Оценка функциональной активности эктонуклеотидазы CD39 в регуляторных Т-клетках у детей с воспалительными заболеваниями кишечника

В связи с ростом заболеваемости и распространенности воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) поиск прогностических маркеров эффективности проводимой терапии является актуальной проблемой. Дисбаланс между Th17-лимфоцитами и регуляторными Т-клетками (Treg) является ключевым дефектом иммунной системы, приводящим к ВЗК. Внеклеточный АТФ, образующийся при повреждении тканей, обладает провоспалительным эффектом и способствует дифференцировке Th17-клеток. Эктонуклеотидаза CD39 катализирует дефосфорилирование АТФ до АМФ с последующим превращением в аденозин под действием CD73. CD39 экспрессируется в разных типах клеток, в том числе в Treg. Цель – оценить функциональную активность CD39+ в Treg у детей с ВЗК с помощью люциферин-люциферазного метода.

Обследовано 68 детей с ВЗК. Из них 28 детей были в состоянии ремиссии, 40 – в обострении. Оценку количества Treg (CD4+CD25highCD127low), экспрессирующих СD39, проводили методом проточной цитометрии. Концентрацию АТФ в супернатантах и клетках определяли с помощью люциферин-люциферазного теста. Результаты представлены в виде медианы (Me) и квартилей (Q0,25-Q0,75). Достоверность различий между группами оценивали с использованием непараметрического U-критерия Манна–Уитни.

Относительное количество CD39+Treg у пациентов в ремиссии ВЗК было достоверно выше, чем у пациентов в состоянии обострения. Снижение концентрации АТФ под действием CD39+Treg у пациентов с ВЗК происходило сразу при добавлении экзогенного АТФ. АТФ у пациентов в ремиссии снижалось на 44,5% (Me 54,5 (41,5-65,9)), у пациентов в обострении – на 32,5% (Me 67,5 (59,7-71,3)).

При этом у пациентов в состоянии ремиссии снижение содержания АТФ через 5 минут реакции было достоверно выше, чем у пациентов в состоянии обострения (p = 0,01), через 35 минут реакции достоверной разницы не выявлено. Показано, что образцы с меньшим количеством клеток и меньшей интенсивностью экспрессии CD39 в Treg имели большую активность эктонуклеотидазы CD39.

Для эффективного гидролиза АТФ, помимо количества CD39 в Treg, важна их функциональная активность. Оценка каталитической активности CD39 в Treg у пациентов с ВЗК наиболее информативна в первые минуты после добавления экзогенной АТФ. У пациентов в состоянии ремиссии каталитическая активность CD39 в Treg была выше, чем у пациентов в состоянии обострения.

1. Горелов А.В., Каннер Е.В. Воспалительные заболевания кишечника у детей: особенности течения и терапии // Медицинский совет, 2018. № 2. C. 140-145.

2. Организация медицинской помощи пациентам с воспалительными заболеваниями кишечника в РФ в 2015-2021 гг.: информационный материал рабочей группы Экспертного совета по здравоохранению Комитета Совета Федерации по социальной политике //Медицинские технологии. Оценка и выбор, 2021 № 4. С. 9-15.

3. Петричук C.В., Мирошкина Л.В., Семикина E.Л., Топтыгина А.П., Потапов А.С., Цимбалова E.Г., Радыгина Т.В. Показатели популяционного состава лимфоцитов как предикторы эффективности терапии ингибитором TNFα у детей с воспалительными заболеваниями кишечника // Медицинская иммуноло гия, 2018. T. 20, № 5. С. 721-730. doi: 10.15789/1563-0625-2018-5-721-730.

4. Álvarez-Sánchez N., Cruz-Chamorro I., Díaz-Sánchez M., Lardone P.J., Guerrero J.M., Carrillo-Vico A. Peripheral CD39-expressing T regulatory cells are increased and associated with relapsing-remitting multiple sclerosis in relapsing patients. Sci. Rep., 2019, Vol. 9, 2302. doi: 10.1038/s41598-019-38897-w.

5. Budd S.L., Nicholls D.G. Mitochondria, calcium regulation, and acute glutamate excitotoxicity in cultured cerebellar granule cells. J. Neurochem., 1996, Vol. 67, no. 6, pp. 2282-2291.

6. Di Virgilio F., Sarti A.C., Silva R.C. Purinergic signaling, DAMPs, and inflammation. Am. J. Physiol. Cell Physiol., 2020, Vol. 318, no. 5, pp. 832-835.

7. Gibson D.J., Elliott L., McDermott E., Tosetto M., Keegan D., Byrne K., Martin S.T., Rispens T., Cullen G., Mulcahy H.E., Cheifetz A.S., Moss A.C., Robson S.C., Dohert G.A., Ryan E.J. Heightened еxpression of CD39 by regulatory T lymphocytes is associated with therapeutic remission in Inflammatory Bowel Disease. Inflamm. Bowel Dis., 2015, Vol. 21, pp. 2806-2814.

8. Grant C.R., Liberal R., Holder B.S., Cardone J., Ma Y., Robso S.C., Mieli-Vergani G., Vergani D., Longhi M.S. Dysfunctional CD39(POS) regulatory T cells and aberrant control of T-helper type 17 cells in autoimmune hepatitis. Hepatology (Baltimore, Md.), 2014, Vol. 59, no. 3, pp. 1007-1015.

9. Guo J., Wang L.-Y., Wu J., Xu L.F., Sun M. The JAK2 inhibitor AG490 regulates the Treg/Th17 balance and alleviates DSS-induced intestinal damage in IBD rats. Clin. Exp. Pharm. Physiol., 2020, Vol. 47, no. 8, pp. 1374-1381.

10. Moncrieffe H., Nistala K., Kamhieh Y., Evans J., Eddaoudi A., Eaton S., Wedderburn L.R. High expression of the ectonucleotidase CD39 on T cells from the inflamed site identifies two distinct populations, one regulatory and one memory T cell population. J. Immunol., 2010, Vol. 185, no. 1, pp. 134-143.

11. Negi S., Saini S., Tandel N., Sahu K., Mishr R., Tyagi R.K. Translating Treg therapy for inflammatory bowel disease in humanized mice. Cells. 2021, Vol. 10, no. 8, 1847. doi: 10.3390/ cells10081847.

12. Sorokina E.G., Reutov V.P., Senilova Y.E., Khodorov B.I., Pinelis V.G. Changes in ATP content in cerebellar granule cells during hyperstimulation of glutamate receptors: possible role of NO and nitrite ions. Bull. Exp. Biol. Med., 2007, Vol. 143, no. 4, pp. 442-445.

13. Vuerich M, Harshe R.P., Robson S.C., Longhi M.S. Dysregulation of adenosinergic signaling in systemic and organ-specific autoimmunity. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 3, 528. doi: 10.3390/ijms20030528.

14. Yan J.B., Luo M.M., Chen Z.Y., He B.H. The function and role of the Th17/Treg cell balance in Inflammatory bowel disease. J. Immunol. Res., 2020, 8813558. doi: 10.1155/2020/8813558.

15. Zeng J., Ning Z., Wang Y., Xiong H. Implications of CD39 in immune-related diseases. Int. Immunopharmacol., 2020, Vol. 89, Pt A, 107055. doi: 10.1016/j.intimp.2020.107055.