Влияние M-CSF на экспрессию маркеров прогениторных эндотелиальных клеток в культуре мононуклеаров крови при ишемической болезни сердца

Цель: оценить характер изменений экспрессии маркеров эндотелиальных прогениторных клеток (VEGFR2, CD34, CD14) и эндотелиоцитов (CD146) в ассоциации с экспрессией панлейкоцитарного маркера CD45 в культуре мононуклеаров крови в присутствии M-CSF у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) и здоровых доноров.

Материалы и методы. В исследование вошли 12 больных ИБС со стенокардией напряжения III–V функционального класса и 10 здоровых доноров, у которых утром натощак забирали венозную кровь в количестве 30 мл и стабилизировали гепарином. Мононуклеары крови выделяли на градиенте фиколла 1,077 г/см³ и подвергали иммуномагнитной сепарации с применением антител CD14-MicroBeads и CD34-MicroBead Kit (Miltenyi Biotec B.V. & Co. KG, Германия). Полученную смешанную по CD14 и CD34 культуру мононуклеаров инкубировали 6 сут в полной питательной среде с добавлением M-CSF 50 нг/мл (Cloud-Clone Corp., США) и без него с полной заменой среды и повторным внесением M-CSF на 3-и сут. Через 6 сут оценивали долю позитивных по CD45, CD14, CD34, VEGFR2, CD146 клеток в культуре с помощью антител CD14-FITC, CD34-PE, VEGFR2-Alexa Fluor 647; CD45-FITC и CD146-PerCP (BD Biosciens, США) методом проточной цитофлуориметрии.

Результаты. Показано, что у здоровых доноров доля CD146⁺ клеток в смешанной культуре мононуклеаров крови при добавлении М-CSF превышает их количество в пробе без его внесения при сопоставимых показателях экспрессии маркеров CD45, CD14 и VEGFR2 между контрольной и стимулированной культурами. У больных ИБС численность CD146⁺ и VEGFR2⁺ клеток не изменялась при добавлении М-CSF в культуру мононуклеаров, однако доля CD14⁺ клеток возрастала, а CD45⁺ клеток снижалась относительно контрольной пробы. Количество CD34⁺ клеток было сопоставимым как между контрольной и стимулированной пробами, так и между группами обследованных лиц. При этом у больных ИБС установлено превышение доли VEGFR2⁺ клеток относительно здоровых доноров в контрольной и стимулированной М-CSF пробах, а для CD14⁺ мононуклеаров – только в стимулированной культуре мононуклеаров.

Заключение. Формирование ИБС нарушает реакцию мононуклеаров крови на действие М-CSF, увеличивая число CD14⁺ и уменьшая долю CD45⁺ клеток в культуре при отсутствии стимулирующего влияния на экспрессию маркера CD146 эндотелиальных клеток. При этом М-CSF не влияет на экспрессию маркеров CD34 и VEGFR2 ЭПК как у больных ИБС, так и у здоровых лиц.

1. Del Buono M.G., Moroni F., Montone R.A., Azzalini L., Sanna T., Abbate A. Ischemic cardiomyopathy and heart failure after acute myocardial infarction. Curr. Cardiol. Rep. 2022;24(10):1505–1515. DOI: 10.1007/s11886-022-01766-6.

2. Heinisch Р.Р., Bello C., Emmert M.Y., Carrel T., Dreßen M., Hörer J. et al. Endothelial Progenitor Cells as Biomarkers of Cardiovascular Pathologies: A Narrative Review. Cells. 2022;11(10):1678. DOI: 10.3390/cells11101678.

3. Poston R.N. Atherosclerosis: integration of its pathogenesis as a self-perpetuating propagating inflammation: a review. Cardiovasc. Endocrinol. Metab. 2019;8(2):51–61. DOI: 10.1097/XCE.0000000000000172.

4. Zhang J. Biomarkers of endothelial activation and dysfunction in cardiovascular diseases. Rev. Cardiovasc. Med. 2022;23(2):73. DOI: 10.31083/j.rcm2302073.

5. Мельникова Ю.С., Макарова Т.П. Эндотелиальная дисфункция как центральное звено патогенеза хронических заболеваний. Казанский медицинский журнал. 2015;96(4):659–665. DOI: 10.17750/KMJ2015-65.

