Созревание in vitro дендритных клеток здоровых лиц и пациентов с хроническим остеомиелитом, вызванным Staphylococcus aureus

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе представлены результаты сравнительного исследования созревания дендритных клеток, выделенных из мононуклеаров периферической крови, здоровых добровольцев и пациентов с хроническим остеомиелитом. У всех пациентов был выделен Staphylococcus aureus. Для созревания дендритные клетки культивировали при стандартных условиях в ростовой среде (RPMI-1640, антибиотики, L-глутамин, 15% телячья эмбриональная сыворотка) в присутствии интерлейкина-4 и гранулоцитарно-макрофогального колониестимулирующего фактора с последующим добавлением коктейля стимуляторов, включавшего интерлейкин-1β, фактор  некроза  опухоли-α,  интерлейкин-6,  простагландин  Е2.  Визуальные характеристики  дендритных клеток в процессе созревания определяли с помощью инвертированного микроскопа  Zeiss ODSERVER.Z1 с программой визуализации изображений AxioVision Rel.4.8, используя световую и фазовоконтрастную микроскопию при увеличении ×40, ×100, ×200, ×400, ×630. Определение иммунофенотипа дендритных клеток проводили с использованием панели моноклональных антител: CD80FITC,  CD86 (B7–2)PE, HLA-DR  PC7 (Beckman Coulter, США), CD14PerCP-Cy5.5, CD83APC, CD40PE-Cy7 (Becton Dickinson, США) с соответствующими изотипическими контролями на цитофлуориметре FACS Canto II (Becton Dickinson, США). Показано, что в процессе созревания дендритные клетки пациентов, так и у условно здоровых доноров, увеличиваются в размерах и приобретают отростчатую форму. Экспрессия CD86, CD83, CD80, CD40 у пациентов с хроническим остеомиелитом выражена ниже, чем экспрессия соответствующих маркеров у условно здоровых добровольцев. После стимуляции дендритных клеток пациентов с остеомиелитом достоверно увеличивается процент клеток CD83+  и клеток, несущих костимулирующие молекулы CD86, CD80, СD40. По мере созревания различия, выявленные при исследовании незрелых клеток здоровых добровольцев и пациентов с остеомиелитом, исчезают, и на 10 сут уровень экспрессии ключевых маркеров оказывается на близких по значениям уровнях. При этом экспрессия основного маркера дифференцировки СD83 и костимулирующей молекулы CD80 у пациентов с остеомиелитом увеличивается интенсивнее, чем у здоровых. Таким образом, способность дендритных клеток, выделенных из моноцитов периферической крови, пациентов с хроническим остеомиелитом, вызванным Staphylococcus aureus, к созреванию под влиянием активаторов in vitro не нарушена. Полученные результаты открывают возможность использования дендритных клеток в качестве естественного, замещающего адъювант компонента при разработке вакцин для лечения хронического остеомиелита.

Об авторах

Ю. П. Рубцова

ФГБОУ ВО Приволжский исследовательский медицинский университет МЗ РФ

Email: rubincherry@yandex.ru

Рубцова Юлия Павловна - кандидат биологических наук, научный сотрудник группы биотехнологий.

603950, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, 10/1.

Тел.: 8 (831) 436-66-35 (служебн.); 8 (905) 192-89-77 (моб.). Факс: 8 (831) 439-01-84.

Россия

Д. Я. Алейник

ФГБОУ ВО Приволжский исследовательский медицинский университет МЗ РФ

Email: daleynik@yandex.ru

Алейник Диана Яковлевна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник группы биотехнологий.

603950, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, 10/1.

Россия

О. П. Живцов

ФГБОУ ВО Приволжский исследовательский медицинский университет МЗ РФ

Email: osteolog@yandex.ru

Живцов Олег Петрович - кандидат медицинских наук, научный сотрудник отдела гнойной остеологии.

603950, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, 10/1.

Россия

В. Н. Митрофанов

ФГБОУ ВО Приволжский исследовательский медицинский университет МЗ РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: osteolog@yandex.ru

Митрофанов Вячеслав Николаевич - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела гнойной остеологии.

603950, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, 10/1.

