Анализ субпопуляций моноцитов при сердечно-сосудистой, ожоговой и иной патологии (классификация 2010 г.)

Представлена классификация субпопуляций моноцитов, разработанная в 2010 г., с освещением иммунобиологических свойств клеток, их функциональной активности и участии в различных патологических процессах (воспалительные, сердечно-сосудистые заболевания, инсульты, инфаркты миокарда, аневризмы аорты, хирургическая модификация клапанов сердца, диабет, ожоги и др.). Рассматриваются диагностические и прогностические аспекты анализа моноцитарных субпопуляций. Приводятся уникальные данные, полученные сотрудниками ИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи. Они состоят в том, что различные физические формы немодифицированного нативного коллагена 1-го типа – порошок, т. е. измельченные пучки волокон коллагена, гидрогель или раствор пептидов внеклеточного матрикса, а также полученная из порошка суспензия коллагеновых волокон при нанесении на поверхность острых и хронических и диабетических ран, пролежней, трофических язв и др. способны обеспечивать выраженное противовоспалительное, репаративное, ремодулирующее и регенераторное действие на состояние ран, обеспечивая их ускоренное заживление за счет локальной аккумуляции «регенераторных» субпопуляций Мон3-моноцитов, что может найти самое непосредственное применение при ожоговых тканевых поражениях. В этом случае анализ моноцитарных субпопуляций приобретает первостепенное значение. Более того, обсуждаются возможные потенцирующие эффекты дополнительного применения при ожогах под контролем анализа субпопуляций моноцитов мощных современных полипотентных иммуномодуляторов – полиоксидония, галавита и их возможного комплексирования с местным использованием препаратов коллагена. Наконец, нами получены предварительные данные, свидетельствующие о развитии у обожженных больных дефицита абсолютного и относительного содержания важнейшей «патрулирующей» неклассической субпопуляции моноцитов CD14+CD16++ по сравнению со здоровыми первичными (непрофессиональными) донорами, что может оказаться очень важной находкой при диагностике, прогнозировании и обосновании новых методов лечения ожогов.

1. Kobayashi M., Jeschke M.G., Shigematsu K., Asai A., Yoshida S., Herndon D.N., Suzuki F. M2b monocytes predominated in peripheral blood of severely burned patients. J Immunol. 2010;185(12):7174–7179. https://doi.org/10.4049/jimmunol.0903935.

2. Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation. Front Immunol. 2014;5:514. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00514.

3. Jakubzick C., Gautier E.L., Gibbings S.L., Sojka D.K., Schlitzer A., Johnson T.E. et al. Minimal differentiation of classical monocytes as they survey steady-state tissues and transport antigen to lymph nodes. Immunity. 2013;39(3):599–610. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2013.08.007.

4. Davies L.C., Rosas M., Jenkins S.J., Liao C.-T., Scurr M.J., Brombacher F. et al. Distinct bone marrow-derived and tissue-resident macrophage lineages proliferate at key stages during inflammation. Nat Commun. 2013;4:1886. https://doi.org/10.1038/ncomms2877.

5. Ziegler-Heitbrock L., Ancuta P., Crowe S., Dalod M., Grau V., Hart D.N. et al. Nomenclature of monocytes and dendritic cells in blood. Blood. 2010;116(16):e74–e80. https://doi.org/10.1182/blood-2010-02-258558.

6. Кухарчик Г.А., Гайковая Л.Б., Сорокин Л.А., Ермаков А.И., Лебедева О.К. Соотношение субпопуляций моноцитов у пациентов с острым инфарктом миокарда и сахарным диабетом 2-го типа. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2017;(7):37–41. Режим доступа: https://intjournal.ru/sootnoshenie-subpopulyatsij-monotsitov-u-patsientov-s-ostrym-infarktom-miokarda-i-saharnym-diabetom-2-tipa.

