РАЗЛИЧНАЯ РЕАКЦИЯ FCᵧRIIIB (CD16) НЕЙТРОФИЛОВ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА НА МОДЕЛИРОВАНИЕ БАКТЕРИЕМИИ EX VIVO ПАТОГЕННЫМИ И УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ

Наличие FcᵧRIIIb (CD16) на поверхности нейтрофильных гранулоцитов (НГ) крови человека наделяет эти клетки через взаимодействие с IgG ключевым свойством адаптивного иммунитета: антигенспецифическим клеточным ответом. Целью работы явилось сравнение ex vivo реакции  FcᵧRIIIb НГ человека в ответ на добавление в кровь живых клеток условно-патогенных (Escherichia coli,  Staphylococcus aureus) и патогенных (Yersinia pestis, Brucella abortus) видов бактерий. Материалы и методы. Плотность экспрессии  СD16 на НГ определяли методом проточной цитометрии в условных единицах интенсивности флуоресценции (MFI) после окраски лейкоцитов реагентами CD45-FITC и CD16-PE (Backman Coulter, USA) при иммунофенотипировании их в крови согласно Lyse/No-Wash протоколу. Для моделирования бактериемии использовали аттенуированные (вакцинные) штаммы B. abortus 19BA и Y.pestis EV НИИЭГ, а также штаммы S. aureus ATCC 6538 (209-P) и E.coli ATCC 25922. Кровь получали от здоровых доноров (n=10), не прививавшихся от чумы и бруцеллеза. Бактерии 4-х видов добавляли в образцы крови каждого донора в дозе 10⁸ м.к./мл и результаты учитывали по исследуемому показателю через 30 мин,1,2 и 6 ч инкубации. Результаты. Условно-патогенные бактерии, в отличие от Y. pestis и B. abortus, вызывали, начиная с 2 ч инкубации, резкое снижение плотности экспрессии FcᵧRIIIb на НГ крови человека, что являлось маркером развития ex vivo IgG-обусловленной анафилаксии, связанной с присутствием в крови всех здоровых взрослых  людей IgG к специфическим антигенам E. coli и S.aureus. Изменения по маркеру CD16, индуцируемые в НГ условно-патогенными бактериями, предшествовали дегрануляции и лизисy этих клеток в условиях ex vivo, в то время как в присутствии  Y. pestis и B. abortus нейтрофилы в течение 6 ч не подвергались дегрануляции и цитолизу.  Заключение. Полученные в работе экспериментальные данные  отражают известный факт участия в обезвреживании E. coli и S.aureus феномена  внеклеточной антителозависимой цитотоксичности НГ, который реализуется в потоке крови с помощью механизма нетоза и играет решающую роль в предотвращении сепсиса. Отсутствие реакции молекулярного триггера нетоза CD16  на   Y. pestis и B. abortus свидетельствует о том, что в организме человека, не привитого против чумы или бруцеллёза, этот защитный антителозависимый механизм бактерицидности не работает. Оценка реактивности FcᵧRIIIb c использованием проточной цитометрии  на модели бактериемии ex vivo перспективна для  разработки информативного теста оценки специфического иммунитета.

1. Кравцов А.Л., Бугоркова С.А., Клюева С.Н., Кожевников В.А., Кудрявцева О.М. Определение экспрессии FcᵧRIIIB (CD16) на поверхности нейтрофилов крови привитых против чумы людей // Молекулярная медицина, 2020. Т.18, № 2. С.33-38. [Kravtsov A.L., Bugorkova S.A., Klyueva C.N., Kozhevnikov V.A., Kudryavtseva O.M. Determination of FcᵧRIIIB (CD16) expression on the surface of blood neutrophils in anti-plague vaccinated people. Molekulyarnaya meditsina = Molecular medicine, 2020, Vol.18, no.2, pp. 33-38. (In Russ.)] doi: 10.29296/24999490-2020-02-06.

2. Кравцов А.Л., Бугоркова С.А., Клюева С.А., Шмелькова Т.П., Кожевников В.А. Оценка изменений фенотипа, интенсивности дегрануляции, гибели и лизиса нейтрофилов при моделировании ex vivo стафилококковой бактериемии. Журнал Микробиологии, Эпидемиологии и Иммунобиологии, 2023. Т.100, №4. С.293-305. [Kravtsov A.L., Bugorkova C.A., Klyueva S.N., Shmelkova T.P., Kozhevnikov V.A. Assessment of changes in the phenotype, intensity of degranulation, death and lysis of neutrophils in ex vivo modeling of Staphylococcal bacteremia. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2023; Vol.100, no.4, pp. 293-305 (in Russ.] doi: https://doi.org/10.36233/0372-9311-384.

