histocompatibility complex class II (DR) antigen and costimulatory molecules on in vitro and in vivo activated human polymorphonuclear neutrophils. Immunology, 2006, Vol. 119, no. 4, pp. 562-571.Sandilands G.P., McCrae J., Hill K., Perry M., Baxter D. Major histocompatibility complex class II (DR) antigen and costimulatory molecules on in vitro and in vivo activated human polymorphonuclear neutrophils. Immunology, 2006, Vol. 119, no. 4, pp. 562-571.Tamassia N., Bianchetto-Aguilera F., Arruda-Silva F., Gardiman E., Gasperini S., Calzetti F., Cassatella M.A. Cytokine production by human neutrophils: Revisiting the “dark side of the moon”. Eur. J. Clin. Invest., 2018, Vol. 48, Suppl. 2, e12952. doi: 10.1111/eci.12952.Tamassia N., Bianchetto-Aguilera F., Arruda-Silva F., Gardiman E., Gasperini S., Calzetti F., Cassatella M.A. Cytokine production by human neutrophils: Revisiting the “dark side of the moon”. Eur. J. Clin. Invest., 2018, Vol. 48, Suppl. 2, e12952. doi: 10.1111/eci.12952.Tekguc M., Wing J.B., Osaki M., Long J., Sakaguchi S. Treg-expressed CTLA-4 depletes CD80/CD86 by trogocytosis, releasing free PD-L1 on antigen-presenting cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2021, Vol. 118, no. 30, e2023739118. doi: 10.1073/pnas.2023739118.Tekguc M., Wing J.B., Osaki M., Long J., Sakaguchi S. Treg-expressed CTLA-4 depletes CD80/CD86 by trogocytosis, releasing free PD-L1 on antigen-presenting cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2021, Vol. 118, no. 30, e2023739118. doi: 10.1073/pnas.2023739118.Tyagi A.M., Yu M., Darby T.M., Vaccaro C., Li J.Y., Owens J.A., Hsu E., Adams J., Weitzmann M.N., Jones R.M., Pacifici R. The microbial metabolite butyrate stimulates bone formation via T regulatory cell-mediated regulation of WNT10B expression. Immunity, 2018, Vol. 49, no. 6, pp. 1116-1131.e7.Tyagi A.M., Yu M., Darby T.M., Vaccaro C., Li J.Y., Owens J.A., Hsu E., Adams J., Weitzmann M.N., Jones R.M., Pacifici R. The microbial metabolite butyrate stimulates bone formation via T regulatory cell-mediated regulation of WNT10B expression. Immunity, 2018, Vol. 49, no. 6, pp. 1116-1131.e7.Yoon J., Terada A., Kita H. CD66b regulates adhesion and activation of human eosinophils. J. Immunol., 2007, Vol. 179, pp. 8454-8462.Yoon J., Terada A., Kita H. CD66b regulates adhesion and activation of human eosinophils. J. Immunol., 2007, Vol. 179, pp. 8454-8462.

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