Экспрессия скавенджер-рецепторов CD163, CD204 и CD206 на макрофагах у больных туберкулезом легких

Цель работы – оценка экспрессии скавенджер-рецепторов (CD163, CD204, CD206) на макрофагах у больных туберкулезом легких в зависимости от клинической формы заболевания и чувствительности возбудителя к противотуберкулезным средствам.

Материалы и методы. Обследованы 64 пациента с туберкулезом легких (ТБ): 40 мужчин и 24 женщины, из которых 26 человек с диссеминированным туберкулезом легких (ДТБ) и 38 – с инфильтративным туберкулезом легких (ИТБ). Из них было 42 пациента, выделяющих Mycobacterium tuberculosis (MBT), чувствительные к основным противотуберкулезным средствам (ПТС), и 22 пациента, выделяющих MBT, устойчивые к лекарственным средствам основного ряда противотуберкулезной терапии. Материалом исследования являлась венозная кровь. Для выделения моноцитов из цельной крови с целью их трансформации в макрофаги использовали метод центрифугирования в градиенте фиколла плотностью 1,077 г/см³ с последующей иммуномагнитной сепарацией CD14+ клеток. Моноциты культивировали в полной питательной среде X-VIVO 10 with gentamicin and phenol red с добавлением колониестимулирующего фактора макрофагов (M-CSF) (5 нг/мл) в концентрации 1 × 10⁶ клеток/мл со стимуляторами: интерлейкином (IL) 4 (10 нг/мл) и интерфероном (IFN) γ (100 нг/мл). Иммунофенотипирование макрофагов проводили с использованием моноклональных антител к CD163, CD204, CD206 на проточном цитометре Beckman Coulter CytoFLEX LX. Анализ полученных данных осуществляли при помощи программного приложения CytExpert 2.0. Полученные результаты анализировали статистическими методами.

Результаты. Переключение фенотипа макрофагов с провоспалительного М1 на противовоспалительный М2, установленное нами в ходе настоящего исследования, способствует хроническому течению туберкулеза легких, диссеминации и персистенции инфекции. Мы проанализировали особенности экспрессии скавенджер-рецепторов CD163, CD204 и CD206 на макрофагах у больных туберкулезом легких. Анализ экспрессии скавенджер-рецепторов на макрофагах показал значимое увеличение численности CD163, CD204 и CD206-позитивных клеток у больных ТБ независимо от клинической формы заболевания и лекарственной чувствительности M. tuberculosis к ПТС по сравнению с группой здоровых доноров.

Заключение. Исследование механизмов, лежащих в основе M1- или M2-активации макрофагов, необходимо для более глубокого понимания иммунопатогенеза туберкулезной инфекции и роли клеток врожденного иммунитета в защите организма от микобактерий. Анализ экспрессии скавенджер-рецепторов CD163, CD204 и CD206 на макрофагах позволил нам прийти к заключению, что при туберкулезе легких, особенно у больных с лекарственной устойчивостью M. tuberculosis и при инфильтративной форме заболевания, реализуются механизмы регуляции, подавляющие активацию врожденного иммунитета, c поляризацией дифференцировки макрофагов в направлении М2-фенотипа, что, вероятно, является причиной формирования иммунодефицита, индуцированного возбудителем.

1. Davies L.C., Taylor P.R. Tissue-resident macrophages: then and now. Immunology. 2015;144(4):541-548. https://doi.org/10.1111/ imm.12451.

2. Mills C.D. M1 and M2 macrophages: oracles of health and disease. Crit. Rev. Immunol. 2012;32(6):463-488. https://doi.org/10.1615/critrevimmunol.v32.i6.10.

3. Khan A., Singh V.K., Hunter R.L., Jagannath C. Macrophage heterogeneity and plasticity in tuberculosis. J. Leukoc. Biol. 2019;106(2):275-282. https://doi.org/10.1002/JLB.MR0318-095RR.

4. Guilliams M., Svedberg F.R. Does tissue imprinting restrict macrophage plasticity? Review Nat. Immunol. 2021;22(2):118- 127. https://doi.org/10.1038/s41590-020-00849-2.

5. Cheah F.C., Presicce P., Tan T.L., Carey B.C., Kallapur S.G. Studying the effects of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor on fetal lung macrophages during the perinatal period using the mouse model. Front. Pediatr. 2021;9:614209. https://doi.org/10.3389/fped.2021.614209.

6. Global tuberculosis report. Health Organization Report. Geneva, 2019. URL: https://www.who.int/teams/global-tuberculo-sis-programme/tb-reports/global-report-2019.

7. Global tuberculosis report World Health Organization Report. Geneva, 2018. URL: https://apps.who.int/iris/handle/10665/274453.

8. Leopold Wager C.M., Arnett E., Schlesinger L.S. Macrophage nuclear receptors: Emerging key players in infectious diseases. PLoS Pathog. 2019;15(3):e1007585. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1007585.

9. Santos J.H.A., Bührer-Sékula S., Melo G.C., Cordeiro-Santos M., Pimentel J.P.D., Gomes-Silva A. et al. Ascaris lumbricoides coinfection reduces tissue damage by decreasing IL-6 levels without altering clinical evolution of pulmonary tuberculosis or Th1/Th2/Th17 cytokine profile. Rev. Soc. Bras. Med. Trop. 2019;52:e20190315. https://doi.org/10.1590/0037-8682-0315-2019.

10. Zhai W., Wu F., Zhang Y., Fu Y., Liu Z. The Immune escape mechanisms of Mycobacterium tuberculosis. Int. J. Mol. Sci. 2019;20(2):340. https://doi.org/10.3390/ijms20020340.

