The role of immune factors in the development of preterm birth

M. A. Levkovich; Левкович М. А.; I. I. Krukier; Крукиер И. И.; V. V. Avrutskaya; Авруцкая В. В.; N. V. Ermolova; Ермолова Н. В.; L. V. Kravchenko; Кравченко Л. В.

doi:10.46235/1028-7221-16928-TRO

The role of immune factors in the development of preterm birth

Authors: Levkovich M.A.¹, Krukier I.I.¹, Avrutskaya V.V.¹, Ermolova N.V.¹, Kravchenko L.V.¹
Affiliations:
1. Rostov State Medical University
Issue: Vol 27, No 3 (2024)
Pages: 717-722
Section: SHORT COMMUNICATIONS
Submitted: 03.04.2024
Accepted: 04.04.2024
Published: 25.09.2024
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/16928
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-16928-TRO
ID: 16928

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Preterm birth (PB) carries a high risk of developing neuropsychological development disorders, cognitive and somatic problems in the child. The maternal immune system plays a critical role in maintaining a physiological pregnancy. However, specific mechanisms and disorders of pregnancy development have been little studied. There is a lack of research on the role of immune competent cell (ICC) activation in preterm labor leading to uterine contractility. Understanding the importance of immune system factors in the formation of preterm birth may allow the development of strategies to prolong pregnancy and, thus, lead to improved perinatal outcomes. The purpose of the work is to study the role of immune factors in the development of preterm birth. Seventy pregnant women in the third trimester with recurrent miscarriage (RPL) and 25 healthy pregnant women (control group) were examined. Observed pregnant women with RPL were divided into two groups: Group I – patients who gave birth prematurely (n = 30); and Group II – patients who gave birth at term (n = 40). The population and subpopulation composition of peripheral blood lymphocytes was studied by cytofluorimetry using monoclonal antibodies to: CD3, CD4, CD8, CD16, CD19 (JSC "Sorbent", Russia) (FITC), CD11b (Beckman Coulter, USA); CD14, CD25, CD69, CD71, CD28, CD107a, HLA-DR (Beckman Coulter, USA) (PE). To create a database and conduct statistical research, the capabilities of an Excel spreadsheet and application packages (Megastat and Statistica 6.0) were used. When determining statistical significance between the study groups, the Mann-Whitney test was used for independent groups and the Wilcoxon test for dependent groups.

Modulation of the number and functional activity of ICC in patients with RPL had a significant correlation with pregnancy outcome. Inadequate activation of the immune system is a factor that can lead to miscarriage. Termination of pregnancy before term is associated with subpopulation shifts, increased activation potencies of immunocompetent cells compared to full-term birth, which is an important feature of the inflammatory response. The identified immune changes will allow the development of early prevention methods and new approaches to the treatment of this pregnancy complication.

Keywords

preterm birth, T lymphocytes, activation markers, immune system

Full Text

Введение

Важность проблемы преждевременных родов (ПР) для общественного здравоохранения обусловлена их связью с высоким уровнем детской смертности, а также экономическими последствиями.

Младенцы, родившиеся недоношенными, на протяжении всей жизни страдают от заболеваний, связанных с повышенным риском развития церебрального паралича, умственной отсталости, глухоты, проблем с дыханием и нарушений зрения. Недоношенные новорожденные подвергаются высокому риску заражения инфекциями. Некоторые расстройства, такие как проблемы с чтением или обучением, могут появиться даже в школьном возрасте. Причины преждевременных родов многочисленны, сложны и изучены лишь частично. Медицинские, психосоциальные и биологические факторы могут играть роль в преждевременных родах.

Нарушение иммунной адаптации матери может быть связано с рядом патологий беременности, в том числе с ПР, возникающими в результате нарушения толерантности плода и матери, а также чрезмерного преждевременного воспаления [2, 4].

