ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2024-4-95-104ssmu-5876Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSХарактеристика продукции нейтрофильных внеклеточных ловушек и концентрации цитруллинированного гистона H3 у детей, больных туберкулезомNETs production and citrullinated histone H3 level in children with tuberculosishttps://orcid.org/0000-0002-4339-2222НовиковД. Г.NovikovD. G.

Новиков Дмитрий Георгиевич – канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры клинической лабораторной диагностики дополнительного профессионального образования (ДПО), зав. центральной научно-исследовательской лабораторией (ЦНИЛ), 

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

novikov.dm.omsk@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6775-323XЗолотовА. Н.ZolotovA. N.

Золотов Александр Николаевич – канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник ЦНИЛ, доцент кафедры патофизиологии, 

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

azolotov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1951-5824ИндутныйА. В.IndutnyA. V.

Индутный Антон Васильевич – д-р мед. наук, доцент, зав. кафедрой клинической лабораторной диагностики ДПО, 

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

kld-omsk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6196-7256МордыкА. В.MordykA. V.

Мордык Анна Владимировна – д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой фтизиатрии, пульмонологии и инфекционных болезней, 

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

amordik@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8411-0973КириченкоН. А.KirichenkoN. A.

Кириченко Николай Александрович – мл. науч. сотрудник, ЦНИЛ, 

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

honomer_1608@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1775-607XРомановаМ. А.RomanovaM. A.

Романова Мария Алексеевна – канд. мед. наук, доцент кафедры фтизиатрии, пульмонологии и инфекционных болезней,

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

rmari1@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2830-161XПтухинА. О.PtukhinA. O.

Птухин Александр Олегович – аспирант, кафедра фтизиатрии, пульмонологии и инфекционных болезней,

644099, г. Омск, ул. Ленина, 12

12, Lenina Str., Omsk, 644099

ptuhin.alexandr@mail.ruОмский государственный медицинский университет (ОмГМУ)РоссияOmsk State Medical UniversityRussian Federation20242301202523495104Copyright © Новиков Д.Г., Золотов А.Н., Индутный А.В., Мордык А.В., Кириченко Н.А., Романова М.А., Птухин А.О., 20252025Новиков Д.Г., Золотов А.Н., Индутный А.В., Мордык А.В., Кириченко Н.А., Романова М.А., Птухин А.О.Novikov D.G., Zolotov A.N., Indutny A.V., Mordyk A.V., Kirichenko N.A., Romanova M.A., Ptukhin A.O.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/5876Цель исследования

Цель исследования: охарактеризовать показатели продукции нейтрофильных внеклеточных ловушек (НВЛ) в культуре лейкоцитов и концентрацию цитруллинированного гистона H3 (citH3) периферической крови для оценки возможных особенностей реализации нетоза у детей, больных туберкулезом.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование вошли 20 детей с активным туберкулезом органов дыхания (группа «Туберкулез») и 20 клинически здоровых детей без признаков сенсибилизации к антигенам Mycobacterium tuberculosis (группа «Контроль»). Выясняли способность нейтрофилов к формированию НВЛ при воздействии ex vivo на них неспецифического антигенного стимулятора и исследовали концентрацию цитруллинированного гистона Н3 в периферической крови.

Результаты

Результаты. Нейтрофилы больных туберкулезом детей чаще, чем детей в группе «Контроль», формировали нитевидные НВЛ (Ме = 21,0 и Ме =16,0 соответственно; p = 0,0474) и облаковидные НВЛ (Ме = 10,5 и Ме = 4,0 соответственно; p = 0,0068). В обеих группах преобладали нитевидные НВЛ. Однако облаковидные НВЛ были отмечены у всех представителей группы «Туберкулез» (100%), а в группе «Контроль» были выявлены только у 15 из 20 обследуемых (χ2 = 16,01; p < 0,0068). В группе «Туберкулез» медиана концентрации citH3 в крови была в 18,9 раза выше, чем в группе «Контроль» (Ме = 26,5 и Ме = 1,4 соответственно; p = 0,0041). Выявлена сильная положительная корреляционная взаимосвязь между концентрацией citH3 и генерацией нитевидных (r = 0,86; p = 0,0137), но не облаковидных форм НВЛ в группе «Туберкулез» и контрольной группе (r = 0,95; p = 0,0008).

