Антигенпрезентирующая субпопуляция CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ нейтрофильных гранулоцитов при остром остеомиелите у детей: иммуномодулирующие эффекты влияний иммунотропного гексапептида в экспериментальной системе in vitro

Включение нейтрофильных гранулоцитов (НГ) в воспаление зависит от экспрессии рецепторов, обеспечивающих функции НГ. Острый остеомиелит (ООМ) занимает центральное место среди гнойно-воспалительных заболеваний у детей. ООМ – гнойно-некротический процесс, протекает в кости, костном мозге, ответственном за кроветворение. Представляет интерес определение субпопуляций НГ, их фенотипа при ООМ и оценка влияния иммунотропных субстанций для коррекции дисфункций. Цель – уточнить варианты изменений количественных и фенотипических характеристик субпопуляций CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^-, CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ НГ при остром остеомиелите у детей и оценить возможность их иммуномодулирования под влиянием гексапептида (ГП) – Arginyl-alpha-Aspartyl-Lysyl-Valyl-Tyrosyl-Arginine в эксперименте in vitro.

Исследована периферическая кровь (ПК) 24 детей ООМ 8-15 лет – группа исследования (ГИ). Группа сравнения – 13 здоровых детей. Для оценки влияния ГП (10^-6 г/л) ПК детей с ООМ инкубировали 60 мин (37 °С) – группа исследования 1. Определяли количество НГ субпопуляций CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺, CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^- (FC 500, Beckman Coulter, США), плотность экспрессии рецепторов по MFI, фагоцитарную активность НГ до и после инкубации с ГП.

При ООМ регистрируется субпопуляция НГ, экспрессирующая HLA-DR – 29,9 (18,4-43,6) % СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺, отсутствующая в ПК здоровых детей. Под влиянием ГП выявлено снижение количества СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ в 1,5 раза (p > 0,05), повышение в 1,2 раза СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^- НГ (p > 0,05) относительно ГИ. Перераспределение субпопуляций, очевидно, происходит за счет связывания ГП с HLA-DR на мембране НГ. Также MFI HLA-DR была низкой -1,7 (1,6-2,2) (р > 0,05). При этом выявлено усиление MFI СD66b в 1,3 раза и снижение в 1,4 раза MFI CD16 (р < 0,05).

В исследовании впервые показано наличие в ПК у детей с ООМ субпопуляции НГ СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ на фоне уменьшения количества СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^-НГ. Субпопуляция СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺НГ при ООМ, свидетельствует о появлении активированной субпопуляции НГ в ПК со свойствами АПК. В системе in vitro продемонстрировано позитивное влияние ГП на фенотип субпопуляций СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^- , СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ НГ. Восстановление фагоцитарной функции под действием ГП связано с повышением экспрессии CD66b, влияющих на эффекторную функцию НГ, и уменьшением гиперэкспрессии молекулы CD16, что обуславливает снижение повреждающей цитотоксической активности НГ.

1. Belokrylov N.M., Schepalov A.V., Antonov D.V., Belokrylov A.N., Zhuzhgov E.A. On the issue of osteomyelitis and its consequences in children: a literature review. Perm Medical Journal, 2020, Vol. 37, no. 3, pp. 40-57. (In Russ.)

2. Elghetany M.Т. Surface antigen changes during normal neutrophilic development: a critical review. Blood Cells Mol. Dis., 2002, Vol. 28, no. 2, pp. 260-274.

3. Gavrilyuk V.P., Statina M.I., Severinov D.A., Mashoshina L.O. Immune and metabolic disorders in acute hematogenous osteomyelitis in children. Medical Newsletter of Vyatka, 2022, no. 1 (73), pp. 90-96. (In Russ.)

4. Gorczyca W., Sun Z.Y., Cronin W., Li X., Mau S., Tugulea S. Immunophenotypic pattern of myeloid populations by flow cytometry analysis. Methods Cell Biol., 2011. Vol. 103, pp. 221-266.

5. Grieshaber-Bouyer R., Nigrovic P.A. Neutrophil heterogeneity as therapeutic opportunity in immunemediated disease. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 346. doi: 10.3389/fimmu.2019.00346.

6. Hernández-Caselles T., Martínez-Esparza M., Pérez-Oliva A.B., Quintanilla-Cecconi A.M., García-Alonso A., Alvarez-López D.M., García-Peñarrubia P. A study of CD33 (SIGLEC-3) antigen expression and function on activated human T and NK cells: two isoforms of CD33 are generated by alternative splicing. J. Leukoc. Biol., 2006, Vol. 79, no. 1, pp. 46-58.

7. 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.

8. Liu Z., Zheng X., Wang J., Wang E. Molecular analysis of thymopentin binding to HLA-DR molecules. PLoS One, 2007, Vol. 2, no. 12, e1348. doi: 10.1371/journal.pone.0001348.

9. Mandruzzato S., Brandau S., Britten C.M., Bronte V., Damuzzo V., Gouttefangeas C., Maurer D., Ottensmeier C., van der Burg S.H., Welters M.J., Walter S. Toward harmonized phenotyping of human myeloidderived suppressor cells by flow cytometry: results from an interim study. Cancer Immunol. Immunother., 2016, Vol. 65, no. 2, pp. 161-169.

10. Matsushima H., Geng S., Lu R., Okamoto T., Yao Y., Mayuzumi N., Kotol P.F., Chojnacki B.J., Miyazaki T., Gallo R.L., Takashima A. 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.

11. Nesterova I.V., Chudilova G.A., Kovaleva S.V., Tarakanov V.A., Lomtatidze L.V., Kolesnikova N.V., Rusinova T.V., Evglevsky A.A., Malinovskaya V.V. Neutrophil granulocytes: reflection in the mirror of modern ideas. Мoscow: Capricorn Publishing, 2018. 338 p.

12. Polak D., Bohle B. Neutrophils-typical atypical antigen presenting cells? Immunol. Lett., 2022, Vol. 247, pp. 52-58.

13. Reinisch W., Lichtenberger C., Steger G., Tillinger W., Scheiner O., Gangl A., Maurer D., Willheim M. Donor dependent, interferon-γ induced HLA-DR expression on human neutrophils in vivo. Clin. Exp. Immunol., 2003. Vol. 133, no. 3, pp. 476-484.

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

15. Veis D.J. Cassat J.E. Infectious osteomyelitis: marrying bone biology and microbiology to shed new light on a persistent clinical challenge. J. Bone Miner. Res., 2021, Vol. 36, pp. 636-643.