Россия

Список литературы

  1. Ключевский В.В., Сметанин С.М., Соловьев И.Н. Лечение открытых переломов бедренной кости // Гений ортопедии. 2012. № 1. С. 11–14.
  2. Кузнецова А.В., Данилова Т.И., Гладских О.П., Иванов А.А., Пальцев М.А. Дендритные к летки и их использование в иммунотерапии // Молекулярная медицина. 2003. № 3. С. 3–17.
  3. Пальцев М.А. Введение в молекулярную медицину. М.: Медицина, 2004. 496 с.
  4. Пащенков М.В., Пинегин Б.В. Основные свойства дендритных к леток // Иммунология. 2001. № 4. С. 7–16.
  5. Cтоляров Е.А., Батаков Е.А., А лексеев Д.Г., Батаков В.Е. Замещение остаточных костных полостей после некрсеквестрэктомии при хроническом остеомиелите // Гений ортопедии. 2009. № 4. С. 11–16.
  6. Талаев В.Ю., Талаева М.В., Лебедев М.Ю., Воронина Е.В., Живцов О.П., Заиченко И.Е., Бабайкина О.Н. Фенотипическая характеристика к лассических дендритных к леток крови и их субпопуляций в норме и при остеомиелите // Иммунология. 2017. Т. 38, № 4. С. 229–234.
  7. Тевс Д.С., Калуцкий П.В., Лазаренко В.А. Нарушения иммунного и цитокинового статуса у больных хроническим остеомиелитом костей стопы // Казанский медицинский журнал. 2013. T. 94, № 4. С. 460–463.
  8. Чепелева М.В., К люшин Н.М. Иммунологические особенности хронического посттравматического остеомиелита // Травматология и ортопедия России. 2012. № 2. С. 67–70.
  9. Armbruster N.S., Richardson J.R., Schreiner J., Klenk J., Günter M., Kretschmer D., Pöschel S., Schenke-Layland K., Kalbacher H., Clark K., Autenrieth S.E. PSM Peptides of Staphylococcus aureus activate the p38-CREB pathway in dendritic cells, thereby modulating cytokine production and T cell priming. J. Immunol., 2016, vol. 196, рр. 1284–1292. doi: 10.4049/jimmunol.1502232
  10. Bhattacharya R., Kundu B., Nandi S.K., Basu D. Systematic approach to treat chronic osteomyelitis through localized drug delivery system: bench to bed side. Mater. Sci. Eng. C, 2013, vol. 33, no. 7, pp. 3986–3993. doi: 10.1016/j.msec.2013.05.036
  11. Bowen T.R., Widmaier J.C. Host classification predicts infection after open fracture. Clin. Orthopaed. Rel. Res., 2005, vol. 433, pp. 205–211. doi: 10.1097/01.blo.0000150345.51508.74
  12. Byun E.H., Kim W.S., Shin A.R., Kim J.S., Whang J., Won C.J., Choi Y., Kim S.Y., Koh W.J., Kim H.J., Shin S.J. Rv0315, a novel immunostimulatory antigen of Mycobacterium tuberculosis, activates dendritic cells and drives Th1 immune responses. Mol. Med., 2012, vol. 90, pp. 285–298. doi: 10.1007/s00109-011-0819-2
  13. Cruciani M., Etna M.P., Camilli R., Giacomini E., Percario Z.A., Severa M., Sandini S., Rizzo F., Brandi V., Balsamo G., Polticelli F., Affabris E., Pantosti A., Bagnoli F., Coccia E.M. Staphylococcus aureus Esx Factors Control Human Dendritic Cell Functions Conditioning Th1/Th17 Response. Cell Infect. Microbiol. 2017, vol. 21, no. 7, p. 330. doi: 10.3389/fcimb.2017.00330
  14. Dumont A.L., Nygaard T.K., Watkins R.L., Smith A., Kozhaya L., Kreiswirth B.N., Shopsin B., Unutmaz D., Voyich J.M., Torres V.J. Characterization of a new cytotoxin that contributes to Staphylococcus aureus pathogenesis. Mol. Microbiol., 2011, vol. 79, no. 3, pp. 814–825.
  15. Etna M.P., Giacomini E., Severa M., Pardini M., Aguilo N., Martin C., Coccia E.M. A human dendritic cell-based in vitro model to assess Mycobacterium tuberculosis SO2 vaccine immunogenicity. Altex, 2014, vol. 31, no. 4, pp. 397–406. doi: 10.14573/altex.1311041
  16. Filley A.C., Dey M. Neurooncol. Dendritic cell based vaccination strategy: an evolving paradigm. J. Neuro-Oncol., 2017, vol. 133, no. 2, pp. 223–235. doi: 10.1007/s11060-017-2446-4
  17. Hong S.J., Kim S.K., Ko E.B., Yun C.H., Han S.H. Wall teichoic acid is an essential component of Staphylococcus aureus for the induction of human dendritic cell maturation. Mol. Immunol., 2017, vol. 81, рр. 135–142. doi: 10.1016/j.molimm.2016.12.008
  18. Kinik H., Karaduman M. Cierny-Mader Type III chronic osteomyelitis: the results of patients treated with debridement, irrigation, vancomycin beads and systemic antibiotics. Int. Orthop., 2008, vol. 32, no. 4, рр. 551–558. doi: 10.1007/s00264-007-0342-9
  19. Kumar G., Roger P.M., Ticchioni M., Trojani C., Bernard de Dompsur R., Bronsard N., Carles M., Bernard E. T cells from chronic bone infection show reduced proliferation and a high proportion of CD28–CD4 T cells. Clin. Exp. Immunol., 2014, vol. 176, no. 1, pp. 49–57. doi: 10.1111/cei.12245