Однако процессы нарушения иммунной регуляции, приводящие к преждевременному прерыванию беременности, остаются не ясными. Недостаточно исследований о роли активации иммунокомпетентных клеток (ИКК) при преждевременных родах, приводящей к сократимости матки. Понимание значимости факторов иммунной системы в формировании преждевременных родов может позволить разработать стратегии пролонгирования беременности и таким образом привести к улучшению перинатальных исходов.

Цель работы – изучить роль иммунных факторов в развитии преждевременных родов.

Материалы и методы

Было проведено комплексное обследование беременных женщин. Критериями включения в исследование были: беременность III триместра. Критериями исключения были тяжелая экстрагенитальная патология, инфекционные заболевания беременной, многоплодная беременность.

Было обследовано 70 беременных в III триместре с привычным невынашиванием (ПНБ) и 25 здоровых беременных (контрольная группа).

Наблюдаемые беременные с ПНБ были разделены на две группы: I группа – пациентки, родившие преждевременно (n = 30); II группа – пациентки, родившие в срок (n = 40). Популяционый и cубпопуляционный состав лимфоцитов периферической крови изучен методом цитофлуориметрии с использованием моноклональных антител к: CD3, CD4, CD8, CD16, CD19 (АО «Сорбент», Россия) (FITC), CD11b (Beckman Coulter, США); CD14, CD25, CD69, CD71, CD28, CD107a, HLA- DR (Beckman Coulter, США)(PE).

Для создания базы данных и проведения статистического исследования использованы возможности электронной таблицы Excel и пакетов приложений (Megastat и Statistica 6.0). При определении статистической значимости между исследуемыми группами использовался критерий Манна–Уитни для независимых групп и критерий Уилкоксона для зависимых групп.

Результаты и обсуждение

Преждевременные роды у обследованных пациенток сопровождались изменениями показателей иммунитета. Наблюдаемые особенности иммунного статуса пациенток с разными исходами беременности представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Показатели иммунного статуса у пациенток клинических групп

Примечание. * – значение (p < 0,05) при сравнении I и контрольной группы; ▲ – значение (p < 0,05) при сравнении I и II группы.

Figure 1. Indicators of immune status in patients of clinical groups

Note. *, value (p < 0.05) when comparing group I and control group; ▲, value (p < 0.05) when comparing groups I and II.

CD8⁺Т-клетки являются наиболее часто встречающейся популяцией Т-лимфоцитов в компартменте иммунных клеток на границе между матерью и плодом. В обеих исследуемых группах уровень CD8⁺ клеток был выше, чем у женщин, родивших в срок (р < 0,05), значительный рост показателя отмечен у пациенток, родивших раньше срока (р < 0,05). Наши результаты демонстрируют важность материнских цитотоксических Т-лимфоцитов во время поздней беременности и ее осложнений, таких как преждевременные роды.

Натуральные киллерные клетки (NK) играют ключевую роль на протяжении всей беременности, продуцируя цитокины/хемокины, которые индуцируют инвазию трофобласта, ремоделирование тканей, эмбриональное развитие и плацентацию. NK-клетки также могут приобретать цитотоксическую активность и осуществлять иммунную защиту.

Изменения коснулись уровня CD16-клеток, который был максимально выражен у женщин, родивших раньше срока (p < 0,05). Иммунная толерантность важна для предотвращения отторжения плода иммунокомпетентными клетками матери, однако иммунная активация также играет важную роль в развитии плаценты и росте плода. С другой стороны, преждевременная активация NK-клеток на поздних сроках беременности может привести к нарушению толерантности в интерфейсе мать-плод и, как следствие, к преждевременным родам [6].

CD69 представляет собой трансмембранный гликопротеин, экспрессирующийся на поверхности лимфоцитов при ранней активации. CD25-альфа-цепь рецептора интерлейкина-2 (IL2RA) является важной молекулой, участвующей в иммунных реакциях, играя решающую роль в их функционировании в регуляции иммунного ответа.

Нарушения в Т-клеточном звене у пациенток с ПНБ коснулись активационного потенциала цитотоксических Т-лимфоцитов с выраженным увеличением экспрессии CD69 и CD25, наиболее высокие значения данных показателей отмечены в группе преждевременно родивших женщин.