Заключение

Заключение. Высокий уровень citH3 в группе «Туберкулез» может отражать его нетоз-индуцированную продукцию и быть следствием возросшей активности данного процесса in vivo. Существенную роль в этом может играть ранее сформированная потенциальная готовность нейтрофилов к образованию НВЛ (пронетотический фенотип), что согласуется с нашим наблюдением о возрастании способности к формированию внеклеточных ловушек ex vivo изолированных нейтрофилов обследуемых лиц данной группы.

Aim

Aim. To characterize parameters of neutrophil extracellular trap (NET) production in the leukocyte culture and citrullinated histone H3 (citH3) level in peripheral blood to assess the features of NETosis in children with tuberculosis.

Materials and methods

Materials and methods. The study included 20 children with active pulmonary tuberculosis (TB group) and 20 clinically healthy children without signs of sensitization to Mycobacterium tuberculosis antigens (control group). The ability of neutrophils to form NETs under ex vivo exposure to a non-specific immune stimulant and the concentration of citH3 in peripheral blood were investigated.

Results

Results. Neutrophils in children with tuberculosis formed filamentous NETs (Me = 21.0 and Me = 16.0, respectively; p = 0.0474) and cloud-like NETs (Me = 10.5 and Me = 4.0, respectively; p = 0.0068) more frequently than the controls. Filamentous NETs prevailed in both groups. However, cloud-like NETs were registered in all patients in the TB group (100%) and only in 15 of 20 children in the control group (χ2 = 16.01; p < 0.0068). The concentration of citH3 in the blood was 18.9 times higher in the TB group than in the control group (Me = 26.5 and Me = 1.4, respectively; p = 0.0041). A strong positive correlation was found between the citH3 concentration and the generation of filamentous (r = 0.86; p = 0.0137), but not cloud-like NETs (r = 0.95; p = 0.0008) in both groups.

Conclusion

Conclusion. The high level of citH3 in the TB group can reflect its NETosis-induced release and be caused by increased NETosis in vivo. This may be due to the previously formed potential of neutrophils to generate NETs (a proNETotic phenotype), which is consistent with our observation of an increased ability of isolated neutrophils to form extracellular traps ex vivo in children of the TB group.

туберкулез у детейнейтрофильные внеклеточные ловушкицитруллинированный гистон Н3способность нейтрофилов к формированию внеклеточной ловушкиtuberculosis in childrenneutrophil extracellular traps (NETs)citrullinated histone H3neutrophils ability to form an extracellular trapИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23- 25-10043, https://rscf.ru/project/23-25-10043/.ReferencesСанина А.Е., Серебрякова В.А., Уразова О.И., Гаджиев А.А. Сигнальный путь Notch в развитии дисбаланса иммунных реакций у больных диссеминированным туберкулезом легких. Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(4):92–99. DOI: 10.20538/1682-0363-2023-4-92-99.Санина А.Е., Серебрякова В.А., Уразова О.И., Гаджиев А.А. Сигнальный путь Notch в развитии дисбаланса иммунных реакций у больных диссеминированным туберкулезом легких. Бюллетень сибирской медицины. 2023;22(4):92–99. DOI: 10.20538/1682-0363-2023-4-92-99.Rook G.A. Th2 cytokines in susceptibility to tuberculosis. Curr. Mol. Med. 2007;7(3):327–337. DOI: 10.2174/156652407780598557.Rook G.A. Th2 cytokines in susceptibility to tuberculosis. Curr. Mol. Med. 2007;7(3):327–337. DOI: 10.2174/156652407780598557.Manz M.G., Boettcher S. Emergency granulopoiesis. Nat. Rev. Immunol. 2014;14(5):302–314. DOI: 10.1038/nri3660.Manz M.G., Boettcher S. Emergency granulopoiesis. Nat. Rev. Immunol. 2014;14(5):302–314. DOI: 10.1038/nri3660.Tilley D.O., Abuabed U., Zimny Arndt U., Schmid M., Florian S., Jungblut P.R. et al. Histone H3 clipping is a novel signature of human neutrophil extracellular traps. Elife. 2022;11:e68283. DOI: 10.7554/eLife.68283.Tilley D.O., Abuabed U., Zimny Arndt U., Schmid M., Florian S., Jungblut P.R. et al. Histone H3 clipping is a novel signature of human neutrophil extracellular traps. Elife. 2022;11:e68283. DOI: 10.7554/eLife.68283.Kasprzycka W., Homa-Mlak I., Mlak R., Małecka-Massalska T. Direct and indirect methods of evaluating the NETosis process. J. Pre. Clin. Clin. Res. 2019;13(1):50–56. DOI: 10.26444/jpccr/105563.Kasprzycka W., Homa-Mlak I., Mlak R., Małecka-Massalska T. Direct and indirect methods of evaluating the NETosis process. J. Pre. Clin. Clin. Res. 2019;13(1):50–56. DOI: 10.26444/jpccr/105563.Huang J., Hong W., Wan M., Zheng L. Molecular mechanisms and therapeutic target of NETosis in diseases. Med. Comm. (2020). 2022;3(3):e162. DOI: 10.1002/mco2.162.Huang J., Hong W., Wan M., Zheng L. Molecular mechanisms and therapeutic target of NETosis in diseases. Med. Comm. (2020). 2022;3(3):e162. DOI: 10.1002/mco2.162.Schechter M.C., Buac K., Adekambi T., Cagle S., Celli J., Ray S.M. et al. Neutrophil extracellular trap (NET) levels in human plasma are associated with active TB. PLoS One. 2017;12(8):e0182587. DOI: 10.1371/journal.pone.0182587.Schechter M.C., Buac K., Adekambi T., Cagle S., Celli J., Ray S.M. et al. Neutrophil extracellular trap (NET) levels in human plasma are associated with active TB. PLoS One. 2017;12(8):e0182587. DOI: 10.1371/journal.pone.0182587.De Melo M.G.M., Mesquita E.D.D., Oliveira M.M., da Silva-Monteiro C., Silveira A.K.A., Malaquias T.S. et al. Imbalance of net and alpha-1-antitrypsin in tuberculosis patients is related with hyper inflammation and severe lung tissue Damage. Front. Immunol. 2019;9:3147. DOI: 10.3389/fimmu.2018.03147.De Melo M.G.M., Mesquita E.D.D., Oliveira M.M., da Silva-Monteiro C., Silveira A.K.A., Malaquias T.S. et al. Imbalance of net and alpha-1-antitrypsin in tuberculosis patients is related with hyper inflammation and severe lung tissue Damage. Front. Immunol. 