7. Yang J., Zhang L., Yu C., Yang X.-F., Wang H. Monocyte and macrophage differentiation: circulation inflammatory monocyte as biomarker for inflammatory diseases. Biomark Res. 2014;2(1):1. https://doi.org/10.1186%2F2050-7771-2-1.

8. Van Craenenbroeck A.H., Van Ackeren K., Hoymans V.Y., Roeykens J., Verpooten G. A., Vrints C.J. et al. Acute exercise-induced response of monocyte subtypes in chronic heart and renal failure. Mediat Inflamm. 2014;2014:216534. https://doi.org/10.1155%2F2014%2F216534.

9. Weber C., Shantsila E., Hristov M., Caligiuri G., Guzik T., Heine G.H. et al. Role and analysis of monocyte subsets in cardiovascular disease. Thromb Haemost. 2016;116(4):626–637. https://doi.org/10.1160/TH16-02-0091.

10. Zawada A.M., Rogacev K.S., Rotter B., Winter P., Marell R.-R., Fliser D., Heine G.H. SuperSAGE evidence for CD14++CD16+ monocytes as a third monocyte subset. Blood. 2011;118(12):e50–61. https://doi.org/10.1182/blood-2011-01-326827.

11. Arnold L., Henry A., Poron F., Baba-Amer Y., van Rooijen N., Plonquet A. et al. Inflammatory monocytes recruited after skeletal muscle injury switch into antiinflammatory macrophages to support myogenesis. J Exp Med. 2007;204(5):1057–1069. https://doi.org/10.1084/jem.20070075.

12. Повещенко А.Ф., Шкурат Г.А., Колесников А.П., В. И. Коненков. Функциональная и фенотипическая характеристика макрофагов при остром и хроническом воспалении. Макрофаги сторожевых лимфатических узлов. Успехи физиологических наук. 2015;(1):105–112. Режим доступа: https://naukarus.com/funktsionalnaya-i-fenotipicheskaya-harakteristika-makrofagov-pri-ostrom-i-hronicheskom-vospalenii-makrofagi-storozhevyh-l.

13. Taylor P.R., Gordon S. Monocyte heterogeneity and innate immunity. Immunity. 2003;19(1):2–4. https://doi.org/10.1016/s1074-7613(03)00178-x.

14. Cros J., Cagnard N., Woollard K., Patey N., Zhang S.Y., Senechal B. et al. Human CD14dim monocytes patrol and sense nucleic acids and viruses via TLR7 and TLR8 receptors. Immunity. 2010;33(3):375–386. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2010.08.012.

15. Головкин А.С., Кудрявцев И.В., Григорьев Е.В. Чернова М.Н., Матвеева В.Г. Динамика CD14+СD16+ субпопуляций моноцитов при неосложненном системном воспалительном ответе в периоперационном периоде коронарного шунтирования. Медицинская иммунология. 2012;(4–5):391–398. https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/473.

16. Yrlid U., Jenkins C.D. MacPherson G.G. Relationships between distinct blood monocyte subsets and migrating intestinal lymph dendritic cells in vivo under steady-state conditions. J Immunol. 2006;176(7):4155–4162. https://doi.org/10.4049/jimmunol.176.7.4155.

17. Sunderkötter C., Nikolic T., Dillon M.J., Van Rooijen N., Stehling M., Drevets D.A., Leenen P.J. Subpopulations of mouse blood monocytes differ in maturation stage and inflammatory response. J Immunol. 2004;172(7):4410–4417. https://doi.org/10.4049/jimmunol.172.7.4410.

18. Chapman C.M., Beilby J.P., McQuillan B.M., Thompson P.L., Hung J. Monocyte count, but not C-reactive protein or interleukin-6, is an independent risk marker for subclinical carotid atherosclerosis. Stroke. 2004;35(7):1619–1624. https://doi.org/10.1161/01.STR.0000130857.19423.ad.

