Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1668410.46235/1028-7221-16684-PAASHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationPhagocytic activity and proinflammatory activation potential of smooth muscle cells of the Tunica intima of human aorta under experimental conditionsФагоцитарная активность и способность к провоспалительной активации гладкомышечных клеток интимы аорты человека в экспериментеKhovantsevaU. S.ХованцеваУ. С.
Russian Federation

Junior Research Associate

младший научный сотрудник

ulyana.khovantseva@gmail.comMatveevaD. K.МатвееваД. К.
Russian Federation

Junior Research Associate, Laboratory of Cellular Physiology

младший научный сотрудник лаборатории клеточной физиологии

ulyana.khovantseva@gmail.comChakalD. A.ЧакалД. А.
Russian Federation

PhD (Medicine), Research Associate, I Cardiac Surgery Department

к.м.н., научный сотрудник I кардиохирургического отделения (отделение реконструктивно-восстановительной сердечно-сосудистой хирургии)

ulyana.khovantseva@gmail.comBreshenkovD. G.БрешенковД. Г.
Russian Federation

PhD (Medicine), Senior Research Associate, I Cardiac Surgery Department

к.м.н., старший научный сотрудник I кардиохирургического отделения (отделение реконструктивно-восстановительной сердечно-сосудистой хирургии)

ulyana.khovantseva@gmail.comCharchyanE. R.ЧарчянЭ. Р.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, I Cardiac Surgery Department

д.м.н., член-корр. РАН, профессор, заведующий I кардиохирургическим отделением (отделение реконструктивно-восстановительной сердечно-сосудистой хирургии)

ulyana.khovantseva@gmail.comPetrovsky National Research Center of SurgeryГНЦ РФ ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»Institute of Biomedical Problems of Russian Academy of SciencesГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем Российской академии наук»03042024251020242748878922803202430032024Copyright ©; 2024, Khovantseva U.S., Matveeva D.K., Chakal D.A., Breshenkov D.G., Charchyan E.R.Copyright ©; 2024, Хованцева У.С., Матвеева Д.К., Чакал Д.А., Брешенков Д.Г., Чарчян Э.Р.2024Khovantseva U.S., Matveeva D.K., Chakal D.A., Breshenkov D.G., Charchyan E.R.Хованцева У.С., Матвеева Д.К., Чакал Д.А., Брешенков Д.Г., Чарчян Э.Р.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/16684

The aorta is the largest blood vessel in the body, which reaches a diameter of about 3 cm and is responsible for transporting oxygen-enriched arterial blood from the heart to tissues and organs. The aortic wall consists of three layers: the inner Tunica intima, the middle Tunica media and the outer Tunica adventitia. The layers of the aortic wall have a diverse cellular composition and include smooth muscle cells (SMCs), fibroblasts, endothelial cells, etc. Functional disorders in the cells of the intima of the human aorta can lead to various cardiovascular diseases (СVD), such as aneurysm and, as a result, dissection or rupture of the thoracic aorta. The cellular and molecular mechanisms of CVD development remain not fully understood, therefore, the study of the functional characteristics of various cell populations that make up the human aorta is an urgent task today. The aim is to evaluate the inflammatory response formed by cells that are part of the Tunica intima of the human aorta during phagocytosis of latex particles and internalization of low-density lipoproteins (LDL) to study their role in the development of aneurysms. The experiments were performed on smooth muscle cells (SMCs) isolated from the intima of the human aorta in patients with aneurysm. Phagocytic activity was studied by adding latex beads to the SMCs of Tunica intima, the ability to internalize LDL was evaluated using the BDP 630/650 dye and a biochemical method, the assessment of the ability to pro- and anti-inflammatory activation was studied using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Our results demonstrated that the absorption of latex beads and LDL stimulates the activation of interleukin secretion by smooth muscle cells that are part of the Tunica intima of the aorta, namely the proinflammatory cytokines IL-6 and IL-8. This fact may indicate that in the conditions of the body, the human aortic intima SMCs phenotype may switch from contractile to secretory or macrophage-like, which indicates the participation of this phenotypic cell transition in the process of aneurysm development.

Аорта представляет собой самый крупный кровеносный сосуд организма, который достигает в диаметре около 3 см и отвечает за транспортировку обогащенной кислородом артериальной крови от сердца к тканям и органам. Стенка аорты состоит из трех оболочек: внутренней – Tunica intima, средней – Tunica media и наружной Tunica adventitia. Оболочки стенки аорты имеют разнообразный клеточный состав мезенхимального происхождения и включают в себя гладкомышечные клетки (ГМК), фибробласты, эндотелиальные клетки и др. Функциональные нарушения в клетках интимы аорты человека могут приводить к различным сердечно-сосудистым заболеваниям (ССЗ), например, аневризме и, как следствие, расслоению или разрыву грудной аорты. Ежегодно от расслоения и разрыва грудной аорты умирает более 150 тысяч человек по всему миру. Клеточные и молекулярные механизмы развития ССЗ остаются не до конца изученными, поэтому изучение функциональных особенностей различных клеточных популяций, входящих в состав аорты человека, является актуальной на сегодняшний день задачей.

