Russian Journal of Immunology

Российский иммунологический журнал

1028-72212782-7291

Russian Society of Immunology

17026

10.46235/1028-7221-17026-AIV

SHORT COMMUNICATIONS

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Short Communication

Ambivalent in vitro effect of immunoregulatory peptides on antigen-presenting subsets of neutrophil granulocytes in purulent inflammatory diseases

Амбивалентность влияния иммунорегуляторных пептидов на антигенпрезентирующую субпопуляцию нейтрофильных гранулоцитов при гнойно-воспалительных заболеваниях in vitro

Nesterova

I. V.

Нестерова

И. В.

Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Researcher, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology, Central Scientific Research Laboratory; Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Adaptology, Faculty of Continuing Medical Education, Medical Institute

д.м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела клинико-экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии Центральной научно-исследовательской лаборатории; профессор кафедры клинической иммунологии, аллергологии и адаптологии факультета непрерывного медицинского образования Медицинского института

chudilova2015@yandex.ru

Chudilova

G. A.

Чудилова

Г. А.

Russian Federation

PhD, MD (Biology), Associate Professor, Head, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology, Central Research Laboratory, Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

д.б.н., доцент, заведующая отделом клинико-экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии Центральной научно-исследовательской лаборатории, профессор кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики

chudilova2015@yandex.ru

Teterin

Yu. V.

Тетерин

Ю. В.

Russian Federation

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

аспирант кафедры клинической иммунологии, аллергологии и лабораторной диагностики

chudilova2015@yandex.ru

Kuban State Medical UniversityКубанский государственный медицинский университет

P. Lumumba Peoples’ Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

16022025

282

2872942607202406082024

2025

Nesterova I.V., Chudilova G.A., Teterin Y.V.

Нестерова И.В., Чудилова Г.А., Тетерин Ю.В.

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0

https://rusimmun.ru/jour/article/view/17026

Neutrophilic granulocytes (NG) are functioning as regulators of the immune response. Expression of NG molecules HLA-DR and presentation of antigen to T cells is one of their regulatory mechanisms. The NG dysfunction plays a great role in pathogenesis of acute hematogenous osteomyelitis (AHO) in children. An activated, antigen-presenting NG subset (APC) СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ was also found in these patients. Therefore, studies of surface NG membrane receptor expression, including HLA- DR, their regulation by peptides, and influence of the latter factors on correction on NG effector functions are of sufficient interest. Our objective was to evaluate the possibility of in vitro modulating the phenotype of CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA- DR^-, CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ subsets of neutrophilic granulocytes under the influence of hexapeptide (HP) and glucosaminylmuramyl dipeptide (GMDP) in blood cells of children with acute hematogenous osteomyelitis using in vitro experimental tests.

Peripheral blood (PB) of 28 children with AHO aged 8-15 years was studied (the study group). 13 healthy children aged 8-15 years comprised the comparison group. To evaluate the effect of peptides, PB of children with AHO was cultured with HP (10^-6 g/L, 60 min, 37 °С): study group 1, and with GMDP (10^-6 g/L, 60 min, 37 °С) – study group 2. The number of NG CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺, CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA- DR^- subsets, receptor expression density (MFI) (FC 500 “Beckman Coulter”, USA), phagocytic activity of NG, before and after cultivation were tested with these peptides.

In children with AHO, a subset of NG CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ is registered in 30.2 (16.4-34.9) %; with MFI, HLA-DR it comprised 3.5 (3.3-4.2) %. Under the influence of HP, a decrease of NG-APC and MFI HLA-DR numbers to 1.7 (1.6-2.2) (p_1.2 > 0.05) was revealed, due to binding of HP to HLA-DR (p > 0.05). Under the influence of GMDP, there is a significant increase in MFI CD66b and MFI CD33 receptors (p_1.2 < 0.05) in both subsets; there is an increase in MFI HLA-DR (p > 0.05) in the NG-APC subset. The modulating effects of HP and GMDP on the phenotype of NG CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ and CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA- DR^- subsets may contribute to restoration of the phagocytic function of NG.