19. Галстян К.О., Недосугова Л.В., Никифоров Н.Г., Колмычкова К. И., Кириченко Т.В., Собенин И.А. Значение определения м1 и м2 поляризации моноцитов-макрофагов крови в оценке риска развития атеросклероза при сахарном диабете 2-го типа по сравнению с ишемической болезнью сердца. Российский кардиологический журнал. 2017;(12):21–25. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2017-12-21-25.

20. Nahrendorf M., Swirski F.K., Aikawa E., Stangenberg L., Wurdinger T., Figueiredo J.L. et al. The healing myocardium sequentially mobilizes two monocyte subsets with divergent and complementary functions. J Exp Med. 2007;204(12):3037–3047. https://doi.org/10.1084/jem.20070885.

21. Nahrendorf M., Pittet M.J., Swirski F.K. Monocytes protagonists of infarct inflammation and repair after myocardial infarction. Circulation. 2010;121(22): 2437–2445. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.109.916346.

22. Belge K.U., Dayyani F., Horelt A., Siedlar M., Frankenberger M., Frankenberger B. et.al.The proinflammatory CD14++CD16+ monocytes are a major source of TNF1. J Immunol. 2002;168(7):3536–3542 https://doi.org/10.4049/jimmunol.168.7.3536.

23. Rogacev K.S., Zawada A.M., Emrich I., Seiler S., Böhm M., Fliser D. et al. Lower Apo A-I and lower HDL-C levels are associated with higher intermediate CD14++CD16+ monocyte counts that predict cardiovascular events in chronic kidney disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014;34(9):2120–2127. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.114.304172.

24. Калашникова А.А., Ворошилова Т.М., Чиненова Л.В., Давыдова Н.И., Калинина Н.М. Субпопуляции моноцитов у здоровых лиц и у пациентов с сепсисом. Медицинская иммунология. 2018;(6):815–824. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2018-6-815-824.

25. Grip O., Bredberg A., Lindgren S., Henriksson G. Increased subpopulations of CD16(+) and CD56(+) blood monocytes in patients with active Crohn’s disease. Inflamm Bowel Dis. 2007;13(5):566–572. https://doi.org/10.1002/ibd.20025.

26. Матвеева В.Г., Головкин А.С., Григорьев Е.В. Субпопуляционный состав моноцитов – прогностический маркер тяжелых осложнений системного воспалительного ответа после операции коронарного шунтирования. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2014;(4):5–12. Режим доступа: https://www.nii-kpssz.com/jour/article/view/75.

27. Auffray C., Fogg D., Garfa M., Elain G., Join-Lambert O., Kayal S. et al. Monitoring of blood vessels and tissues by a population of monocytes with patrolling behavior. Science. 2007;317(5838):666–670. https://doi.org/10.1126/science.1142883.

28. Челомбитько М.А., Шишкина В.С., Ильинская О.П., Каминный А.И., Павлушина Т.О., Самовилова Н.Н. и др. Цитофлуориметрическое изучение мембранных рафтов на субпопуляциях моноцитов человека при атеросклерозе. Acta Naturae. 2014;(4):86–94. Режим доступа: https://doi.org/10.32607/20758251-2014-6-4-80-88.

29. Merino A., Buendia P., Martin-Malo A., Aljama P., Ramirez R., Carracedo J. Senescent CD14+ CD16+ monocytes exhibit proinflammatory and proatherosclerotic activity. J Immunol. 2010;186(3):1809–1815. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1001866.

30. Coffelt S.B., Tal A.O., Scholz A., De Palma M., Patel S., Urbich C. et al. Angiopoietin-2 regulates gene expression in TIE2-expressing monocytes and augments their inherent proangiogenic functions. Cancer Res. 2010;70(13):5270–5280. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-10-0012

31. Hewing B., Au S.C., Ludwig A., Ellerbroek R., van Dijck P., Hartmann L. et al. Severe aortic valve stenosis in adults is associated with increased levels of circulating intermediate monocytes. J Cardiovasc Transl Res. 2017;10(1):27–34. https://doi.org/10.1007/s12265-016-9726-9.