Вовлечение CD69, CD25 может привести к активации NK- и Т-лимфоцитов, что в свою очередь усиливает цитотоксичность и синтез провоспалительных цитокинов, неблагоприятных для пролонгированы беременности.

Функциональная активность CD8Т-лимфоцитов, оцениваемая по уровню экспрессии CD71, достоверно возрастала только у женщин, роды у которых произошли раньше положенного срока (р < 0,05). При этом активационные маркеры HLA-DR на цитотоксических Т-лимфоцитах демонстрировали повышение у пациенток с различным исходом беременности.

Молекулы HLA-DR участвуют в презентации антигенов, в антигенспецифической активации Т-лимфоцитов, необходимы для формирования адекватного иммунного ответа, однако увеличение их экспрессии может отрицательно повлиять на течение беременности.

CD28, молекула костимуляции Т-лимфоцитов, принимает участие в активации Т-клеток и синтезе IL-2, имеет решающее значение для течения беременности. Однако достоверных различий по уровню CD3⁺CD28⁺ у беременных в исследуемых группах мы не обнаружили.

CD11b, трансмембранный гликопротеин, способствующий адгезии и миграции клеток, играет решающую роль в иммунных воспалительных реакциях [5].

Наши данные показывают избыточную экспрессию CD11b на поверхности CD14⁺ у пациенток, родивших раньше срока (р < 0,05), что может привести к увеличению продукции свободных радикалов, провоспалительных цитокинов, оказывая негативное влияние на течение беременности (табл. 1).

Таблица 1. Функциональная активность клеток иммунной системы

Table 1. Functional activity of immune system cells

	Клинические группы Clinical groups
	I группа Group I	II группа Group II	Контроль Control
CD8⁺CD25⁺, %	5,03±0,97*▲	2,71±0,60*	1,40±0,19
CD8⁺CD69⁺, %	7,10±1,07*▲	4,41±1,23	2,08±0,20
CD8⁺CD71⁺, %	7,66±1,42*▲	4,11±0,71	3,84±0,92
CD8⁺HLA-DR⁺, %	9,80±1,36*	9,03±1,26*	6,60±0,14
CD14⁺CD11b⁺, %	12,38±1,14*	4,36±0,21	3,19±0,46
CD3⁺CD28⁺, %	11,25±1,34	10,74±6,29	11,62±1,13
CD16⁺CD107а⁺, %	5,08±0,54*▲	2,28±0,09	2,34±0,13

Примечание. * – значение (p < 0,05) при сравнении I и контрольной группы; ▲ – значение (p < 0,05) при сравнении I и II группы.

Note. *, value (p < 0.05) when comparing group I and control group; ▲, value (p < 0.05) when comparing groups I and II.

Ассоциированный с лизосомами мембранный белок CD107a (LAMP-1), маркер дегрануляции CD8⁺Т-клеток и NK-клеток, представляет собой мембранный белок литических гранул. В нашей работе показатели CD16⁺CD107a⁺ у пациенток 1-й группы превышали показатели контрольной и II группы (р < 0,05), что подтверждает роль CD107a в преждевременном прерывании беременности, приводящем к выбросу гранзима и перфорина [7].

Заключение

Таким образом, модуляция количества и функциональной активности ИКК у пациенток с ПНБ имела значительную корреляцию с исходом беременности. Неадекватная активация иммунной системы является фактором, который может привести к недонашиванию беременности. Прерывание беременности до срока ассоциировано с субпопуляционными сдвигами, усилением активационных потенций иммунокомпетентных клеток по сравнению с доношенными родами, что является важной особенностью воспалительной реакции. Выявленные иммунные изменения позволят разработать стратегии ранней профилактики и новые подходы к лечению этого осложнения беременности.

About the authors

M. A. Levkovich

Rostov State Medical University

Author for correspondence.
Email: xlma@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Leading Research Associate, Department of Allergy and Autoimmune Diseases, Research Institute of Obstetrics and Pediatrics