6. Eligini S., Cosentino N., Fiorelli S., Fabbiocchi F., Niccoli G., Refaat H. Biological profile of monocyte-derived macrophages in coronary heart disease patients: implications for plaque morphology. Sci. Rep. 2019;9(1):8680. DOI: 10.1038/s41598-019-44847-3.

7. Xu H., Jiang J., Chen W., Li W., Chen Z. Vascular macrophages in atherosclerosis. J. Immunol. Res. 2019;2019:4354786. DOI: 10.1155/2019/4354786.

8. Moroni F., Ammirati E., Norata G.D., Magnoni M., Camici P.G. The role of monocytes and macrophages in human atherosclerosis, plaque neoangiogenesis, and atherothrombosis.. Mediators Inflamm. 2019;2019:e7434376. DOI: 10.1155/2019/7434376.

9. Chopra H., Hung M.K., Kwong D.L., Zhang C.F., Pow E.H.N. Insights into endothelial progenitor cells: origin, classification, potentials, and prospects. Stem Cells International. 2018;2018:9847015. DOI: 10.1155/2018/9847015.

10. Lopes-Coelho F., Silva F., Gouveia-Fernandes S., Martins C., Lopes N., Domingues G. et al. Monocytes as endothelial progenitor cells (EPCs), another brick in the wall to disentangle tumor angiogenesis. Cells. 2020;9(1):107. DOI: 10.3390/cells9010107.

11. Zhang Y., Adachi Y., Iwasaki M., Minamino K., Suzuki Y., Nakano K. et al. G-CSF and/or M-CSF accelerate differentiation of bone marrow cells into endothelial progenitor cells in vitro. Oncol Rep. 2006;15(6):1523–1527.

12. Qiu C., Xie Q., Zhang D., Chen Q., Hu J., Xu L. GM-CSF induces cyclin D1 expression and proliferation of endothelial progenitor cells via PI3K and MAPK signaling. Cell Physiol. Biochem. 2014;33(3):784–795. DOI: 10.1159/000358652.

13. Leroyer A.S., Blin M.G., Bachelier R., Bardin N., Blot-Chabaud M., Dignat-George F. CD146 (сluster of вifferentiation 146). Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2019;39(6):1026– 1033. DOI: 10.1161/ATVBAHA.119.312653.

14. Гончаров Н.В., Попова П.И., Авдонин П.П., Кудрявцев И.В., Серебрякова М.К., Корф А. и др. Маркеры эндотелиальных клеток в норме и при патологии. Биологические мембраны. Журнал мембранной и клеточной биологии. 202037(1):3–21. DOI: 10.31857/S0233475519040054.

15. Kaspi E., Heim X., Granel B., Guillet B., Stalin J., Nollet M. et al. Identification of CD146 as a novel molecular actor involved in systemic sclerosis. J. Allergy Clin. Immunol. 2017;140(5):1448–1451.e6. DOI: 10.1016/j.jaci.2017.04.046.

16. Сайганов С.А., Кузьмина-Крутецкая А.М. Эндотелиальная дисфункция и циркулирующие эндотелиальные клетки у пациентов с хронической ишемической болезнью сердца. Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2018;10(2):2732. DOI: 10.17816/mechnikov201810227-32.

17. Чумакова С.П., Уразова О.И., Денисенко О.А., Погонченкова Д.А., Шипулин В.М., Пряхин А.С. и др. Моноциты крови в поддержании баланса деструктивных и репаративных процессов в сосудистом эндотелии при ишемической кардиомиопатии. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2022;11(3):84–96. DOI: 10.17802/2306-1278-2022-11-3-84-96.

18. Peach C.J., Mignone V.W., Arruda M.A., Alcobia D.C., Hill S.J., Kilpatrick L.E. et al. Molecular pharmacology of VEGF-A isoforms: binding and signalling at VEGFR2. Int. J. Mo.l Sci. 2018;19(4):1264. DOI: 10.3390/ijms19041264.

19. Pilling D., Fan T., Huang D., Kaul B., Gomer R.H. Identification of markers that distinguish monocyte-derived fibrocytes from monocytes, macrophages, and fibroblasts. PLoS One. 2009;4(10):e7475. DOI: 10.1371/journal.pone.0007475.