Особенности функциональной активности макрофагального звена иммунитета при гастроэзофагеальной рефлюксной болезни в зависимости от типа рефлюктата: in vitro модель
Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.
Материалы и методы. Разработана in vitro модель кокультивирования перитонеальных макрофагов мышей С57/BL6 (n=65) и рефлюктатов пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью (ГЭРБ; n=65), имеющих различные значения рН (три группы сравнения). Учитывались стандартные критерии – фагоцитарная способность (поглощение Staphylococcus aureus 9198, световая микроскопия), секреторная активность (цитокиновый профиль Th1/Th2, проточная цитометрия) и рецепторная характеристика макрофагов (экспрессия CD25/80/163/206, проточная цитометрия).
Результаты. Показатели фагоцитарной активности макрофагов, вычисленные на основании среднего количества бактерий, поглощенных одним фагоцитом, не ассоциированы с величиной рН добавляемого рефлюктата. Установлено, что защелачивание рефлюктата ведет к значимому изменению экспрессии CD-рецепторов – снижению М1 и увеличению М2. Индекс суммарной продукции Th1/Тh2 в группах прогрессивно снижался с увеличением рН рефлюктата и составил 3,6 единицы в группе рН 4,6–6,6; 2,8 единицы в группе рН 6,7–7,2 и 1,6 единицы в группе рН 7,3–8,1, что обусловлено увеличением продукции Th2-цитокинов при смещении рН рефлюктата в слабощелочную сторону. Полученные данные указывают на увеличение экспрессии и секреции антивоспалительных маркеров при щелочном сдвиге рН рефлюктата. Анализ изучаемых характеристик профиля активности макрофагов в предлагаемой in vitro модели обосновывает необходимость учета особенностей функциональной активности макрофагов при воздействии на них рефлюктатов различного характера. Показана особая значимость изучения цитокинового профиля и особенностей функциональной активности макрофагов у больных ГЭРБ с учетом характера рефлюктата.
Ключевые слова: гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, пищевод Барретта, рН-метрия, воспаление, рефлюкс, макрофаги, цитокины, рецепторы макрофагов, фагоцитоз.
________________________________________________
Aim. A generalized analysis of changes in functional activity of macrophages on the basis of phagocytic activity, cytokine profile, changes in the level of expression of surface markers characteristic of pro- or anti-inflammatory phenotype of the cells when exposed to reluctate.
Materials and methods. Developed in vitro model of co-peritoneal macrophages of mice With57/BL6 (n=65) and reluctate patients with gastroesophageal reflux disease (GERD; n=65) having different pH values (three group comparison). Took into account the standard criteria phagocytic ability (absorption Staphylococcus aureus 9198, light microscopy), secretory activity (cytokine profile Th1/Th2, flow cytometry) and receptor characterization of macrophages (expression of CD25/80/163/206, flow cytometry).
Results. The phagocytic activity of macrophages, calculated on the basis of the average number of bacteria ingested by one phagocyte, is not associated with the pH value of the added reluctate. It is established that the alkalinisation of reluctate leads to significant alteration in the expression of CD receptors – decrease M1 and increase M2. The index of total production of Th1/Тһ2 in groups progressively decreased with increasing pH of reluctate and amounted to 3.6 units in the group pH from 4.6 to 6.6; 2.8 units group a pH of 6.7–7.2 and 1.6 units in the group pH of 7.3 to 8.1, due to increased production of Th2 cytokines at offset reluctate pH to slightly alkaline side. The data obtained indicate the increase of expression and secretion of anti-inflammatory markers at an alkaline pH shift of reluctate. Analysis of the studied characteristics of the activity profile of macrophages in the proposed in vitro model justifies the need for considering the peculiarities of the functional activity of macrophages under the influence of reluctate different nature. The special importance of studying the cytokine profile and characteristics of the functional activity of macrophages in patients with GERD, given the nature of reluctate.
Keywords: gastroesophageal reflux disease, Barrett's esophagus, pH-metry, inflammation, reflux, macrophages, cytokines, receptors of macrophages and phagocytosis.
2. Maev IV, Vuychnova ES, Schekina MI. Gastroesophageal reflux disease – Disease of XXI century. Attending Doctor. 2004;(4):10-14.
3. Souza RF. Reflux esophagitis and its role in the pathogenesis of Barrett’s metaplasia. J Gastroenterol. 2017;52:767-76. doi: 10.1007/ s00535-017-1342-1
4. Herbella FAM, Neto SP, Santoro IL, Figueiredo LC. Gastroesophageal reflux disease and non-esophageal cancer. World J Gastroenterol. 2015 Jan 21;21(3):815-9.