11. Shim D., Kim H., Shin S.J. Mycobacterium tuberculosis infection-driven foamy macrophages and their implications in tuberculosis control as targets for host-directed therapy. Front. Immunol. 2020;11:910. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00910.

12. Maler M.D., Nielsen P.J., Stichling N., Cohen I., Ruzsics Z., Wood C. et al. Role of the scavenger receptor MARCO in mediating adenovirus infection and subsequent innate responses of macrophages. mBio. 2017;8(4):e00670-17. https://doi.org/10.1128/mBio.00670-17.

13. Gayer F.A., Reichardt S.D., Bohnenberger H., Engelke M., Reichardt H.M. Characterization of testicular macrophage subpopulations in mice. Immunol. Lett. 2022;243:44-52. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2022.02.003.

14. Prabhu Das M.R., Baldwin C.L., Bollyky P.L., Bowdish D.M.E., Drickamer K., Febbraio M. et al. A consensus definitive classification of scavenger receptors and their roles in health and disease. J. Immunol. 2017;198(10):3775-3789. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1700373.

15. Wong C.K., Smith C.A., Sakamoto K., Kaminski N., Koff J.L., Goldstein D.R. Aging impairs alveolar macrophage phagocytosis and increases influenza-induced mortality in mice. J. Immunol. 2017;199(3):1060-1068. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1700397.

16. Wolfsberger J., Sakil H.A.M., Zhou L., van Bree N., Baldisseri E., Ferreira S.S. et al. TAp73 represses NF-кB-mediated recruitment of tumor-associated macrophages in breast cancer. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2021;118(10):e2017089118. https://doi.org/10.1073/pnas.2017089118.17.

17. Pisu D., Huang L., Narang V., Theriault M., Lê-Bury G., Lee B. et al. Single cell analysis of M. tuberculosis phenotype and macrophage lineages in the infected lung. J. Exp. Med. 2021;218(9):e20210615. https://doi.org/10.1084/jem.20210615.

18. Rocha D.M.G.C., Magalhães C., Cá B., Ramos A., Carvalho T., Comas I. et al. Heterogeneous streptomycin resistance level among mycobacterium tuberculosis strains from the same transmission cluster. Front. Microbiol. 2021;12:659545. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.659545.

19. Marino S., Cilfone N.A., Mattila J.T., Linderman J.J., Flynn J.L., Kirschner D.E. Macrophage polarization drives granuloma outcome during Mycobacterium tuberculosis infection. Infect. Immun. 2015;83(1):324-338. https://doi.org/10.1128/IAI.02494-14.

20. Weaver L.K., Hintz-Goldstein K.A., Pioli P.A., Wardwell K., Qureshi N., Vogel S.N. et al. Pivotal advance: activation of cell surface Toll-like receptors causes shedding of the hemoglobin scavenger receptor CD163. J. Leukoc. Biol. 2006;80(1):26- 35. https://doi.org/10.1189/jlb.1205756.

21. Fabriek B.O., van Bruggen R., Deng D.M., Ligtenberg A.J.M., Nazmi K., Schornagel K. et al. The macrophage scavenger receptor CD163 functions as an innate immune sensor for bacteria. Blood. 2009;113(4):887-892. https://doi.org/10.1182/blood-2008-07-167064.

22. Dieudonné A., Torres D., Blanchard S., Taront S., Jeannin P., Delneste Y. et al. Scavenger receptors in human airway epithelial cells: role in response to double-stranded RNA. PLoS One. 2012;7(8):e41952. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0041952.

23. Canton J., Neculai D., Grinstein S. Scavenger receptors in homeostasis and immunity. Nat. Rev. Immunol. 2013;13(9):621- 634. https://doi.org/10.1038/nri3515.

24. Kubota K., Moriyama M., Furukawa S., Rafiul H.A.S.M., Maruse Y., Jinno T. et al. CD163+CD204+ tumor-associated macrophages contribute to T cell regulation via interleukin-10 and PD-L1 production in oral squamous cell carcinoma. Sci. Rep. 2017;7(1):1755. https://doi.org/10.1038/s41598-017-01661-z.

25. Komohara Y., Takemura K., Lei X.F., Sakashita N., Harada M., Suzuki H. et al. Delayed growth of EL4 lymphoma in SR-A-deficient mice is due to upregulation of nitric oxide and interferon-gamma production by tumor-associated macrophages. Cancer Sci. 2009;100(11):2160-2166. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2009.01296-x.

26. Barreto-Bergter E., Figueiredo R.T. Fungal glycans and the innate immune recognition. Front. Cell Infect. Microbiol. 2014;4:145. https://doi.org/10.3389/fcimb.2014.00145.

27. Azad A.K., Rajaram M.V., Schlesinger L.S. Exploitation of the macrophage mannose receptor (CD206) in infectious disease diagnostics and therapeutics. J. Cytol. Mol. Biol. 2014;1(1):1000003. https://doi.org/10.13188/2325-4653.1000003.

28. Kaku Y., Imaoka H., Morimatsu Y., Komohara Y., Ohnishi K., Oda H. et al. Overexpression of CD163, CD204 and CD206 on alveolar macrophages in the lungs of patients with severe chronic obstructive pulmonary disease. PLoS One. 2014;9(1):e87400. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0087400.

29. Weiss G., Schaible U.E. Macrophage defense mechanisms against intracellular bacteria. Immunol. Rev. 2015;264(1):182- 203. https://doi.org/10.1111/imr.12266.

30. Xu F., Kang Y., Zhang H., Piao Z., Yin H., Diao R. et al. Akt1-mediated regulation of macrophage polarization in a murine model of Staphylococcus aureus pulmonary infection. J Infect. Dis. 2013;208(3):528-538. https://doi.org/10.1093/infdis/jit177.