ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2019-1-190-200ssmu-2183Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИммунофенотип макрофагальной популяции при фиброзно-кавернозном туберкулезе легкихImmunophenotype of the macrophage population in fibrous, cavernous pulmonary tuberculosishttps://orcid.org/0000-0003-3917-924XГолубинскаяЕ. П.GolubinskayaE. P.

Голубинская Елена Петровна, кандидат медицинских наук, доцент, кафедра патологической анатомии с секционным курсом

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7

 

Golubinskaya Elena P., PhD, Associate Professor, Department of Pathological Anatomy with Sectional Course

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

missive@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4674-7391ФилоненкоТ. Г.FilonenkoT. G.

Филоненко Татьяна Григорьевна, кандидат медицинских наук, доцент, кафедра патологической анатомии с секционным курсом

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7 

Filonenko Tatyana G., PhD, Associate Professor, Department of Pathological Anatomy with Sectional Course

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

https://orcid.org/0000-0002-1309-4005КубышкинА. В.KubyshkinA. V.

Кубышкин Анатолий Владимирович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей и клинической патофизиологии

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7

Kubyshkin Anatoly V., DM, Professor, Head of the General and Clinical Pathophysiology Department

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

https://orcid.org/0000-0003-4474-3714ЕрмолаЮ. А.YermolaYu. A.

Ермола Юлианна Аркадьевна, кандидат медицинских  наук, доцент, кафедра патологической анатомии с секционным курсом

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7

YermolaYulianna A., PhD, Associate Professor, Department of Pathological Anatomy with Sectional Course

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

https://orcid.org/0000-0002-7179-3402КальфаМ. А.KalfaM. A.

Кальфа Маргарита Алексеевна, ассистент, кафедра патологической анатомии с секционным курсом

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7

Kalfa Margarita A., Assistant, Department of Pathological Anatomy with Sectional Course

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

https://orcid.org/0000-0001-5076-2570ГеращенкоА. В.GerashchenkoA. V.

Геращенко Алина Витальевна, ассистент, кафедра патологической анатомии с секционным курсом

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7

Gerashenko Alina V., Assistant, Department of Pathological Anatomy with Sectional Course

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

https://orcid.org/0000-0003-2632-0451КрамарьТ. В.KramarT. V.

Крамарь Татьяна Вадимовна, студент

Крымский федеральный университет (КФУ) имени В.И. Вернадского

Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бульвар Ленина, 5/7

Kramar Tatyana V., Student

Crimean Federal University (СFU) named after Vernadsky

5/7, Lenin Blv., Simferopol, 295051, Republic of Crimea

Медицинская академия имени С.И. ГеоргиевскогоРоссияMedical Academy named after S.I. GeorgievskyRussian Federation201916052019181190200Copyright © Голубинская Е.П., Филоненко Т.Г., Кубышкин А.В., Ермола Ю.А., Кальфа М.А., Геращенко А.В., Крамарь Т.В., 20192019Голубинская Е.П., Филоненко Т.Г., Кубышкин А.В., Ермола Ю.А., Кальфа М.А., Геращенко А.В., Крамарь Т.В.Golubinskaya E.P., Filonenko T.G., Kubyshkin A.V., Yermola Y.A., Kalfa M.A., Gerashchenko A.V., Kramar T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/2183Цель исследования

Цель исследования: изучение иммунофенотипа макрофагальной популяции и механизмов их векторного перераспределения при фиброзно-кавернозном туберкулезе легких.

Материалы и методы

Материалы и методы. Материалом для исследования явились фрагменты стенки каверны и перикавернозной легочной ткани прооперированных по поводу фиброзно-кавернозного туберкулеза (ФКТ) легких (n = 163). Все пациенты были разделены на две основные группы (с активным бактериовыделением (МБТ+, n = 84) и клиническим абациллированием (МБТ–, n = 79)) для проведения иммуногистохимического исследования с панелью маркеров: макрофагов и гистиоцитов – CD68; сосудистого фактора роста А – VEGF-A; Т-хелперов CD4, цитотоксических Т-лимфоцитов CD8.