5. Tarique AA, Logan J, Thomas E, Holt PG, Sly PD, Fantino E. Phenotypic, Functional, and Plasticity Features of Classical and Alternatively Activated Human Macrophages. Am J Respir Cell Mol Biol. 2015 Nov 01;53(5):676-88.
6. Ambarus CA, Krausz S, van Eijk M, Hamann J, Radstake TR, Reedquist KA, Tak PP, Baeten DL. Systematic validation of specific phenotypic markers for in vitro polarized human macrophages. J Immunol Meth. 2012;375:196-206.
7. Mosser DM, Edwards JP. Exploring the full spectrum of macrophage activation. Nat Rev Immunol. 2008;8(12):958-69.
8. Liao W, Lin JX, Leonard WJ. IL-2 family cytokines: new insights into the complex roles of IL-2 as a broad regulator of T helper cell differentiation. Curr Opin Immunol. 2011;23(5):598-604.
9. Muraille E, Leo O, Moser M. Th1/Th2 Paradigm Extended: Macrophage Polarization as an Unappreciated Pathogen-Driven Escape Mechanism? Front Immunol. 2014;5:603.
10. Mills CD. M1 and M2 Macrophages: Oracles of Health and Disease. Crit Rev Immunol. 2012;32(6):463-88.
11. Лямина С.В., Веденикин Т.Ю., Круглов С.В., Шимшелашви-
ли Ш.Л., Буданова О.П., Малышев И.Ю. Особенности фагоцитарной и миграционной активности альвеолярных макрофагов М1 и М2 фенотипов. Фундаментальные исследования. 2011;(11-3):536-9 [Lyamina SV, Vedenikin TYu, Kruglov SV, Shimshelashvili ShL, Budanova OP, Malyshev IYu. Especially the phagocytic and migratory activity of the alveolar macrophage M1 and M2 phenotypes Fundamental'nye Issledovaniya. 2011;(11-3):536-9 (In Russ.)].
________________________________________________
1. El-Serag HB, Sweet S, Winchester CC, Dent J. Update on the epidemiology of gastro-oesophageal reflux disease: a systematic review. Gut. 2014 Jun;63(6):871-80. doi: 10.1136/gutjnl-2012-304269. Epub 2013 Jul 13.
2. Maev IV, Vuychnova ES, Schekina MI. Gastroesophageal reflux disease – Disease of XXI century. Attending Doctor. 2004;(4):10-14.
3. Souza RF. Reflux esophagitis and its role in the pathogenesis of Barrett’s metaplasia. J Gastroenterol. 2017;52:767-76. doi: 10.1007/ s00535-017-1342-1
4. Herbella FAM, Neto SP, Santoro IL, Figueiredo LC. Gastroesophageal reflux disease and non-esophageal cancer. World J Gastroenterol. 2015 Jan 21;21(3):815-9.
5. Tarique AA, Logan J, Thomas E, Holt PG, Sly PD, Fantino E. Phenotypic, Functional, and Plasticity Features of Classical and Alternatively Activated Human Macrophages. Am J Respir Cell Mol Biol. 2015 Nov 01;53(5):676-88.
6. Ambarus CA, Krausz S, van Eijk M, Hamann J, Radstake TR, Reedquist KA, Tak PP, Baeten DL. Systematic validation of specific phenotypic markers for in vitro polarized human macrophages. J Immunol Meth. 2012;375:196-206.
7. Mosser DM, Edwards JP. Exploring the full spectrum of macrophage activation. Nat Rev Immunol. 2008;8(12):958-69.
8. Liao W, Lin JX, Leonard WJ. IL-2 family cytokines: new insights into the complex roles of IL-2 as a broad regulator of T helper cell differentiation. Curr Opin Immunol. 2011;23(5):598-604.
9. Muraille E, Leo O, Moser M. Th1/Th2 Paradigm Extended: Macrophage Polarization as an Unappreciated Pathogen-Driven Escape Mechanism? Front Immunol. 2014;5:603.
10. Mills CD. M1 and M2 Macrophages: Oracles of Health and Disease. Crit Rev Immunol. 2012;32(6):463-88.
11. Lyamina SV, Vedenikin TYu, Kruglov SV, Shimshelashvili ShL, Budanova OP, Malyshev IYu. Especially the phagocytic and migratory activity of the alveolar macrophage M1 and M2 phenotypes Fundamental'nye Issledovaniya. 2011;(11-3):536-9 (In Russ.)
ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, Москва, Россия
________________________________________________
S.V. Lyamina, I.V. Maev, S.V. Kalish, D.N. Andreev, O.V. Kladovikova, I.Yu. Malyshev
A.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Ministry of Health of Russia, Moscow, Russia