Экспрессия рецептора IL-7 на Th1-, Th17-лимфоцитах у пациентов с псориатическим артритом

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Псориатический артрит (ПсА) – хроническое иммуноопосредованное воспалительное заболевание суставов, позвоночника и энтезисов, которое может наблюдаться у больных с псориазом. Распространенность псориатического артрита высока в России, в последние годы отмечается прирост заболеваемости. В основе патогенеза ПсА лежит активация Th1-, Th17-клеток, продуцируемые клетками провоспалительные цитокины участвуют в каскаде реакций, приводящих к деформации суставов и разрушению костной ткани.

Для некоторых аутоиммунных заболеваний, ассоциированных с Th1/Th17-ответом, обнаружена вовлеченность IL-7 в патогенетические механизмы. В том числе предполагается, что IL-7 может поддерживать аутореактивные Т-лимфоциты. Воздействие цитокина на клетки обеспечивается путем его связывания со своим рецептором, в результате происходит передача сигнала внутрь клетки и запуск процессов дифференцировки, пролиферации, продукции цитокинов. На экспериментальных животных моделях актоиммунных заболеваний показано, что применение блокирующих антител к α-цепи рецептора IL-7 (IL-7R) приводит к уменьшению воспаления в тканях и снижению числа инфильтрующих Т-лимфоцитов. Поэтому целью данной работы было исследовать in vitro влияние IL-7 и блокады α-цепи рецептора IL-7 на содержание Th1-, Th17-лимфоцитов и экспрессию субъединиц рецептора IL-7 на данных клетках в норме и при псориатическом артрите.

В исследование было включено 9 пациентов с ПсА в стадии обострения основного заболевания (средний возраст 44±6,5 года) и 6 условно здоровых доноров (средний возраст 45±2,7 лет). Влияние IL-7 и блокирующих моноклональных антител (aCD127) оценивали в культурах МНК периферической крови in vitro. Для определения экспрессии субъединиц рецептора IL-7 (CD127, CD132) и фенотипирования клеток периферической крови и культур использовали метод проточной цитофлуорометрии.

Впервые было показано, что у пациентов с ПсА увеличено число CD127+CD132- и CD127+CD132+ клеток среди Th17-лимфоцитов, а также CD127+CD132-, CD127+CD132+ и CD127-CD132+ клеток среди Th1-лимфоцитов, что может говорить об участии IL-7 в поддержании данных клеточных популяций. Под влиянием IL-7 в культуре как у доноров, так и у пациентов происходило увеличение содержания Th1-клеток и снижение числа Th17-клеток, и противоположный эффект наблюдался в условиях блокады IL-7R. Под воздействием IL-7, а также блокирующих антител происходило значимое снижение экспрессии CD127 на Th1-, Th17-лимфоцитах. Однако сокращение числа CD127-CD132+ среди Th1-, Th17-лимфоцитов происходило только в условиях блокады антителами. Т. е., несмотря на перераспределение Th1- и Th17-лимфоцитов в культуре, в условиях блокады клетки данных популяций не активировались. Полученные данные могут послужить основой для выбора рецептора IL-7 в качестве мишени при разработке таргетных препаратов для лечения ПсА.

Полный текст

Данная работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и правительства Новосибирской области (региональный проект РНФ № 22-25-20212).

Введение

В последние годы отмечается рост псориатическими заболеваниями во всем мире, преимущественно в развитых странах, в том числе и в России. Распространенность псориатического артрита (ПсА) в России варьирует в широком диапазоне от 6 до 42% [1] и зависит от популяции и региона. Патогенетические механизмы развития ПсА до конца не изучены. Установлено, что основную роль в патогенезе играют Th1-, Th17-клетки и продуцируемые ими цитокины IFNγ и IL-17 соответственно [9]. Несмотря на появление биологической терапии в виде ингибиторов основных медиаторов воспаления (TNF, IL-12/23, IL-17), актуальным вопросом в ревматологии, дерматологии остается поиск новых мишеней и подходов к лечению заболевания. Потому что ранняя терапия ПсА, реализующая стратегию «лечения до достижения цели», может замедлить прогрессирование повреждения суставов [8].

Поддержание аутореактивных клеток, в том числе Th1-, Th17-лимфоцитов до конца не расшифровано. В последнее время предполагается, что вклад в поддержание аутореактивных клеток может вносить IL-7, роль которого уже установлена для некоторых аутоиммунных заболеваний [3, 6]. Показано, что IL-7 при отсутствии других факторов/цитокинов способен направлять дифференцировку лимфоцитов в Th1-клетки как у мыши, так и у человека [5].

Действие IL-7 реализуется после его связывания со своим гетеродимерным рецептором, состоящим из двух цепей: α-цепи (CD127) и общей γ-цепи (СD132). Успешность применения блокады α-цепи рецептора IL-7 с помощью моноклональных антител показана на экспериментальных животных моделях аутоиммунных заболеваний [2, 4].