Результаты

Результаты. При анализе экспрессии маркера CD68 установлена популяционная неоднородность макрофагов в зависимости от интенсивности цитоплазматической реакции функциональной активности с различными локализационными и количественными характеристиками: высокоактивные (тип 1), умеренно активные (тип 2) и слабоактивные (тип 3). На основании реакции с сосудистым фактором ростом A определено, что клетки VEGF+ соответствуют слабоактивным макрофагам CD68+ и локализуются на границе перехода специфической грануляционной ткани в фиброзный слой, перикавернозной зоне и интактной легочной ткани со статистически значимым преобладанием у пациентов с МБТ– (р < 0,05). Независимо от активности бактериовыделения число клеток VEGF+ в зоне лимфоидных фолликулов прямо коррелирует с количеством макрофагов CD68+ в перикавернозной зоне (R = 0,68) и обратно – с числом VEGF+ диффузно рассеянных клеток в фиброзной капсуле (R = макрофагов 0,75). При этом CD68+/VEGF+ визуализируются в зоне CD8+ Т-лимфоцитов, а CD68+/VEGF- – в зоне скоплений клеток CD4+. Такой характер корреляционной взаимосвязи свидетельствует о перераспределении макрофагов во второй тип, обладающих ремоделирующим действием на окружающие ткани при потенцирующем участии клеток лимфоидной популяции.

Objective

Objective: to study the immunophenotype of the macrophage population and the mechanisms of their vectorial redistribution in fibrous cavernous pulmonary tuberculosis.

Materials and methods

Materials and methods. The material for the study was fragments of the fibrous cavern wall and pericavernous lung tissue of the dead or surgical patients diagnosed with fibrous cavernous tuberculosis (n = 163). All patients were divided into 2 main groups: patients with active bacteria excretion (MTB+, n = 84) and patients with clinical abacillation (MTB–, n = 79) for immunohistochemistry with a panel of markers for: macrophages and histiocytes – CD68; vascular growth factor A – VEGF-A; T-helpers – CD4, and T-cytotoxic lymphocytes – CD8.

Results

Results. Following the analysis of CD68 expression, the population heterogeneity of macrophages was revealed depending on the intensity of the cytoplasmic reaction, functional activity, localization and quantitative characteristics. Three groups were identified: highly active, moderately active and weakly active. Based on the reaction with vascular growth factor A, it was determined that VEGF+ cells correspond to weakly active CD68+ macrophages and are located on the border between the specific granulation tissue and fibrous layer as well as in the pericavernous zone and intact lung tissue with a statistically significant predominance in patients with MTB– (p < 0.05). Regardless of the scope of bacterial secretion, the number of VEGF+ cells in the lymphoid follicle zone directly correlates with that of CD68+ macrophages in the pericavernous zone (R = 0.68) and indirectly correlates with the number of diffusely scattered VEGF+ cells in the fibrous capsule (R = –0.75). In the meantime, CD68+/VEGF+ are visualized in the zone of CD8+ T-lymphocytes, and CD68+/VEGF- – in the zone of CD4+ cell clusters. Such correlation indicates the redistribution of macrophages into type 2, which has a remodeling effect on the surrounding tissues with the potentiating participation of lymphoid cells.