We have detected the “long-lived” activated NG subset CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ with the properties of APC, that can present antigen to T lymphocytes in PB of children with AHO. However, the important question exists, whether such a transformation will promote or slow down the progression of the purulent-inflammatory process? In this study, we have demonstrated in vitro the ability of two immunotropic peptides (HP, GMDP) to modulate the phenotype of NG-APC subset, thus potentially promoting recovery of the NG effector functions.

Нейтрофильные гранулоциты (НГ) функционируют как регуляторы иммунного ответа. Одним из механизмов является экспрессия НГ молекул HLA-DR и представление антигена Т-клеткам. У детей с острым гематогенным остеомиелитом (ОГО), в патогенезе которого ведущая роль принадлежит дисфункции НГ, обнаружена антигенпрезентирующая активированная субпопуляция НГ СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺. В этой связи возможность влиять на экспрессию поверхностных рецепторов, включая HLA-DR, инициирующими сигналами, для коррекции их функций представляет интерес. Цель исследования – оценить возможность модулирования фенотипа субпопуляций CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^-, CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ нейтрофильных гранулоцитов под влиянием гексапептида (ГП) и глюкозаминилмурамилдипептида (ГМДП) при остром гематогенном остеомиелите у детей в эксперименте in vitro.

Исследована периферическая кровь (ПК) 28 детей с ОГО 8-15 лет – группа исследования; 13 условно здоровых детей 8-15 лет – группа сравнения. Для оценки влияния ПК детей с ОГО культивировали с ГП (10^-6 г/л , 60 мин, 37°С) – группа исследования 1 и с ГМДП (10^-6 г/л , 60 мин, 37 °С) – группа исследования 2. Тестировалось количество НГ субпопуляций CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺, CD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^-, плотность экспрессии рецепторов (MFI), фагоцитарная активность НГ (FC 500 Beckman Coulter, США) до и после культивирования с пептидами.

У детей с ОГО регистрируется субпопуляция НГ СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ – 30,2 (16,4-34,9) %, с MFI HLA-DR 3,5 (3,3-4,2). Под влиянием ГП выявлено снижение количества НГ-АПК и MFI HLA-DR до 1,7 (1,6-2,2) (р_{1, 2} > 0,05) за счет связывания ГП с HLA-DR (p > 0,05). Под влиянием ГМДП отмечается значимое повышение МFI CD66b и МFI CD33 рецепторов (р_{1, 2} < 0,05) в обеих субпопуляциях, отмечается повышение МFI HLA-DR (p > 0,05) на субпопуляции НГ-АПК. Модулирующие эффекты ГП и ГМДП на фенотип субпопуляций НГ СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺ и СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR^-содействуют восстановлению фагоцитарной функции НГ.

Детекция в ПК детей с ОГО НГ «долгоживущей» активированной субпопуляции со свойствами АПК, представляющими АГ Т-лимфоцитам – СD66b⁺CD16⁺CD33⁺HLA-DR⁺, оставляет нерешенный вопрос, будет ли такая трансформация способствовать или замедлять прогрессирование гнойно-воспалительного процесса. Выявленные различные эффекты иммунотропных пептидов в in vitro, демонстрируют возможность модулировать фенотип субпопуляции НГ-АПК, способствуя восстановлению эффекторных функции НГ.

neutrophil granulocytesacute hematogenous osteomyelitischildrenantigen-presenting subsethexapeptideglucosaminylmuramyl dipeptide

нейтрофильные гранулоцитыострый гематогенный остеомиелитдетиантигенпрезентирующая субпопуляциягексапептидглюкозаминилмурамилдипептид

Долгушин И.И., Мезенцева Е.А., Савочкина А.Ю., Кузнецова Е.К. Нейтрофил как «многофункциональное устройство» иммунной системы // Инфекция и иммунитет, 2019. Т. 9, № 1. С. 9-38. [Dolgushin I.I., Mezentseva E.A., Savochkina A.Yu., Kuznetsova E.K. Neutrophil as a multifunctional relay in immune system. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2019, Vol. 9, no. 1, pp. 9-38. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2019-1-9-38.

