Preview

Медицинская иммунология

Расширенный поиск

Взаимосвязь фенотипа и метаболизма нейтрофилов крови у больных раком почки

https://doi.org/10.15789/1563-0625-IAM-2037

Полный текст:

Аннотация

Целью исследования было изучение особенностей взаимосвязи между экспрессией рецепторов активации и адгезии нейтрофилов крови и внутриклеточной активностью ферментов у больных раком почки (РП). Больные (n = 72) с РП (T3N0M0, светлоклеточный тип) были обследованы до хирургического лечения на базе Красноярского краевого онкологического диспансера. Диагноз «РП» подтвержден гистологически. Фенотип нейтрофилов крови изучали методом проточной цитометрии. Уровни экспрессии поверхностных рецепторов нейтрофилов оценивали по средней интенсивности флуоресценции. Активность НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в нейтрофилах крови измеряли биолюминесцентным методом. Установлено, что изменение фенотипа нейтрофилов крови у больных с РП проявляется на фоне торможения основных внутриклеточных метаболических процессов и во взаимосвязи с ними. Особенностями фенотипического состава нейтрофилов у больных с РП было уменьшение относительного количества клеток, экспрессирующих адгезивные (CD11b и CD62L) и функциональные (CD64 и HLA-DR) рецепторы. Нейтрофилы крови больных раком интенсивнее экспрессировали такие молекулы, как CD11b, CD16 и HLA-DR. Эти изменения в фенотипе нейтрофилов крови у больных с РП определялись на фоне выраженного уменьшения количества незрелых клеток. Метаболические особенности цитоплазматического компартмента нейтрофилов крови у больных с РП характеризовались снижением активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (ключевого и инициализирующего фермента пентозофосфатного цикла) и NADH-зависимой реакцией лактатдегидрогеназы (НАДН-ЛДГ, анаэробный гликолиз). Митохондриальный метаболизм у нейтрофилов больных с РП характеризовался разнонаправленными изменениями активности НАД- (НАДН-ГДГ) и НАДФ-зависимых глутаматдегидрогеназ (снижение активности НАД-зависимых и повышение активности НАДФ-зависимых) и снижением активности НАДН-зависимая реакция малатдегидрогеназы. Установленные особенности в активности митохондриальных ферментов характеризуют нарушение НАД-зависимых процессов, что может привести к снижению интенсивности аэробных энергетических процессов. С помощью корреляционного анализа было обнаружено, что особенности взаимосвязей у больных РП определялись отрицательным влиянием активности НАДНГДГ и НАДН-ЛДГ на уровни экспрессии рецепторов активации и адгезии нейтрофилов. Только активность глутатионредуктазы в нейтрофилах больных РП положительно коррелировала с экспрессией молекул CD23 и HLA-DR. Повышение активности энергетических процессов (в том числе процессов взаимодействия цикла трикарбоновых кислот с реакциями обмена аминокислот) в нейтрофилах крови больных раком почки может стимулировать уровни экспрессии рецепторов активации и адгезии и повышать противоопухолевую активность нейтрофилов.

Об авторах

А. А. Савченко
Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр „Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук“»
Россия

Савченко Андрей Анатольевич – доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии

Красноярск



А. Г. Борисов
Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр „Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук“»
Россия

Борисов Александр Геннадьевич – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии

Красноярск



И. В. Кудрявцев
ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"; ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ
Россия

Кудрявцев Игорь Владимирович – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела иммунологии ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»; доцент кафедры иммунологии ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12



И. И. Гвоздев
Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр „Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук“»
Россия

Гвоздев Иван Игоревич – младший научный сотрудник лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии

Красноярск



А. В. Мошев
Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр „Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук“»
Россия

Мошев Антон Викторович – младший научный сотрудник лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии

Красноярск



Список литературы

1. Bao Y., Ledderose C., Seier T., Graf A.F., Brix B., Chong E., Junger W.G. Mitochondria regulate neutrophil activation by generating ATP for autocrine purinergic signaling. J. Biol. Chem., 2014, Vol. 289, no. 39, pp. 26794-26803.