фиброзно-кавернозный туберкулезмакрофагииммунофенотипиммунитетиммуногистохимияfibrous cavernous pulmonary tuberculosismacrophagesimmunophenotypeimmunityimmunohistochemistryReferencesWorld Health Organization. Global Tuberculosis report. 2017.World Health Organization. Global Tuberculosis report. 2017.Cliff J.M., Kaufmann S.H., McShane H., van Helden P., O’Garra A. The human immune response to tuberculosis and its treatment: a view from the blood. Immunol. Rev. 2015; 264 (1): 88–102.Cliff J.M., Kaufmann S.H., McShane H., van Helden P., O’Garra A. The human immune response to tuberculosis and its treatment: a view from the blood. Immunol. Rev. 2015; 264 (1): 88–102.Ziuzia Iu.R., Zimina V.N., Al’varesFigeroa M.V., Parkhomenko Iu.G., Dolgova E.A. The morphological characteristics of HIV-associated tuberculosis in relation to blood CD4+ lymphocyte counts. Arkh. Patol. 2014; Sept.-Oct.; 76 (5): 33–37.Ziuzia Iu.R., Zimina V.N., Al’varesFigeroa M.V., Parkhomenko Iu.G., Dolgova E.A. The morphological characteristics of HIV-associated tuberculosis in relation to blood CD4+ lymphocyte counts. Arkh. Patol. 2014; Sept.-Oct.; 76 (5): 33–37.Bhattacharya D., Danaviah S., Muema D.M., Akilimali N.A., Moodley P., Ndung’u T., Das G. Cellular аrchitecture of spinal granulomas and the immunological response in tuberculosis patients coinfected with HIV. Front. Immunol. 2017; 8: 1120. DOI: 10.3389/fimmu.2017.01120.Bhattacharya D., Danaviah S., Muema D.M., Akilimali N.A., Moodley P., Ndung’u T., Das G. Cellular аrchitecture of spinal granulomas and the immunological response in tuberculosis patients coinfected with HIV. Front. Immunol. 2017; 8: 1120. DOI: 10.3389/fimmu.2017.01120.Huygen K. The immunodominant T-cell epitopes of the mycolyl-transferases of the antigen 85 complex of M. tuberculosis. Front. Immunol. 2014; 5: 1–11.Huygen K. The immunodominant T-cell epitopes of the mycolyl-transferases of the antigen 85 complex of M. tuberculosis. Front. Immunol. 2014; 5: 1–11.Jasenosky L.D., Scriba T.J., Hanekom W.A., Goldfeld A.E. T cells and adaptive immunity to Mycobacterium tuberculosis in humans. Immunol. Rev. 2015; 264: 74–87. pmid: 25703553.Jasenosky L.D., Scriba T.J., Hanekom W.A., Goldfeld A.E. T cells and adaptive immunity to Mycobacterium tuberculosis in humans. Immunol. Rev. 2015; 264: 74–87. pmid: 25703553.Martinez F.O., Gordon S. The M1 and M2 paradigm of macrophage activation: time for reassessment. F1000 Prime Rep. 2014; 6: 13. Published 2014 Mar. 3. DOI: 10.12703/P6-13.Martinez F.O., Gordon S. The M1 and M2 paradigm of macrophage activation: time for reassessment. F1000 Prime Rep. 2014; 6: 13. Published 2014 Mar. 3. DOI: 10.12703/P6-13.Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation. Front. Immunol. 2014; 5: 514. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00514.Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation. Front. Immunol. 2014; 5: 514. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00514.Serena Y.S. Tan, Mark A. Developmental origin of lung macrophage diversity. Krasnow Development. 2016; 143: 1318–1327. DOI: 10.1242/dev.129122.Serena Y.S. Tan, Mark A. Developmental origin of lung macrophage diversity. Krasnow Development. 2016; 143: 1318–1327. DOI: 10.1242/dev.129122.Dorhoi A., Kaufmann S.H. Pathology and immune reactivity: understanding multidimensionality in pulmonary tuberculosis. Semin. Immunopathol. 2016; Mar.; 38 (2): 153–166. Epub. 2015, Oct. 5.Dorhoi A., Kaufmann S.H. Pathology and immune reactivity: understanding multidimensionality in pulmonary tuberculosis. Semin. Immunopathol. 2016; Mar.; 38 (2): 153–166. Epub. 2015, Oct. 5.Янин В.Л., Бондаренко О.М., Сазонова Н.А. Методы исследования в цитологии и гистологии: учебнометодическое пособие. Ханты-Мансийск: БУ «ХантыМансийская государственная медицинская академия», 2015: 65.Yanin V.L., Bondarenko O.M., Sazonova N.A. Methods of research in cytology and histology: teaching guide. Khanty-Mansiysk: BU “Khanty-Mansiysk State Medical Academy” Publ., 2015: 65 (in Russ.).Kim P.S., Makhene M., Sizemore C., Hafner R. Viewpoint: Challenges and opportunities in tuberculosis research. J. Infect. Dis. 2012; 205 Suppl. 