Фенотип и функции дендритных клеток человека, генерированных из субпопуляций моноцитов CD14+, оппозитных по экспрессии CD16

Цель исследования. Анализ взаимосвязи между субпопуляционной принадлежностью моноцитов и фенотипом и (или) функциями генерируемых дендритных клеток (dendrite cells, DC), а также их чувствительностью к толерогенному действию дексаметазона.

Материалы и методы. В исследование включены 15 здоровых доноров. DC генерировали с интерфероном альфа (IFNα) и колониестимулирующим фактором гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF) из обогащенной популяции CD14+ моноцитов периферической крови с деплецией (CD16-Мо-DC) и без деплеции (CD16+Мо–DC) CD16+ клеток. Субпопуляции моноцитов получали методом магнитной сепарации.

Результаты. CD16+Мо-DC характеризовались большим содержанием зрелых DC (CD83+CD14–) и меньшим количеством клеток промежуточной степени зрелости (CD14+CD83+), но были сопоставимы с CD16–Мо-DC по экспрессии HLA-DR и CD86, участвующих в презентации антигенов и активации наивных Т-клеток, а также ингибиторных (толерогенных) молекул B7-H1 и TLR-2. При этом CD16+- Мо-DC проявляли более высокую аллостимуляторную активность, которая прямо коррелировала с экспрессией CD86 (rs = 0,69) и обратно – с экспрессией TLR-2 (rs = -0,72). Аллостимуляторная активность CD16-Мо-DC находилась в прямой взаимосвязи с количеством зрелых CD14-CD83+DC и CD14+CD83+DC промежуточной степени зрелости. Добавление дексаметазона (10-6 M) в культуры CD16-Мо-DC и CD16+Мо-DC сопровождалось задержкой созревания DC, снижением экспрессии CD86 и повышением TLR-2, а также увеличением количества клеток с ингибиторным фенотипом CD86-B7-H1+, что, в свою очередь, ассоциировалось со снижением аллостимуляторной активности DC. Снижение индекса соотношения CD86+/TLR-2+ клеток в популяции CD16+Мо-DC в большей степени обусловлено уменьшением количества CD86+DC, а в популяции CD16-Мо-DC – возрастанием числа клеток TLR-2+. При этом ингибирующий эффект дексаметазона на созревание DC был более выраженным в популяции CD16+Мо-DC.

Заключение. CD14+ моноциты, как содержащие, так и истощенные по CD16+клеткам, дифференцируются в присутствии IFNα в DC, однако наличие в общем пуле моноцитарных предшественников CD16+ клеток ассоциируется с генерацией DC с более зрелым фенотипом и высокой аллостимуляторной активностью. DC, генерированные из субпопуляций моноцитов, оппозитных по экспрессии CD16, характеризуются чувствительностью к супрессорному эффекту дексаметазона. При этом толерогенная активность дексаметазона в субпопуляциях CD16-Мо-DC и CD16+Мо-DC опосредуется с вовлечением различных механизмов.

1. Ziegler-Heitbrock L., Ancuta P., Crowe S., Dalod M., Grau V., Hart D.N., Leenen P.J.M., Liu Y.-J., MacPherson G., Randolph G.J., Scherberich J., Schmitz J., Shortman K., Sozzani S., Strobl H., Zembala M., Austyn J.M., Lutz M.B. Nomenclature of monocytes and dendritic cells in blood. Blood. 2010; 116: e74–80. DOI: 10.1182/blood-2010-02-258558.

2. Feng A.-L., Zhu J.-K., Sun J.-T., Yang M.-X., Neckenig M.R., Wang X.-W., Shao Q.-Q., Song B.-F., Yang Q.-F., Kong B.-H., Qu X. CD16+ monocytes in breast cancer patients: expanded by monocyte chemoattractant protein-1 and may be useful for early diagnosis. Clin. Exp. Immunol. 2011; 164 (1): 57–65. DOI: 10.1111/j.1365-2249.2011.04321.x.

3. Chara L., Sбnchez-Atrio A., Pйrez A., Cuende E., Albarrбn F., Turriуn A., Chevarria J., del Barco A.A., Sбnchez M.A., Monserrat J., Prieto A., de la Hera A., Sanz I., Diaz D., Alvarez-Mon M. The number of circulating monocytes as biomarkers of the clinical response to methotrexate in untreated patients with rheumatoid arthritis. J. Transl. Med. 2015; 13: 2. DOI: 10.1186/s12967-014-0375.y.

4. Wong K.L., Yeap W.H., Tai J.J.Y., Ong S.M., Dang T.M., Wong S.C. The three human monocyte subsets: implications for health and disease. Immunol. Res. 2012; 53 (1–3): 41–57. DOI: 10.1007/s12026-012-8297-3.

5. Bakdash G., Sittig S.P., Dijk T. van, Figdor C.G., Vries I.J.M. de. The nature of activatory and tolerogenic dendritic cell-derived signal II. Front. Immunol. 2013; 4: 53 DOI: 10.3389/FIMMU.2013.00053.

6. Ancuta P., Liu K.-Y., Misra V., Wacleche V., Gosselin A., Zhou X., Gabuzda D. Transcriptional profiling reveals developmental relationship and distinct biological functions of CD16+ and CD16- monocyte subsets. BMC Genomics. 2009; 10: 403. DOI: 10.1186/1471-2164-10-403.