2019;9:3147. DOI: 10.3389/fimmu.2018.03147.De Buhr N., von Köckritz-Blickwede M. How neutrophil extracellular traps become visible. J. Immunol. Res. 2016;2016:4604713. DOI: 10.1155/2016/4604713.De Buhr N., von Köckritz-Blickwede M. How neutrophil extracellular traps become visible. J. Immunol. Res. 2016;2016:4604713. DOI: 10.1155/2016/4604713.Мордык А.В., Золотов А.Н., Новиков Д.Г., Романова М.А., Кириченко Н.А., Птухин А.О. Нетозобразующая способность нейтрофилов у детей с латентной туберкулезной инфекцией при положительной пробе с аллергеном туберкулезным рекомбинантным. Вопросы практической педиатрии. 2023;18(5):7–12. DOI: 10.20953/1817-7646-2023-5-7-12.Мордык А.В., Золотов А.Н., Новиков Д.Г., Романова М.А., Кириченко Н.А., Птухин А.О. Нетозобразующая способность нейтрофилов у детей с латентной туберкулезной инфекцией при положительной пробе с аллергеном туберкулезным рекомбинантным. Вопросы практической педиатрии. 2023;18(5):7–12. DOI: 10.20953/1817-7646-2023-5-7-12.Daniel C., Leppkes M., Muñoz L.E., Schley G., Schett G., Herrmann M. Extracellular DNA traps in inflammation, injury and healing. Nat. Rev. Nephrol. 2019;15(9):559–575. DOI: 10.1038/s41581-019-0163-2.Daniel C., Leppkes M., Muñoz L.E., Schley G., Schett G., Herrmann M. Extracellular DNA traps in inflammation, injury and healing. Nat. Rev. Nephrol. 2019;15(9):559–575. DOI: 10.1038/s41581-019-0163-2.Мордык А.В., Золотов А.Н., Новиков Д.Г., Кириченко Н.А., Пахтусова П.О., Птухин А.О. Нетозформирующая способность нейтрофилов у пациентов с ограниченным и распространенным туберкулезным процессом. Туберкулез и болезни легких. 2023;101(3):78–86. DOI: 10.58838/2075-1230-2023-101-3-78-86.Мордык А.В., Золотов А.Н., Новиков Д.Г., Кириченко Н.А., Пахтусова П.О., Птухин А.О. Нетозформирующая способность нейтрофилов у пациентов с ограниченным и распространенным туберкулезным процессом. Туберкулез и болезни легких. 2023;101(3):78–86. DOI: 10.58838/2075-1230-2023-101-3-78-86.Wang Y., Li M., Stadler S., Correll S., Li P., Wang D. et al. Histone hypercitrullination mediates chromatin decondensation and neutrophil extracellular trap formation. J. Cell Biol. 2009;184(2):205–213. DOI: 10.1083/jcb.200806072.Wang Y., Li M., Stadler S., Correll S., Li P., Wang D. et al. Histone hypercitrullination mediates chromatin decondensation and neutrophil extracellular trap formation. J. Cell Biol. 2009;184(2):205–213. DOI: 10.1083/jcb.200806072.Cuthbert G.L., Daujat S., Snowden A.W., Erdjument-Bromage H., Hagiwara T., Yamada M. et al. Histone deimination antagonizes arginine methylation. Cell. 2004;118(5):545–553. DOI: 10.1016/j.cell.2004.08.020.Cuthbert G.L., Daujat S., Snowden A.W., Erdjument-Bromage H., Hagiwara T., Yamada M. et al. Histone deimination antagonizes arginine methylation. Cell. 2004;118(5):545–553. DOI: 10.1016/j.cell.2004.08.020.Ong C.W., Elkington P.T., Brilha S., Ugarte-Gil C., Tome-Esteban M.T., Tezera L.B. et al. Neutrophil-derived MMP-8 drives AMPK-dependent matrix destruction in human pulmonary tuberculosis. PLoS Pathog. 2015;11(5):e1004917. DOI: 10.1371/journal.ppat.1004917.Ong C.W., Elkington P.T., Brilha S., Ugarte-Gil C., Tome-Esteban M.T., Tezera L.B. et al. Neutrophil-derived MMP-8 drives AMPK-dependent matrix destruction in human pulmonary tuberculosis. PLoS Pathog. 2015;11(5):e1004917. DOI: 10.1371/journal.ppat.1004917.Appelgren D., Enocsson H., Skogman B.H., Nordberg M., Perander L., Nyman D. et al. Neutrophil extracellular traps (NETs) in the cerebrospinal fluid samples from children and adults with central nervous system infections. Cells. 2019;9(1):43. DOI: 10.3390/cells9010043.Appelgren D., Enocsson H., Skogman B.H., Nordberg M., Perander L., Nyman D. et al. Neutrophil extracellular traps (NETs) in the cerebrospinal fluid samples from children and adults with central nervous system infections. Cells. 2019;9(1):43. DOI: 10.3390/cells9010043.