3. Нестерова И.В., Колесникова Н.В., Чудилова Г.А., Ломтатидзе Л.В., Ковалева С.В., Евглевский А.А., Нгуен Т.Л. Новый взгляд на нейтрофильные гранулоциты: переосмысление старых догм. Часть 2 // Инфекция и иммунитет, 2018. Т.8, № 1, С.7-18. [Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Evglevsky A.A., Nguyen T.L. The new look at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. Part 2. Infektsiya I immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2018, Vol.8, no.1, pp.7-18. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2018-1-7-18.

4. Фрадкин В.А. Диагностика аллергии реакциями нейтрофилов крови. М: Медицина, 1985,175с. [Fradkin V.A. Diagnosis of allergies by reactions of blood neutrophils. M: Medicine, 1985, 175 p (in Russ.)].

5. Barquero-Calvo E., Mora-Cartín R., Arce-Gorvel V., de Diego J.L., Chacón-Díaz C., Chaves-Olarte E., Gazman-Verri C., Buret A.G., Gorvel J-P., Moreno E. Brucella abortus induces the premature death of human neutrophils through the action of its lipopolysaccharide. PLoS Pathog., 2015, Vol.11, no.5, e1004853. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1004853.

6. Granger V., Peyneau M., Chollet-Martin S., de Chaisemartin L. Neutrophil extracellular traps in autoimmunity and allergy: immune complexes at work. Front. Immunology. 2019, 10: 2824. doi: 10.3389/fimmu.2019.02824.

7. Jönsson F., Mancardi D.A., Kita Y., Karasuyama Y., Iannascoli B., Van Rooijen N., Simizu T., Daeron M., Bruhns P. Mouse and human neutrophils induce anaphylaxis. J. Clin. Invest. 2011, Vol.121, no.4, pp.1484-1496. doi: 10.1172/JCI.145232.

8. Khodoun M.V., Strait R., Armstrong L., Yanase N., Frankelman F.D. Identification of markers that distinguish IgE-from IgG-mediated anaphylaxis. Proc. Natl. Acad. Sci., 2011, Vol.108, no.30, pp.12413-12418. doi:10.1073/pnas.1105695108.

9. МсDonald B., Urrutia R., Yipp B.G., Jenne C.N., Kubes P. Intravascular neutrophil extracellular traps capture bacteria from bloodstream during sepsis. Cell Host Microbe, 2012, 12(3):324-333. doi:10.1016/j.chom.2012.06.011.

10. Rosales C., Uribe-Querol E. Neutrophil activation by antibody receptors. In book: Neutrophis. Ed. Khajah M. London: Intechopen limited, 2019, 85p. doi: 10.5772/intechopen.80666.

11. Santos L.A., Grisolia J.C., Chavasco J.K., Coelho L.F.L., Malaquias L.C.C. Detection of serum antibodies and peripheral blood mononuclear cells response to Escherichia coli antigens in humans. Brazilian Archives of Biology and Technology. 2021, 64: e21200258. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2021200258.

12. Stasulli M.N., Eichelberger K.R., Price P.A., Pechous R.D., Montgomery S.A., Parler J.S., Gildman W.E. Spatially distinct neutrophil responses within the inflammatory lesion of pneumonic plague. mBio, Vol.6, no.5, e01530-15. doi: 10.1128/mBio.01530-15.

13. Thomer L., Emolo C., Thammavongsa V., Lim H.K., McAdow M.E., Yu W., Kieffer M., Scheewind O., Missiakas D. Antibodies against a secreted product of Staphylococcus aureus trigger phagocytic killing. J. Exp. Med. 2016, Vol. 213, no.3, pp. 293-301.

14. Vera E.J., Chew Y.V., Nicholson L., Bruns H., Anderson P., Chen H.T. et al. Standartization of flow cytometry for whole blood immunophenotyping of islet transplant and transplant clinical trial recipients. PLoS One, 2019, Vol. 14, no.5, e0217163. doi: 10.1371/journal pone.0217163.

15. Wang Y., Jönsson F. Expression, role, and regulation of neutrophil Fcᵧ receptors. Front. Immunology, 2019, 10:1958. doi: 10.3389/fimmu.2019.01958.

16. Won D.I., Kim S., Lee E.H. Neutrophil oxidative burst as a diagnostic indicator of IgG-mediated anaphylaxis. Blood Res., 2018, Vol.53, no.4, pp.299-306. doi: 10.5045/br.2018.53.4.299.