Значение субпопуляций моноцитов крови и уровня экспрессии на их поверхности активирующих рецепторов врожденного иммунитета в патогенезе неинфекционного системного воспалительного ответа Матвеева, Вера Геннадьевна

Введение к работе

Актуальность темы исследования

Оперативные вмешательства на сердце с использованием искусственного кровообращения (ИК) и кардиоплегии нередко приводят к запуску патологических процессов, являющихся основой для формирования неинфекционного системного воспалительного ответа (СВО). Наиболее тяжелым проявлением и осложнением СВО является прогрессирующая полиорганная недостаточность (ПОН) с летальностью более 50 % (Бабаев М.А., 2013). Предупреждение и своевременно начатое интенсивное лечение осложнений СВО во многом определяют успех оперативного вмешательства на сердце (Иванов СВ., 2010). Поэтому представляют особую актуальность исследования, связанные с изучением патогенетических особенностей СВО неинфекционной этиологии.

Ведущую роль в формировании СВО играет иммунная система, поскольку развитие вторичного системного повреждения и формирование порочного круга ассоциировано с появлением в кровотоке флогогенных факторов, основными источниками которых являются клетки врожденного иммунитета (Гусев Е.Ю., 2007; Snell А., 2009). В условиях острого повреждения функцию регулятора воспалительного ответа с наиболее активным синтезом провоспалительных цитокинов, протеиназ и АФК выполняют моноциты и макрофаги, при этом они вносят основной вклад в формирование гиперцитокинемии (Черешнев В.А., 2012). Имеются указания на неоднородность популяции моноцитов по морфологическим, фенотипическим и функциональным характеристикам, что обуславливает различную роль субпопуляций в патологических процессах, связанных с воспалением.

Предполагается, что реализация как инфекционной, так и неинфекционной воспалительной реакции происходит с участием активирующих рецепторов врожденного иммунитета, среди которых наиболее значимы TLRs и TREM-1. Функциональные характеристики клетки тесно связаны с экспрессией тех или иных рецепторов на цитоплазматической мембране, поэтому плотность TLRs и TREM-1 на поверхности субпопуляций моноцитов может отражать их провоспалительный потенциал и определять роль в патогенезе СВО.

Степень научной разработанности темы исследования

Исследованию функциональных особенностей субпопуляций моноцитов и их значению в патогенезе заболеваний, связанных с острым и хроническим воспалением, посвящено большое количество работ, в том числе L. Ziegler-Heitbrock, 2007; F. Swirski, 2009; E. Shantsila, 2009; M. Nahrendorf, 2010; O. Y. Kim, 2010; A. Merino, 2011 и др. Однако остаются спорными и неоднозначными способы выделения субпопуляций, что усложняет интерпретацию результатов, полученных разными авторами. Не определено значение моноцитов CD 14 ^XCD16⁺ в формировании воспалительной реакции, поскольку в литературе рассматривается субпопуляция CD14⁺CD16⁺, представляющая собой совокупность клеток CD14^hlCD16⁺ и CD14^dunCD16⁺. Имеются указания на причастность моноцитов CD14⁺CD16⁺ к развитию системного воспаления при септических состояниях, но не изучена роль субпопуляций в патогенезе СВО неинфекционного генеза.

Цель исследования: оценить патогенетическую значимость изменений субпопуляционного состава моноцитов и уровня поверхностной экспрессии активирующих рецепторов врожденного иммунитета TLR 2, TLR 4 и TREM -1 в формировании системного воспалительного ответа неинфекционного генеза.

Задачи исследования:

1. Исследовать сывороточную динамику растворимой формы CD 14 (sCD14), а так же IL-ip, IL-6, TNFa, IL-10, IL-1RA как показателей активации моноцитарно-макрофагальной системы у пациентов с системным воспалительным ответом после операции коронарного шунтирования.

2. В эксперименте in vitro изучить изменение субпопуляционного состава моноцитов при стимуляции липополисахаридом.

3. Изучить особенности динамики субпопуляционного состава моноцитов крови у пациентов с различными вариантами течения системного воспалительного ответа после операции коронарного шунтирования.

4. В эксперименте in vitro исследовать взаимосвязь уровня поверхностной экспрессии рецепторов TLR2, TLR4 и TREM-1 на субпопуляциях моноцитов с активностью синтеза провоспалительных цитокинов.

5. Изучить in vitro особенности изменения функционального состояния моноцитов при воздействии стимуляторов, ассоциированных с инфекционными (липополисахарид), неинфекционными факторами (продукты механического повреждения миокарда), и их комбинации.

6. Изучить динамику уровня поверхностной экспрессии TLR2, TLR4 и TREM-1 на субпопуляциях моноцитов периферической крови у пациентов с различными вариантами течения системного воспалительного ответа после операции коронарного шунтирования.

Научная новизна

Подтвержден факт стимуляции моноцитов у пациентов с системным воспалительным ответом после операции коронарного шунтирования на основании повышения в крови содержания прямых и косвенных маркеров активации моноцитарно-макрофагальной системы.

Установлены общие закономерности динамики субпопуляционного состава при активации моноцитов in vitro и представлен возможный механизм этих изменений.

Впервые описана динамика субпопуляционного состава моноцитов в условиях формирования неинфекционного системного воспалительного ответа и установлены особенности перераспределения субпопуляций в зависимости от тяжести полиорганной недостаточности.

Установлена неоднозначная зависимость цитокинпродуцирующей активности субпопуляций моноцитов от уровня базальной и стимулированной поверхностной экспрессии TLR2, TLR4, TREM-1.

В эксперименте in vitro изучены особенности изолированного и комбинированного влияния продуктов механического повреждения миокарда и эндотоксина на синтез цитокинов моноцитами и поверхностную экспрессию TLR2,TLR4,TREM-1.

Установлено, что у пациентов после операции коронарного шунтирования уровень поверхностной экспрессии TREM-1 на субпопуляции CD14^hlCD16⁺ изменяется в соответствии с тяжестью осложнении системного воспалительного ответа.

Теоретическая значимость работы

Исследование раскрывает особенности работы моноцитарного звена врожденного иммунитета в условиях СВО неинфекционного генеза. Установлено, что субпопуляции CD14^hlCD16" и CD14^hlCD16⁺ активно участвуют в реализации СВО, развивающегося после операций на сердце с использованием искусственного кровообращения.

Практическая значимость работы

Динамическое исследование содержания субпопуляций моноцитов, а также их рецепторного аппарата и функциональной активности позволяет оценивать состояние иммунной системы, что при использовании в клинике даст возможность повысить качество диагностики СВО и прогнозирования его осложнений.

Методология и методы исследования

Выделено два блока исследований: клинический и экспериментальный. Количественное определение аналитов в сыворотке крови пациентов проводилось методом ИФА. Субпопуляционный состав моноцитов, их функциональные и фенотипические характеристики изучались методом проточной лазерной цитофлюориметрии.

Положения, выносимые на защиту

6. Моноциты являются активными участниками в запуске и поддержании системного воспалительного ответа. С учетом фенотипических и функциональных характеристик оптимально выделение трех субпопуляций циркулирующих в крови моноцитов (CD14^hlCD16~, CD14^hlCD16⁺ и CD14^dunCD16⁺). Субпопуляция CD14^hlCD16⁺ характеризуется выраженной провоспалительной активностью, поскольку экспрессирует на своей поверхности наибольшее количество активирующих рецепторов врожденного иммунитета TLR2, TLR4, TREM-1 и отличается активным синтезом провоспалительных цитокинов (TNFa при стимуляции липополисахаридом).

7. Активация моноцитов сопровождается изменением субпопуляционного состава за счет снижения содержания моноцитов CD14^hlCD16" и пропорционального увеличения CD14^hlCD16' , что может являться результатом дифференцировки одной субпопуляции в другую. Развитие неинфекционного системного воспалительного ответа после операции коронарного шунтирования характеризуется активацией моноцитов с соответствующим перераспределением субпопуляций, коррелирующим с тяжестью полиорганной недостаточности.

8. Сложность процессов формирования стимулированной поверхностной экспрессии TLRs не позволяет однозначно трактовать их динамику у пациентов системным воспалительным ответом. Наиболее информативным показателем для оценки тяжести системного воспалительного ответа после операции

коронарного шунтирования является уровень поверхностной экспрессии TREM-1 на субпопуляции С014^ЫС016⁺.

Степень достоверности

О достоверности полученных результатов свидетельствуют достаточная выборка пациентов, непосредственное участие соискателя в планировании и выполнении всех этапов клинического и экспериментального исследования, систематизации полученных данных, использование адекватных методов статистического анализа.

Апробация результатов

Материалы диссертации представлены и обсуждены на следующих научных форумах: XIII Всероссийская конференция "Жизнеобеспечение при критических состояниях" (Москва, 2011); Научно-практическая конференция «Современные стандарты в кардиоанестезиологии. От науки к практике» (Новосибирск, 2011); XIV Всероссийский научный форум с международным участием им. академика В.И. Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» 2011; II Всероссийская научная конференция молодых ученых "Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия" (Санкт-Петербург, 2012); Объединенный иммунологический форум (Н-Новгород, 2013).

Публикации по теме диссертации

По результатам исследования опубликовано 18 печатных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертаций на соискание ученой степени кандидата медицинских наук; 2 статьи в зарубежной печати и 1 патент РФ на изобретение, 1 монография.

Объем и структура диссертации

Похожие диссертации на Значение субпопуляций моноцитов крови и уровня экспрессии на их поверхности активирующих рецепторов врожденного иммунитета в патогенезе неинфекционного системного воспалительного ответа

Системные механизмы регуляции уровня кортикостерона в крови при нарушениях углеводного обмена в экспериментеЧеркасова, Ольга Павловна

Диагностическое и прогностическое значение цитохимических методов исследования нейтрофилов и моноцитов крови при хронических диффузных заболеваниях печениЧамиашвили Георгий Шураевич

Клинико-диагностическое значение определение миелопероксидазы в моноцитах и нейтрофилах периферической крови больных ревматоидным артритом, системной красной волчанкой, системной склеродермией, болезнРвачев Алексей Владимирович

Клиническое значение показателей функциональной активности моноцитов и антиоксидантной емкости сыворотки крови при различных вариантах бронхитов у детейТамбова Наталья Анатольевна

Интратекальный иммунный ответ и его роль в патогенезе хронической формы вилюйского энцефаломиелитаСивцева Татьяна Михайловна

Хронический атрофический гастрит: диагностическое и прогностическое значение иммунного ответа на инфекцию helicobacter pyloriДжанибекова Лейла Рамазановна

Стабильность лизосомных мембран фагоцитирующих клеток: функциональная роль в иммунном ответе, иммуноаллергодиагностическое значение при некоторых видах патологииШаронов, Анатолий Степанович

Особенности гуморального иммунного ответа при гепатитах А, С, дельта и их значение для клиники и диагностикиКруглов Игорь Вячеславович

Характеристика иммунного ответа у больных с герпетической инфекцией и ее значение в прогнозировании течения болезниСвинцова, Татьяна Александровна

Характеристика иммунного ответа у больных острым и хроническим гепатитом С, ее значение в прогнозировании течения болезни и эффективности противовирусной терапииСобчак Девора Михайловна