2. Bednarska K., Klink M., Wilczyński J.R., Szyłło K., Malinowski A., Sułowska Z., Nowak M. Heterogeneity of the Mac-1 expression on peripheral blood neutrophils in patients with different types of epithelial ovarian cancer. Immunobiology, 2016, Vol. 221, no. 2, pp. 323-332.

3. Brandau S., Dumitru C.A., Lang S. Protumor and antitumor functions of neutrophil granulocytes. Semin. Immunopathol., 2013, Vol. 35, no. 2, pp. 163-176.

4. da Silva K.D., Caldeira P.C., Alves A.M., Vasconcelos A.C.U., Gomes A.P.N., de Aguiar M.C.F., Tarquinio S.B.C. High CD3(+) lymphocytes, low CD66b(+) neutrophils, and scarce tumor budding in the invasive front of lip squamous cell carcinomas. Arch. Oral. Biol., 2019, Vol. 104, pp. 46-51.

5. Dahlgren C., Gabl M., Holdfeldt A., Winther M., Forsman H. Basic characteristics of the neutrophil receptors that recognize formylated peptides, a danger-associated molecular pattern generated by bacteria and mitochondria. Biochem. Pharmacol., 2016, Vol. 114, pp. 22-39.

6. Delebarre M., Dessein R., Lagrée M., Mazingue F., Sudour-Bonnange H., Martinot A., Dubos F. Differential risk of severe infection in febrile neutropenia among children with blood cancer or solid tumor. J. Infect., 2019, Vol. 79, no. 2, pp. 95-100.

7. Fan H.J., Tan Z.B., Wu Y.T., Feng X.R., Bi Y.M., Xie L.P., Zhang W.T., Ming Z., Liu B., Zhou Y.C. The role of ginsenoside Rb1, a potential natural glutathione reductase agonist, in preventing oxidative stress-induced apoptosis of H9C2 cells. J. Ginseng. Res., 2020, Vol. 44, no. 2, pp. 258-266.

8. Gatti A., Ceriani C., De Paschale M., Magnani C., Villa M., Viganò P., Clerici P., Brando B. Quantification of neutrophil and monocyte CD64 expression: a predictive biomarker for active tuberculosis. Int. J. Tuberc. Lung Dis., 2020, Vol. 24, no. 2, pp. 196-201.

9. Giese M.A., Hind L.E., Huttenlocher A. Neutrophil plasticity in the tumor microenvironment. Blood, 2019, Vol. 133, no. 20, pp. 2159-2167.

10. Goto K., Matsuyama R., Suwa Y., Arisaka S., Kadokura T., Sato M., Mori R., Kumamoto T., Taguri M., Endo I. The maximum chemiluminescence intensity predicts severe neutropenia in gemcitabine-treated patients with pancreatic or biliary tract cancer. Cancer Chemother. Pharmacol., 2018, Vol. 82, no. 6, pp. 953-960.

11. Granot Z. Neutrophils as a therapeutic target in cancer. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 1710. doi: 10.3389/fimmu.2019.01710.

12. Kelm M., Lehoux S., Azcutia V., Cummings R.D., Nusrat A., Parkos C.A., Brazil J.C. Regulation of neutrophil function by selective targeting of glycan epitopes expressed on the integrin CD11b/CD18. FASEB J., 2020, Vol. 34, no. 2, pp. 2326-2343.

13. Kudryavtsev I.V., Subbotovskaya A.I. Application of six-color flow cytometric analysis for immune profile monitoring. Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 1, pp. 19-26. doi: 10.15789/1563-0625-2015-1-19-26.

14. Kumar S., Dikshit M. Metabolic insight of neutrophils in health and disease. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 2099. doi: 10.3389/fimmu.2019.02099.

15. Kurtasova L.M., Savchenko A.A., Shkapova E.A. Clinical aspects of functional disorders of neutrophilic granulocytes in oncopathology. Novosibirsk: Nauka, 2009. 183 p.

16. Lokwani R., Wark P.A., Baines K.J., Fricker M., Barker D., Simpson J.L. Blood Neutrophils In COPD But Not Asthma Exhibit A Primed Phenotype With Downregulated CD62L Expression. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis., 2019, Vol. 14, pp. 2517-2525.