Нестерова И.В., Чудилова Г.А., Тетерин Ю.В., Чичерев Е.А., Чапурина В.Н., Митропанова М.Н. Антигенпрезентирующая субпопуляция СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ нейтрофильных гранулоцитов при остром остеомиелите у детей: иммуномодулирующие эффекты влияний иммунотропного гексапептида в экспериментальной системе in vitro» // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 4. С. 899-890. [Nesterova I.V., Chudilova G.A., Teterin Yu.V., Chicherev E.A., Chapurina V.N., Mitropanova M.N. Antigen presenting subset of СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ neutrophilic granulocytes in acute osteomyelitis in children: Immunomodulating effects of immunotropic hexapeptide in an in vitro experimental system”. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 4, pp. 899-906. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-APS-2776.

Elghetany M.Т. Surface antigen changes during normal neutrophilic development: a critical review. Blood Cells Mol. Dis., 2002, Vol. 28, no. 2, pp. 260-274.

Fites J.S., Gui M., Kernien J.F., Negoro P., Dagher Z., Sykes D.B., Nett J.E., Mansour M.K., Klein B.S. An unappreciated role for neutrophil-DC hybrids in immunity to invasive fungal infections. PLoS Pathog., 2018, Vol. 14, no. 5, e1007073. doi: 10.1371/journal.ppat.1007073.

Hellebrekers P. Neutrophil phenotypes in health and disease. Eur. J. Clin. Investig., 2018, Vol. 48, e12943. doi: 10.1111/eci.12943.

Hernández-Caselles T., Martínez-Esparza M., Pérez-Oliva A.B., Quintanilla-Cecconi A.M., García-Alonso A., Alvarez-López D.M., García-Peñarrubia P. A study of CD33 (SIGLEC-3) antigen expression and function on activated human T and NK cells: two isoforms of CD33 are generated by alternative splicing. J. Leukoc. Biol., 2006, Vol. 79, no. 1, pp. 46-58.

Iking-Konert C., Csekö C., Wagner C., Stegmaier S., Andrassy K., Hänsch G.M. Transdifferentiation of polymorphonuclear neutrophils: acquisition of CD83 and other functional characteristics of dendritic cells. J. Mol. Med. (Berl.), 2001, Vol. 79, no. 8, pp. 464-474.

Li Y., Wang W., Yang F., Xu Y., Feng C., Zhao Y. The regulatory roles of neutrophils in adaptive immunity. Cell Commun. Signal., 2019, Vol. 17, no. 1, 147. doi: 10.1186/s12964-019-0471-y.

Lin A., Loré K. Granulocytes: new members of the antigen-presenting cell family. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, 1781. doi: 10.3389/fimmu.2017.01781.

10.

Liu Z., Zheng X., Wang J., Wang E. Molecular analysis of thymopentin binding to HLA-DR molecules. PLoS One, 2007,Vol. 2, no. 12, e1348. doi: 10.1371/journal.pone.0001348.

11.

Moffat A., Gwyer Findlay E. Evidence for antigen presentation by human neutrophils. Blood, 2024, Vol. 143, no. 24, pp. 2455-2463.

12.

Mysore V., Cullere X., Mears J., Rosetti F., Okubo K., Liew P.X., Zhang F., Madera-Salcedo I., Rosenbauer F., Stone R.M., Aster J.C., von Andrian U.H., Lichtman A.H., Raychaudhuri S., Mayadas T.N. FcR engagement reprograms neutrophils into antigen cross-presenting cells that elicit acquired anti-tumor immunity. Nat. Commun., 2021, Vol. 12, 4791. doi:10.1038/s41467-021-24591-x.

13.

Soehnlein O., Steffens S., Hidalgo A., Weber C. Neutrophils as protagonists and targets in chronic inflammation. Nat. Rev. Immunol., 2017, Vol. 17, pp. 248-261.

14.

Vono M., Lin A., Norrby-Teglund A., Koup R.A., Liang F., Loré K. Neutrophils acquire the capacity for antigen presentation to memory CD4+ T cells in vitro and ex vivo. Blood, 2017, Vol. 129, no. 14, pp. 1991-2001.

15.

Wu Y., Ma J., Yang X., Nan F., Zhang T., Ji S., Rao D., Feng H., Gao K., Gu X., Jiang S., Song G., Pan J., Zhang M., Xu Y., Zhang S., Fan Y., Wang X., Zhou J., Yang L., Fan J., Zhang X., Gao Q. Neutrophil profiling illuminates anti-tumor antigen-presenting potency. Cell, 2024, Vol. 187, pp. 1422-1439.e24.