7. Boyette L.B., Macedo C., Hadi K., Elinoff B.D., Walters J.T., Ramaswami B., Chalasani G., Taboas J.M., Lakkis F.G., Metes D.M. Phenotype, function, and differentiation potential of human monocyte subsets. PLoS One. 2017; 12 (4): e0176460. DOI: 10.1371/journal.pone.0176460.

8. Thurner B., Rцder C., Dieckmann D., Heuer M., Kruse M., Glaser A., Keikavoussi P., Kдmpgen E., Bender A., Schuler G. Generation of large numbers of fully mature and stable dendritic cells from leukapheresis products for clinical application. J. Immunol. Methods. 1999; 223: 1–15. DOI: 10.1016/S0022-1759(98)00208-7.

9. Papewalis C., Jacobs B., Wuttke M., Ullrich E., Baehring T., Fenk R., Willenberg H.S., Schinner S., Cohnen M., Seissler J., Zacharowski K., Scherbaum W.A., Schott M. IFN- skews monocytes into CD56+-expressing dendritic cells with potent functional activities in vitro and in vivo. J. Immunol. 2008; 180 (3): 1462–1470. DOI: 10.4049/jimmunol.180.3.1462.

10. Тыринова Т.В., Леплина О.Ю., Тихонова М.А., Мишинов С.В., Ступак В.В., Останин А.А., Черных Е.Р. CCL19/CCL21-зависимый хеммотаксис дендритных клеток в норме и при злокачественных опухолях головного мозга. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014; 158 (12): 752–756. DOI: 10.1007/s10517-015-2862-4.

11. Leplina O. Yu., Tyrinova T.V., Tikhonova M.A., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Interferon alpha induces generation of semi-mature dendritic cells with high pro-inflammatory and cytotoxic potential. Cytokine. 2015; 71: 1–7. DOI: 10.1016/j.cyto.2014.07.258.

12. Курочкина Ю.Д., Леплина О.Ю., Тихонова М.А., Тыринова Т.В., Баторов Е.В., Сизиков А.Э., Останин А.А., Черных Е.Р. Влияние дексаметазона на интерферон-α- индуцированную дифференцировку моноцитов в дендритные клетки. Медицинская иммунология. 2016; 18 (4): 347–356. DOI: 10.15789/1563-0625-2016-4-347-356.

13. Dopheide J.F., Zeller G.C., Kuhlmann M., Girndt M., Sester M., Sester U. Differentiation of monocyte derived dendritic cells in end stage renal disease is skewed towards accelerated maturation. Adv. Clin. Exp. Med. 2015; 24 (2): 257–266. DOI: 10.17219/acem/40463.

14. Wong K.L., Tai J.J.-Y., Wong W.-C., Han H., Sem X., Yeap W.-H., Kourilsky P., Wong S.-C. Gene expression profiling reveals the defining features of the classical, intermediate, and nonclassical human monocyte subsets. Blood. 2011; 118 (5): e1631. DOI: 10.1182/blood-2010-12-326355.

15. Merino A., Buendia P., Martin-Malo A., Aljama P., Ramirez R., Carracedo J. Senescent CD14+CD16+ Monocytes exhibit proinflammatory and proatherosclerotic activity. J. Immunol. 2011; 186 (3): 1809–1815. DOI: 10.4049/jimmunol.1001866.

16. Gren S.T., Rasmussen T.B., Janciauskiene S., Hеkansson K., Gerwien J.G., Grip O. A single-cell gene-expression profile reveals inter-cellular heterogeneity within human monocyte subsets. PLoS One. 2015; 10 (12): e0144351. DOI: 10.1371/journal.pone.0144351.

17. Skinner N.A., MacIsaac C.M., Hamilton J.A., Visvanathan K. Regulation of Toll-like receptor (TLR)2 and TLR4 on CD14dimCD16+ monocytes in response to sepsis-related antigens. Clin. Exp. Immunol. 2005; 141 (2): 270–278. DOI: 10.1111/j.1365-2249.2005.02839.x.

18. Sakhno L.V., Tikhonova M.A., Tyrinova T.V., Leplina O.Y., Shevela E.Y., Nikonov S.D., Zhdanov O.A., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Cytotoxic activity of dendritic cells as a possible mechanism of negative regulation of T lymphocytes in pulmonary tuberculosis. Clin. Dev. Immunol. 2012; 2012: 1–9. DOI: 10.1155/2012/628635.

19. Chen L., Azuma T., Yu W., Zheng X., Luo L., Chen L. B7-H1 maintains the polyclonal T cell response by protecting dendritic cells from cytotoxic T lymphocyte destruction. Proc. Natl. Acad. Sci. 2018; 115 (12): 3126– 3131. DOI: 10.1073/pnas.1722043115.

20. Lee J.-H., Park C.-S., Jang S., Kim J.-W., Kim S.-H., Song S., Kim K., Lee C.-K. Tolerogenic dendritic cells are efficiently generated using minocycline and dexamethasone. Scientific Reports. 2017; 7: 15087. DOI: 10.1038/s41598-017-15569-1.