17. Maecker H., McCoy P., Nussenblatt R. Standardizing immunophenotyping for the human immunology project. Nat. Rev. Immunol., 2012, Vol. 12, pp. 191-200.

18. Mahmoodpoor A., Paknezhad S., Shadvar K., Hamishehkar H., Movassaghpour A.A., Sanaie S., Ghamari A.A., Soleimanpour H. Flow cytometry of CD64, HLA-DR, CD25, and TLRs for diagnosis and prognosis of sepsis in critically ill patients admitted to the intensive care unit: a review article. Anesth. Pain. Med., 2018, Vol. 8, no. 6, e83128. doi: 10.5812/aapm.83128.

19. Matlung H.L., Babes L., Zhao X.W., van Houdt M., Treffers L.W., van Rees D.J., Franke K., Schornagel K., Verkuijlen P., Janssen H., Halonen P., Lieftink C., Beijersbergen R.L., Leusen J.H.W., Boelens J.J., Kuhnle I., van der Werff Ten Bosch J., Seeger K., Rutella S., Pagliara D., Matozaki T., Suzuki E., Menke-van der Houven van Oordt C.W., van Bruggen R., Roos D., van Lier R.A.W., Kuijpers T.W., Kubes P., van den Berg T.K. Neutrophils Kill antibodyopsonized cancer cells by trogoptosis. Cell Rep., 2018, Vol. 23, no. 13, pp. 3946-3959.

20. Mishalian I., Granot Z., Fridlender Z.G. The diversity of circulating neutrophils in cancer. Immunobiology, 2017, Vol. 222, Iss. 1, pp. 82-88.

21. Pan Z., Zhang L., Liu C., Huang X., Shen S., Lin X., Shi C. Cisplatin or carboplatin? Neutrophil to lymphocyte ratio may serve as a useful factor in small cell lung cancer therapy selection. Oncol. Lett., 2019, Vol. 18, no. 2, pp. 1513-1520.

22. Pirozzolo G., Gisbertz S.S., Castoro C., van Berge Henegouwen M.I., Scarpa M. Neutrophil-to-lymphocyte ratio as prognostic marker in esophageal cancer: a systematic review and meta-analysis. J. Thorac. Dis., 2019, Vol. 11, no. 7, pp. 3136-3145.

23. Rice C.M., Davies L.C., Subleski J.J., Maio N., Gonzalez-Cotto M., Andrews C., Patel N.L., Palmieri E.M., Weiss J.M., Lee J.M., Annunziata C.M., Rouault T.A., Durum S.K., McVicar D.W. Tumour-elicited neutrophils engage mitochondrial metabolism to circumvent nutrient limitations and maintain immune suppression. Nat. Commun., 2018, Vol. 9, no. 1, 5099. doi: 10.1038/s41467-018-07505-2.

24. Richer B.C., Salei N., Laskay T., Seeger K. Changes in neutrophil metabolism upon activation and aging. Inflammation, 2018, Vol. 41, no. 2, pp. 710-721.

25. Savchenko A.A. Evaluation of NAD(P)-dependent dehydrogenase activities in neutrophilic granulocytes by the bioluminescent method. Bulletin of Experimental Biology and Medicine (Russia), 2015, Vol. 159, no. 5, pp. 692-695.

26. Savchenko A.A., Zdzitovetskii D.E., Borisov A.G., Luzan N.A. Chemiluminescent and enzyme activity of neutrophils in patients with widespread purulent peritonitis depending on the outcome of disease. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences, 2014, Vol. 69, no. 5-6, pp. 23-28.

27. Savchenko А.А., Borisov A.G., Cherdancev D.V., Pervova O.V., Kudryavtsev I.V., Gvozdev I.I., Moshev A.V. Features of the phenotype and NAD(P)-dependent dehydrogenases activity in neutrophil by patients with widespread purulent peritonitis in prognosis for sepsis development. Russian Journal of Infection and Immunity, 2018, Vol. 8, no. 3, pp. 369-376.

28. Shkapova E.A., Kurtasova L.M., Savchenko A.A. Lucigenin- and luminol-dependent chemiluminescence of blood neutrophils in patients with renal cancer. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2010, Vol. 149, no. 2, pp. 239-241.

29. Sica A., Guarneri V., Gennari A. Myelopoiesis, metabolism and therapy: a crucial crossroads in cancer progression. Cell Stress, Vol. 3, no. 9, pp. 284-294.

30. Sumida K., Wakita D., Narita Y., Masuko K., Terada S., Watanabe K., Satoh T., Kitamura H., Nishimura T. Anti-IL-6 receptor mAb eliminates myeloid-derived suppressor cells and inhibits tumor growth by enhancing T-cell responses. Eur. J. Immunol., 2012, Vol. 42, no. 8, pp. 2060-2072.

31. Tan C., Gu J., Chen H., Li T., Deng H., Liu K., Liu M., Tan S., Xiao Z., Zhang H., Xiao X. Inhibition of aerobic glycolysis promotes neutrophil to influx to the infectious site via CXCR2 in sepsis. Shock, 2020, Vol. 53, no. 1, pp. 114-123.

32. Thwe P.M., Ortiz D.A., Wankewicz A.L., Hornak J.P., Williams-Bouyer N., Ren P. Closing the Brief case: recurrent chromobacterium violaceum bloodstream infection in a glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)- deficient patient with a severe neutrophil defect. J. Clin. Microbiol., 2020, Vol. 58, no. 2, pii: e00314-19. doi: 10.1128/JCM.00314-19.

33. Veglia F., Perego M., Gabrilovich D. Myeloid-derived suppressor cells coming of age. Nat. Immunol., 2018, Vol. 19, no. 2, pp. 108-119.

34. Veglia F., Tyurin V.A., Blasi M., De Leo A., Kossenkov A.V., Donthireddy L., To T.K.J., Schug Z., Basu S., Wang F., Ricciotti E., DiRusso C., Murphy M.E., Vonderheide R.H., Lieberman P.M., Mulligan C., Nam B., Hockstein N., Masters G., Guarino M., Lin C., Nefedova Y., Black P., Kagan V.E., Gabrilovich D.I. Fatty acid transport protein 2 reprograms neutrophils in cancer. Nature, 2019, Vol. 569, no. 7754, pp. 73-78.

35. Won W.J., Deshane J.S., Leavenworth J.W., Oliva C.R., Griguer C.E. Metabolic and functional reprogramming of myeloid-derived suppressor cells and their therapeutic control in glioblastoma. Cell Stress, 2019, Vol. 3, no. 2, pp. 47-65.

36. Wu L., Saxena S., Awaji M., Singh R.K. Tumor-associated neutrophils in cancer: Going Pro. Cancers (Basel), 2019, Vol. 11, no. 4, E564. doi: 10.3390/cancers11040564.

37. Zeindler J., Angehrn F., Droeser R., Däster S., Piscuoglio S., Ng C.K.Y., Kilic E., Mechera R., Meili S., Isaak A., Weber W.P., Muenst S., Soysal S.D. Infiltration by myeloperoxidase-positive neutrophils is an independent prognostic factor in breast cancer. Breast Cancer Res. Treat., 2019, Vol. 177, no. 3, pp. 581-589.


Для цитирования:


Савченко А.А., Борисов А.Г., Кудрявцев И.В., Гвоздев И.И., Мошев А.В. Взаимосвязь фенотипа и метаболизма нейтрофилов крови у больных раком почки. Медицинская иммунология. 2020;22(5):887-896. https://doi.org/10.15789/1563-0625-IAM-2037

For citation:


Savchenko A.A., Borisov A.G., Kudryavtsev I.V., Gvozdev I.I., Moshev A.V. Immunophenotype and metabolism are linked in peripheral blood neutrophils from patients with kidney cancer. Medical Immunology (Russia). 2020;22(5):887-896. https://doi.org/10.15789/1563-0625-IAM-2037

Просмотров: 201


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1563-0625 (Print)
ISSN 2313-741X (Online)