  20. Lin Y., Okada H. Cellular immunotherapy for malignant gliomas. Expert. Opin. Biol. Ther., 2016, vol. 16, no. 10, pp. 1265–1275. doi: 10.1080/14712598.2016.1214266
  21. McCormick S., Shaler C.R., Xing Z. Pulmonary mucosal dendritic cells in T-cell activation: implications for TB therapy. Expert Rev. Respir. Med., 2011, vol. 5, no. 1, pp. 75–85. doi: 10.1586/ers.10.81
  22. Naique S.B., Pearse M., Nanchahal J. Management of severe open tibial fractures. J. Bone Joint Surg., 2006, vol. 88, pp. 351–357. doi: 10.1302/0301-620X.88B3.17120
  23. Palucka K., Banchereau J. Cancer immunotherapy via dendritic cells. Nat. Rev. Cancer, 2012, vol. 12, no. 4, pp. 265–277. doi: 10.1038/nrc3258
  24. Romano E., Rossi M., Ratzinger G., de Cos M.-A., Chung D.J., Panageas K.S. Peptide-loaded Langerhans cells, despite increased IL15 secretion and T-cell activation in vitro, elicit antitumor T-cell responses comparable to peptide-loaded monocyte-derived dendritic cells in vivo. Clin. Cancer Res., 2011, vol. 17, pp. 1984–1997. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-10-3421
  25. Saliba H., Heurtault B., Bouharoun-Tayoun H., Flacher V., Frisch B, Fournel S., Chamat S. Enhancing tumor specific immune responses by transcutaneous vaccination. Expert Rev. Vaccines, 2017, vol. 16, no. 11, pp. 1079–1094. doi: 10.1080/14760584.2017.1382357
  26. Schindler D., Gutierrez M.G., Beineke A., Rauter Y., Rohde M., Foster S., Goldmann O., Medina E. Dendritic cells are central coordinators of the host immune response to Staphylococcus aureus bloodstream infection. Am. J. Pathol., 2012, vol. 181, no. 4, рр. 1327–1337. doi: 10.1016/j.ajpath.2012.06.039
  27. Segura Е. Review of mouse and human dendritic cell subsets. Meth. Mol. Biol., 2016, vol. 1423, pp. 3–15. doi: 10.1007/978-1-4939-3606-9_1
  28. Timmerman J.M., Czerwinski D.K., Davis T.A., Hsu F.J., Benike C., Hao Z.M., Taidi B., Rajapaksa R., Caspar C.B., Okada C.Y., van Beckhoven A., Liles T.M., Engleman E.G., Levy R. Idiotype-pulsed dendritic cell vaccination for B-cell lymphoma: clinical and immune responses in 35 patients. Blood, 2002, vol. 99, no. 5, pp. 1517–1526. doi: 10.1182/blood.V99.5.1517
  29. Tong S.Y., Davis J.S., Eichenberger E., Holland T.L., Fowler V.G. Jr. Staphylococcus aureus infections: epidemiology, pathophysiology, clinical manifestations, and management. Clin. Microbiol. Rev., 2015, vol. 28, no. 3, pp. 603–661. doi: 10.1128/CMR.00134-14
  30. Wagner C., Heck D., Lautenschläger K., Iking-Konert C., Heppert V., Wentzensen A., Hänsch G.M. T lymphocytes in implant-associated posttraumatic osteomyelitis: identification of cytotoxic T effector cells at the site of infection. Shock, 2006, vol. 25, no. 3, pp. 241–246. doi: 10.4061/2010/526740
  31. Wagner J.M., Jaurich H., Wallner C., Abraham S., Becerikli M., Dadras M., Harati K., Duhan V., Khairnar V., Lehnhardt M., Behr B. Diminished bone regeneration after debridement of posttraumatic osteomyelitis is accompanied by altered cytokine levels, elevated B cell activity, and increased osteoclast activity. J. Orthop. Res., 2017, vol. 35, no. 11, pp. 2425–2434. doi: 10.1002/jor.23555
  32. Wang Y., Wang J., Meng J., Jiang H., Zhao J., Qian H., Chen T. Epigenetic modification mediates the increase of LAG-3+ T cells in chronic osteomyelitis. Inflammation, 2017, vol. 40, no. 2, pp. 414–421. doi: 10.1007/s10753-016-0486-0
  33. Wu X., Xu F. Dendritic cells during Staphylococcus aureus infection: subsets and roles. J. Transl. Med., 2014, vol. 12, pp. 358 doi: 10.1186/s12967-014-0358-z
  34. Yu J.S., Liu G., Ying H., Yong W.H., Black K.L., Wheeler C.J. Vaccination with tumor lysate-pulsed dendritic cells elicits antigen-specific, cytotoxic T-cells in patients with malignant glioma. Cancer Res., 2004, vol. 64, pp. 4973–4979. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-03-3505
  35. Yu J.S., Wheeler C.J., Zeltzer P.M., Ying H., Finger D.N., Lee P.K., Yong W.H., Incardona F., Thompson R.C., Riedinger M.S., Zhang W., Prins R.M., Black K.L. Vaccination of malignant glioma patients with peptide-pulsed dendritic cells elicits systemic cytotoxicity and intracranial T-cell infiltration. Cancer Res., 2001, vol. 61, no. 3, pp. 842–847. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-03-3505

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Рубцова Ю.П., Алейник Д.Я., Живцов О.П., Митрофанов В.Н., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах