Трансформация нейтрофильных сетей под влиянием патогенов и иммуноглобулинов класса G

Введение. Исследования многих авторов показали, что в периферической крови пациентов с воспалительными заболеваниями присутствуют нейтрофильные экстраклеточные ловушки (НЭЛ, NETs) в морфологической форме нейтрофильных сетей. В наших исследованиях помимо традиционной структуры НЭЛ в виде нейтрофильных сетей были выявлены некоторые аномальные формы, в том числе и вуалеобразные формы НЭЛ.

Цель. Исследование морфофункциональной трансформации НЭЛ под влиянием Klebsiella pneumoniae и иммуноглобулинов класса G (IgG).

Материалы и методы. В исследование включены 42 больных 51-й ГКБ г. Москвы: 28 – с острыми воспалительными процессами в брюшной полости (аппендицит, холецистит, панкреатит, перитонит), шесть – с диагнозом «язвенный колит», восемь – с грыжами. Нейтрофилы выделяли, используя градиентное центрифугирование. Для подсчета НЭЛ использовали флуоресцентную микроскопию с красителем SYBR Green (ЗАО «Евроген», Россия), специфично взаимодействующего с двухцепочечной ДНК. Функциональную активность НЭЛ определяли в тесте с захватом Klebsiella pneumoniae (ATCC 700603).

Результаты. У больных с воспалительными заболеваниями брюшной полости в послеоперационном периоде функциональная активность НЭЛ ослаблена по сравнению со здоровыми в несколько раз. Нейтрофильные экстраклеточные ловушки у этих больных захватывают и связывают не более 20 клеток микроорганизма. Под влиянием IgG нейтрофильные сети превращаются в рыхлые вуалеобразные структуры. Эти нейтрофильные структуры обладают очень слабой способностью к захвату и связыванию патогена, соединяя 8,46 ± 0,44 клеток микроорганизма. Спонтанная ферментативная деградация нейтрофильных «вуалей» может сопровождаться продукцией факторов вторичной альтерации.

Заключение. Результаты исследования создают предпосылки для формирования новых подходов к разработке режимов вакцинации и применения иммунобиологических препаратов, требующих предварительного контроля состояния врожденного иммунитета, в частности, нейтрофильных сетей в организме пациентов.

1. Chakraborty S., Tabrizi Z., Bhatt N.N., Franciosa S.A., Bracko O. A brief overview of neutrophils in neurological diseases. Biomolecules. 2023;13(5):743. https://doi.org/10.3390/biom13050743.

2. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В. Антивирусная система врожденного иммунитета: патогенез и лечение COVID-19. Вестник РГМУ. 2020;(5):5-14. https://doi.org/10.24075/vrgmu.2020.054.

3. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И., Рогожина Л.С., Ступин В.А. и др. Нейтрофильные экстраклеточные ловушки при воспалительных заболеваниях брюшной полости. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2024;68(1):15-25. https://doi.org/10.25557/0031-2991.2024.01.15-25.

4. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И., Ларина В.Н., Ступин В.А. и др. IgG активирует формирование нейтрофильных экстраклеточных ловушек и модифицирует их структуру. Бюллетень экспериментальной биологии. 2022;174(12):786-789. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2022-174-12-786-789.

5. Новиков Д.Г., Золотов А.Н., Кириченко Н.А., Мордык А.В. Способ обнаружения нейтрофильных внеклеточных ловушек в суправитально окрашенном препарате крови. Патент RU 2768 152 С1, 2022.03.23. https://yandex.ru/patents/doc/RU2768152C1_20220323.

6. Новиков Д.Г., Золотов А.Н., Бикбавова Г.Р., Ливзан М.А., Телятникова Л.И. Исследование нейтрофильных внеклеточных ловушек у пациента с язвенным колитом. Доказательная гастроэнтерология. 2022;11(2):31-38. https://doi.org/10.17116/dokgastro20221102131.

7. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И. Новые возможности диагностики и исследования патогенеза различных видов воспаления. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2022;66(2):34- 42. https://doi.org/10.25557/0031-2991.2022.02.34-42.

8. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В., Панина М.И., Ступин В.А., Ким А.Э. и др. Противоинфекционная защита организма человека с участием нейтрофильных сетей. Бюллетень сибирской медицины. 2024;23(1):56-63. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2024-1-56-63.

9. Demkow U. Molecular mechanisms of neutrophil extracellular trap (NETs) degradation. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(5):4896. https://doi.org/10.3390/ijms24054896.

10. Farrera C., Fadeel B. macrophage clearance of neutrophil extracellular traps is a silent process. J. Immunol. 2013;191:2647-2656. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1300436.

11. Chen L., Zhao Y., Lai D., Zhang P., Yang Y., Li Y. et al. Neutrophil extracellular traps promote macrophage pyroptosis in sepsis. Cell Death Dis. 2018;9(6):597. https://doi.org/10.1038/s41419-018-0538-5.

12. Zhou Y., Xu Z., Liu Z. Impact of neutrophil extracellular traps on thrombosis formation: new findings and future perspective. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2022;12:910908. https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.910908.

13. Lauková L., Konečná B., Janovičová Ľ., Vlková B., Celec P. Deoxyribonucleases and their applications in biomedicine. Biomolecules. 2020;10:1036. https://doi.org/10.3390/biom10071036.

14. Nakazawa D., Shida H., Kusunoki Y., Miyoshi A., Nishio S., Tomaru U. et al. The responses of macrophages in interaction with neutrophils that undergo NETosis. J. Autoimmun. 2016;67:19-28. https://doi.org/10.1016/j.jaut.2015.08.018.

15. Szturmowicz M., Barańska I., Skoczylas A., Jędrych M.E., Demkow U. Correlation of bronchoalveolar lavage lymphocyte count with the extent of lung fibrosis and with plethysmographic lung volumes in patients with newly recognized hypersensitivity pneumonitis. Cent. Eur. J. Immunol. 2020;45(3):276-282. https://doi.org/10.5114/ceji.2020.101246.

16. Connors J., Cusimano G., Mege N., Woloszczuk K., Konopka E., Bell M. et al. Using the power of innate immunoprofiling to understand vaccine design, infection, and immunity. Hum. Vaccin Immunother. 2023;19(3):2267295. https://doi.org/10.1080/21645515.2023.2267295.

17. De Michele M., Kahan J., Berto I., Schiavo O.G., Iacobucci M., Toni D. et al. Cerebrovascular complications of COVID-19 and COVID-19 vaccination. Circ. Res. 2022;130(8):1187- 1203. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.122.319954.

18. Sharma K., Tolaymat S., Yu H., Elkhooly M., Jaiswal S., Jena A. et al. Progressive multifocal leukoencephalopathy in anti-CD20 and other monoclonal antibody (mAb) therapies used in multiple sclerosis: A review. J. Neurol. Sci. 2022;443:120459. https://doi.org/10.1016/j.jns.2022.120459.

19. Faccini T., Dhesi Z., Shah S. Death by antibody. BMJ Case Rep. 2019;12(5):e225519. https://doi.org/10.1136/bcr-2018-225519.

20. Kirby C., Herlihy D., Clarke L., Mullan R. Sarcoidosis manifesting during treatment with secukinumab for psoriatic arthritis. BMJ Case Rep. 2021;14(2):e240615. https://doi.org/10.1136/bcr-2020-240615.