Цель – оценить иммунный ответ, формируемый клетками, входящими в состав интимы аорты человека, в процессе фагоцитоза латексных частиц и интернализации липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), для понимания их роли в патогенезе аневризмы.

Эксперименты проводили на ГМК, выделенных из интимы аорты пацинетов с аневризмой. Фагоцитарную активность исследовали путем добавления к ГМК интимы латексных частиц, способность интернализовать ЛПНП оценивали с помощью красителя BDP 630/650 (Lumiprobe, Россия) и биохимического метода, оценку способности к про- и противовоспалительной активации изучали с помощью иммуноферментного анализа (ИФА).

Показано, что поглощение латексных частиц и ЛПНП стимулирует секрецию интерлейкинов гладкомышечными клетками, входящими в состав интимы аорты, а именно провоспалительных цитокинов IL-6 и IL-8. Таким образом, в условиях организма может происходить переключение фенотипа ГМК интимы аорты человека с сократительного на секреторный или макрофагоподобный, что говорит об участии данного фенотипического перехода клеток в процессе развития аневризмы.

cardiovascular diseasesaneurysmTunica intima of the human aortainterleukinslow-density lipoproteinsenzyme-linked immunosorbent assayphagocytic activityproinflammatory activationlatex beadssmooth muscle cellsсердечно-сосудистые заболеванияаневризмаинтима аорты человекаинтерлейкинылипопротеины низкой плотностииммуноферментный анализфагоцитарная активностьпровоспалительная активациялатексные шарыгладкомышечные клеткиМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation123030700024-4Alegret J. M., Masana L., Martinez-Micaelo N., Heras M., Beltran-Debon R. LDL cholesterol and apolipoprotein B are associated with ascending aorta dilatation in bicuspid aortic valve patients. Int. J. Med., 2015, Vol. 108, no. 10, pp. 795-801.Bossone E., Eagle K.A. Epidemiology and management of aortic disease: aortic aneurysms and acute aortic syndromes. Cardiology, 2021, Vol. 18, no. 5, pp. 331-348.Cao G., Xuan X., Li Y., Hu J., Zhang R., Jin H., Dong H. Single-cell RNA sequencing reveals the vascular smooth muscle cell phenotypic landscape in aortic aneurysm. Cell Commun. Signal., 2023. Vol. 21, no. 1, 113. doi: 10.1186/s12964-023-01120-5.Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. J. Biol. Chem., 1957, Vol. 226, no. 1, pp. 497-509.Han X., Boisvert W.A. Interleukin-10 protects against atherosclerosis by modulating multiple atherogenic macrophage function. Thromb. Haemost., 2015, Vol. 113, no. 3, pp. 505-512.Kiseleva D.G., Kolmogorov V.S., Cherednichenko V.R., Khovantseva U.S., Bogatyreva A.I., Markina Y.V., Gorelkin P.V. Erofeev A.S., Markin A.M. Effect of LDL Extracted from human plasma on membrane stiffness in living endothelial cells and macrophages via scanning ion conductance microscopy. Cells, 2024, Vol. 13, no. 4, 358. doi: 10.3390/cells13040358.Komutrattananont P., Mahakkanukrauh P., Das S. Morphology of the human aorta and age-related changes: anatomical facts. Anat. Cell Biol., 2019, Vol. 52, no. 2, 109. doi: 10.5115/acb.2019.52.2.109.Krafcik B.M., Stone D.H., C. Ming, Jarmel I.A., Eid M., Goodney P.P., Columbo J.A., Smith M.M. Changes in global mortality from aortic aneurysm. J. Vasc. Surg., 2024, S0741-5214(24)00402-6. doi: 10.1016/j.jvs.2024.02.025.Li K., Wong D.K., Luk F.S., Kim R.Y., Raffai R.L. Isolation of plasma lipoproteins as a source of extracellular RNA. Methods Mol. Biol., 2018. Vol. 1740, pp. 139-153.Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R. J. protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951. Vol. 193, no.1, pp. 265-275.Lu H., Du W., Ren L., Hamblin M.H., Becker R.C., Chen Y.E., Fan Y. Vascular smooth muscle cells in aortic aneurysm: from genetics to mechanisms. J. Am. Heart Assoc., 2021, Vol. 10, no. 24, e023601. doi: 10.1161/JAHA.121.023601.Petsophonsakul P., Furmanik M., Forsythe R., Dweck M., Schurink G.W., Natour E., Reutelingsperger C., Jacobs M., Mees B., Schurgers L. Role of vascular smooth muscle cell phenotypic switching and calcification in aortic aneurysm formation. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2019, Vol. 39, no. 7, pp. 1351-1368.Poursaleh A., Esfandiari G., Beigee F.S., Eshghifar N., Najafi M. Isolation of intimal endothelial cells from the human thoracic aorta: Study protocol. Med. J. Islam. Repub. Iran, 2019, Vol. 33, 51. doi: 10.34171/mjiri.33.51.Tertov V.V., Orekhov A.N. Metabolism of native and naturally occurring multiple modified low density lipoprotein in smooth muscle cells of human aortic intima. Exp. Mol. Pathol., 1997, Vol. 64, no. 3, pp. 127-145.