32. Hewing B., Ellerbroek R., Au S.C., Stangl V., Dreger H., Laule M. et al. Levels of circulating intermediate monocytes decrease after aortic valve replacement in patients with severe aortic stenosis. Thromb Haemost. 2017;117(12):2346–2355. https://doi.org/10.1160/TH17-05-0341.

33. Lo S.C., Lee W.J., Chen C.Y., Lee B.C. Intermediate CD14++CD16+ monocyte predicts severe coronary stenosis and extensive plaque involvement in asymptomatic individuals. Int J Cardiovasc Imaging. 2017;33(8):1223–1236. https://doi.org/10.1007/s10554-017-1097-z.

34. Suzuki A., Fukuzawa K., Yamashita T., Yoshida A., Sasaki N., Emoto T. et al. Circulating intermediate CD14++CD16+monocytes are increased in patients with atrial fibrillation and reflect the functional remodelling of the left atrium. Europace. 2017;19(1):40–47. https://doi.org/10.1093/europace/euv422.

35. Urra X., Villamor N., Amaro S. Go´mez-Choco M., Obach V., Oleaga L. et al. Monocyte subtypes predict clinical course and prognosis in human stroke. J Cereb Blood Flow Metab. 2009;29(5):994–1002. https://doi.org/10.1038/jcbfm.2009.25.

36. Tapp L.D., Shantsila E., Wrigley B.J., Pamukcu B., Lip G.Y. The CD14++CD16+ monocyte subset and monocyte-platelet interactions in patients with ST-elevation myocardial infarction. J Thromb Haemost. 2012;10(7):1231–1241. https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2011.04603.x.

37. Carlin L.M., Stamatiades E.G., Auffray C., Hanna R.N., Glover L., Vizcay-Barrena G. et al. Nr4a1-dependent Ly6C(low) monocytes monitor endothelial cells and orchestrate their disposal. Cell. 2013;153(2):362–375. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.03.010.

38. Geissmann F., Jung S., Littman D.R. Blood monocytes consist of two principal subsets with distinct migratory properties. Immunity. 2003;19(1):71–82. https://doi.org/10.1016/s1074-7613(03)00174-2.

39. Fadini G.P., Vigili de Kreutzenberg S., Boscaro E., Albiero M., Cappellari R., Kränkel N. et al. An unbalanced monocyte polarisation in peripheral blood and bone marrow of patients with type 2 diabetes has an impact on microangiopathy. Diabetologia. 2013;56(8):1856–1866. https://doi.org/10.1007/s00125-013-2918-9.

40. Skrzeczyńska-Moncznik J., Bzowska M., Loseke S., Grage-Griebenow E., Zembala M., Pryjma J. Peripheral blood CD14high CD16+ monocytes are main producers of IL-10. Scand J Immunol. 2008;67(2):152–159. https://doi.org/10.1111/j.1365-3083.2007.02051.x.

41. Delavary B.M., van der Veer W.M., van Egmond M., Niessen F.B., Beelen R.H. Macrophages in skin injury and repair. Immunology. 2011;216(7):753–762. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2011.01.001.

42. Krzyszczyk P., Schloss R., Palmer A., Berthiaume F. The role of macrophages in acute and chronic wound healing and intravenous to promote prowound healing phenotypes. Front Physiol. 2018;9:419. https://doi.org/10.3389/Fphys.2018.00419.eCollection2018.

43. Калмыкова Н.В., Андреев-Андриевский А.А., Демьяненко И.А., Манских В.Н., Лагерева Е.А., Попова А.С. и др. Стимулирующий эффект различных форм коллагеновых раневых покрытий на процесс эпителизации ран кожи. Биомедицина. 2017;(4):85–96. Режим доступа: https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/85/72.