2: 347–352.Kim P.S., Makhene M., Sizemore C., Hafner R. Viewpoint: Challenges and opportunities in tuberculosis research. J. Infect. Dis. 2012; 205 Suppl. 2: 347–352.Lyadova I.V., Panteleev A.V. Th1 and Th17 сells in tuberculosis: рrotection, рathology, and biomarkers. Mediators Inflamm. 2015; 2015: 8545–8507.Lyadova I.V., Panteleev A.V. Th1 and Th17 сells in tuberculosis: рrotection, рathology, and biomarkers. Mediators Inflamm. 2015; 2015: 8545–8507.Aryanpur M., Mortaz E., Masjedi M.R., Tabarsi P., Garssen J., Adcock I.M., Mozafarian A. and Sharifi H. Reduced phagocytic capacity of blood monocyte/macrophages in tuberculosis patients is further reduced by smoking. Iranian Journal of Allergy, Asthma and Immunology. 2016; 15 (3): 174–182.Aryanpur M., Mortaz E., Masjedi M.R., Tabarsi P., Garssen J., Adcock I.M., Mozafarian A. and Sharifi H. Reduced phagocytic capacity of blood monocyte/macrophages in tuberculosis patients is further reduced by smoking. Iranian Journal of Allergy, Asthma and Immunology. 2016; 15 (3): 174–182.Yakar H.I., Gunen H., Pehlivan E., Aydogan S. The role of tuberculosis in COPD. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2017; 12: 323–329. DOI: 10.2147/COPD.S116086.Yakar H.I., Gunen H., Pehlivan E., Aydogan S. The role of tuberculosis in COPD. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2017; 12: 323–329. DOI: 10.2147/COPD.S116086.Kim H.J., Baek S., Kim H.J. The impact of smoking on airflow limitation in subjects with history of asthma and inactive tuberculosis. PLoS One. 2015; 10 (4). DOI: 10.1371/journal.pone.0125020.Kim H.J., Baek S., Kim H.J. The impact of smoking on airflow limitation in subjects with history of asthma and inactive tuberculosis. PLoS One. 2015; 10 (4). DOI: 10.1371/journal.pone.0125020.Chistiakov D.A., Killingsworth M.C., Myasoedova V.A., Orekhov A.N., Bobryshev Y.V. CD68/macrosialin: not just a histochemical marker. Laboratory Investigation. 2017; 97: 4–13.Chistiakov D.A., Killingsworth M.C., Myasoedova V.A., Orekhov A.N., Bobryshev Y.V. CD68/macrosialin: not just a histochemical marker. Laboratory Investigation. 2017; 97: 4–13.Gordon S., Plьddemann A., Martinez Estrada F. Macrophage heterogeneity in tissues: phenotypic diversity and functions. Immunol. Rev. 2014; 262: 36–55.Gordon S., Plьddemann A., Martinez Estrada F. Macrophage heterogeneity in tissues: phenotypic diversity and functions. Immunol. Rev. 2014; 262: 36–55.Italiani P., Boraschi D. From мonocytes to M1/M2 мacrophages: рhenotypical vs functional differentiation. Front. Immunol. 2014; 5: 514. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00514.Italiani P., Boraschi D. From мonocytes to M1/M2 мacrophages: рhenotypical vs functional differentiation. Front. Immunol. 2014; 5: 514. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00514.Chávez-Galán L., Olleros M.L., Vesin D., Garcia I. Much мore than M1 and M2 мacrophages, there are also CD169(+) and TCR(+) macrophages. Front. Immunol. 2015; 6: 263. DOI: 10.3389/fimmu.2015.00263.Chávez-Galán L., Olleros M.L., Vesin D., Garcia I. Much мore than M1 and M2 мacrophages, there are also CD169(+) and TCR(+) macrophages. Front. Immunol. 2015; 6: 263. DOI: 10.3389/fimmu.2015.00263.Голубинская Е.П., Филоненко Т.Г., Кальфа М.А., Ермола Ю.А. Морфологические особенности ангиогенеза при фиброзно-кавернозном туберкулезе. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2018; 8 (1): 16–19.Golubinskaya E.P., Filonenko T.G., Kalfa M.A., Ermola Yu. A. Morphological features of angiogenesis in fibrous cavernous pulmonary tuberculosis. Crimean Journal of Experimental and Clinical Medicine. 2018; 8 (1): 16–19 (in Russ.).Голубинская Е.П., Крамарь Т.В. Морфофункциональное обоснование таргетной терапии блокаторами ангиогенеза при фиброзно-кавернозном туберкулезе. Материалы международного форума «Биотехнология: состояние и перспективы развития». 2018, май 23–25; Москва, Россия: 400–402.Golubinskaya E.P., Kramar T.V. Morphofunctional substantiation of targeted therapy with blockers of angiogenesis in fibrous cavernous pulmonary tuberculosis. Materials of the international forum “Biotechnology: state and prospects of development”. 2018, May 23–25; Moscow, Russia: 400–402 (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.