Новиков Д.Г., Золотов А.Н., Кириченко Н.А., Мордык А.В. Способ обнаружения нейтрофильных внеклеточных ловушек в суправитально окрашенном препарате крови. Патент на изобретение № 2768152. Опубл. 23.03.2022. Бюл. № 9.Новиков Д.Г., Золотов А.Н., Кириченко Н.А., Мордык А.В. Способ обнаружения нейтрофильных внеклеточных ловушек в суправитально окрашенном препарате крови. Патент на изобретение № 2768152. Опубл. 23.03.2022. Бюл. № 9.Boeltz S., Amini P., Anders H.J., Andrade F., Bilyy R., Chatfield S. et al. To NET or not to NET:current opinions and state of the science regarding the formation of neutrophil extracellular traps. Cell Death Differ. 2019;26(3):395–408. DOI: 10.1038/s41418-018-0261-x.Boeltz S., Amini P., Anders H.J., Andrade F., Bilyy R., Chatfield S. et al. To NET or not to NET:current opinions and state of the science regarding the formation of neutrophil extracellular traps. Cell Death Differ. 2019;26(3):395–408. DOI: 10.1038/s41418-018-0261-x.Guillotin F., Fortier M., Portes M., Demattei C., Mousty E., Nouvellon E. et al. Vital NETosis vs. suicidal NETosis during normal pregnancy and preeclampsia. Front. Cell Dev. Biol. 2023;10:1099038. DOI: 10.3389/fcell.2022.1099038.Guillotin F., Fortier M., Portes M., Demattei C., Mousty E., Nouvellon E. et al. Vital NETosis vs. suicidal NETosis during normal pregnancy and preeclampsia. Front. Cell Dev. Biol. 2023;10:1099038. DOI: 10.3389/fcell.2022.1099038.Yousefi S., Simon D., Stojkov D., Karsonova A., Karaulov A., Simon H.U. In vivo evidence for extracellular DNA trap formation. Cell Death Dis. 2020;11(4):300. DOI: 10.1038/s41419-020-2497-x.Yousefi S., Simon D., Stojkov D., Karsonova A., Karaulov A., Simon H.U. In vivo evidence for extracellular DNA trap formation. Cell Death Dis. 2020;11(4):300. DOI: 10.1038/s41419-020-2497-x.Yousefi S., Simon H.U. NETosis – does it really represent nature’s “suicide bomber”? Front. Immunol. 2016;7:328. DOI: 10.3389/fimmu.2016.00328.Yousefi S., Simon H.U. NETosis – does it really represent nature’s “suicide bomber”? Front. Immunol. 2016;7:328. DOI: 10.3389/fimmu.2016.00328.Belyaeva I.V., Kosova A.N., Vasiliev A.G. Tuberculosis and autoimmunity. Pathophysiology. 2022;29(2):298–318. DOI: 10.3390/pathophysiology29020022.Belyaeva I.V., Kosova A.N., Vasiliev A.G. Tuberculosis and autoimmunity. Pathophysiology. 2022;29(2):298–318. DOI: 10.3390/pathophysiology29020022.Roh J.S., Sohn D.H. Damage-associated molecular patterns in inflammatory diseases. Immun. Netw. 2018;18(4):e27. DOI: 10.4110/in.2018.18.e27.Roh J.S., Sohn D.H. Damage-associated molecular patterns in inflammatory diseases. Immun. Netw. 2018;18(4):e27. DOI: 10.4110/in.2018.18.e27.Locke M., Francis R.J., Tsaousi E., Longstaff C. Fibrinogen protects neutrophils from the cytotoxic effects of histones and delays neutrophil extracellular trap formation induced by ionomycin. Sci. Rep. 2020;10(1):11694. DOI: 10.1038/s41598-020-68584-0.Locke M., Francis R.J., Tsaousi E., Longstaff C. Fibrinogen protects neutrophils from the cytotoxic effects of histones and delays neutrophil extracellular trap formation induced by ionomycin. Sci. Rep. 2020;10(1):11694. DOI: 10.1038/s41598-020-68584-0.Alexeyev M., Shokolenko I., Wilson G., LeDoux S. The maintenance of mitochondrial DNA integrity–critical analysis and update. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2013;5(5):a012641. DOI: 10.1101/cshperspect.a012641.Alexeyev M., Shokolenko I., Wilson G., LeDoux S. The maintenance of mitochondrial DNA integrity–critical analysis and update. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2013;5(5):a012641. DOI: 10.1101/cshperspect.a012641.

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