44. Калмыкова Н.В., Демьяненко И.А., Хац Ю.С., Суслов А.П. и др. Зависимость дифференцировки макрофагов от структуры имплантируемого материала. Медицинская иммунология. 2017;(S):34–35. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/zavisimost-differentsirovki-makrofagov-ot-struktury-implantiruemogo-materiala.

45. Калмыкова Н.В., Демьяненко И.А., Шишкина А.В., Хац Ю.С., Суслов А.П. Суспензионная форма волокнистого внеклеточного матрикса: исследование эффективности в модели заживления полнослойной кожной раны in vivo. Гены и Клетки. 2017;(3):109–110. Режим доступа: https://journals.eco-vector.com/2313-1829/article/view/120927.

46. Силина Е.В., Ступин В.А., Габитов Р.Б. Роль коллагена в механизмах заживления хронических ран при синдроме диабетической стопы. Клиническая медицина. 2018;(2):106–115. https://doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-2-106-115.

47. Комаров А.Н., Кезина Л.П., Силина Е.В., Орлова А.С., Корейба К.А. Клиническая эффективность биопластического материала на основе нативного коллагена 1-го типа в лечении пролежней у пациентов в нейрореабилитации: рандомизированное сравнительное исследование. Вестник восстановительной медицины. 2017;(2):74–83. Режим доступа: https://www.collost.ru/storage/2021/09/28/ee12d212415a3f4a617268d4274457fcb2fe4716.pdf.

48. Ступин В.А., Силина Е.В., Горюнов С.В., Горский В.А., Кривихин В.Т., Богомолов М.С. и др. Оценка динамики площади раны и частоты случаев полной эпителизации при лечении синдрома диабетической стопы (результаты многоцентрового исследования). Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017;(3):55–60. Режим доступа: https://www.mediasphera.ru/issues/khirurgiya-zhurnal-im-n-i-pirogova/2017/3/1002312072017031055.

49. Максимова Н.В., Крстич Ю.А., Ступин В.А. Оценка клинико-экономической эффективности применения биопластического материала Коллост в лечении пациентов с синдромом диабетической стопы. Медицинские технологии. Оценка и выбор. 2017;(1):60–66. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-kliniko-ekonomicheskoy-effektivnosti-primeneniya-bioplasticheskogo-materiala-kollost-v-lechenii-patsientov-s-sindromom.

50. Силина Е.В., Ступин В.А., Золотарева Л.С., Комаров А.Н. Применение нативного коллагена в клинической практике для лечения хронических ран. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017;(9):78–84. https://doi.org/10.17116/hirurgia2017978-84.

51. Походенько-Чудакова И.О., Максимович Е.В. Остеопластические резорбируемые мембраны в профилактике атрофии альвеолярной части нижней челюсти. Дентальная имплантология и хирургия. 2018;(1):40–42. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35405688.

52. Zemskov V.M., Neymann V., Zemskov A.M., Ponko K.N. Global Role of Low Molecular Weight Nucleic Acids in Biological Systems. Global J Med Res. 2020;20(2):1–10. https://doi.org/10.34257/GJMRCVOL20IS2PG5.

53. Петров Р.В., Хаитов P.M., Некрасов А.В., Атауллаханов Р.И., Пучкова Н.Г., Иванова А.С. и др. Полиоксидоний: механизм действия и клиническое применение. Медицинская иммунология. 2000;(3): 271–278. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/polioksidoniy-mehanizm-deystviya-i-klinicheskoe-primenenie.

54. Коробкова Л. И., Вельшер Л.З., Германов А.Б., Гришина Т.И., Станулис А.И., Гене Г.П. и др. Роль иммуномодулятора Галавит в онкологической и хирургической практике. Российский биотерапевтический журнал. 2004;(3):87–92. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-immunomodulyatora-galavit-v-onkologicheskoy-i-hirurgicheskoy-praktike.