Поэтому целью данной работы было исследовать in vitro влияние IL-7 и блокады α-цепи рецептора IL-7 на содержание Th1, Th17-лимфоцитов и экспрессию субъединиц рецептора IL-7 на данных клетках в норме и при псориатическом артрите.

Материалы и методы

В исследование вошли 9 пациентов с псориатическим артритом (ПсА) в стадии обострения (средний возраст 44±6,5 года, 7 женщин и 2 мужчин) и 6 условно здоровых доноров (средний возраст 45±2,7 лет, 5 женщин и 1 мужчина). Пациенты с ПсА получали терапию в ГБУЗ НСО ГБ № 3 (г. Новосибирск), забор крови от пациентов осуществлялся после подписания информированного согласия. Пациенты преимущественно имели легкое и среднетяжелое течение псориаза и выраженный суставной болевой синдром.

Получение клеток периферической крови, культивирование и подготовка клеток для цитометрического анализа

Выделение мононуклеарных клеток (МНК) осуществляли методом центрифугирования в градиенте плотности фиколл-урографина (p = 1,082 г/л) (BioClot GmbH, Германия).

МНК периферической крови делили на две части. Одну часть МНК культивировали в 48-луночном планшете (BioFil, Китай) в присутствии IL-7 (50 нг/мл; PeproTech, США) и блокирующих антител к α-цепи рецептора IL-7 (10 мкг/мл; BioLegend, США) в течении 7 дней. В качестве контроля использовали клетки без стимуляции.

Вторую часть свежевыделенных МНК, как и клетки после культивирования, окрашивали моноклональными антителами (BioLegend, США) против поверхностных маркеров: CD3-FITC, CD4-PE/Cy7, CD183 (CXCR3)-APC/Cy7, CD161-APC, CD161-PE, CD127-PerCP/Cy5.5, CD132-APC.

Анализ проводили на проточном цитофлуориметре FACS CantoII (Becton Dickenson, США) в программном обеспечении FACS Diva 6.0 (Becton Dickenson, США).

Статистическая обработка

Статистический анализ полученных данных проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 (StatSoft, США). Поскольку распределение показателей не всегда соответствовало нормальному распределению, согласно критерию Шапиро–Уилка, применялись методы непараметрической статистики. Для сравнения несвязанных переменных использовали критерий Манна–Уитни, для связанных переменных – парный критерий Вилкоксона. Выявленные отличия считали достоверными при уровне значимости p < 0,05.

Результаты и обсуждение

В соответствии с данными литературы мы выбрали хемикиновый рецептор CXCR3 (CD183) для фенотипирования Th1-клеток и CD161 – для фенотипирования Th17-клеток [10]. По содержанию Th1, Th17-лимфоцитов пациенты с ПсА достоверно не отличались от доноров. Однако у пациентов наблюдались изменения в экспрессии субъединиц рецептора IL-7 CD127 и CD132 на Th1-, Th17-лимфоцитах (табл. 1). При ПсА было выявлено увеличение CD127+CD132- и CD127+CD132+ клеток среди Th17-лимфоцитов по сравнению с показателями доноров. Среди Th1-лимфоцитов пациентов с ПсА было обнаружено увеличение всех 3 субпопуляций клеток, эеспрессирующих субъединицы рецептора IL-7. Повышенная экспрессия общей γ-цепи на Th1-клетках при ПсА может отражать их активацию и вовлеченность в патогенез заболевания. Так, при диабете I типа было обнаружено увеличение CD4+Т-лимфоцитов с повышенной экспрессией γ-цепи и α-цепи рецептора IL-7 [7], что, как предполагают авторы, отражается на передаче сигналов с цитокинового рецептора и продукции цитокинов эффекторными клетками.

 

ТАБЛИЦА 1. СОДЕРЖАНИЕ Th1-, Th17-КЛЕТОК И ЭКСПРЕССИЯ НА НИХ СУБЪЕДИНИЦ IL-7R В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ЗДОРОВЫХ ИНДИВИДУУМОВ И ПАЦИЕНТОВ С ПСОРИАТИЧЕСКИМ АРТРИТОМ, Me (Q0,25-Q0,75)

TABLE 1. CONTENT OF Th1, Th17 CELLS AND EXPRESSION OF IL-7R SUBUNITS ON IT IN THE PERIPHERAL BLOOD OF HEALTHY INDIVIDUALS AND PATIENTS WITH PSORIATIC ARTHRITIS, Me (Q0.25-Q0.75)

Клеточная субпопуляция, %

Cell population, %

Доноры

Donors

(n = 6)

Пациенты с ПсА

Patients with PsA

(n = 9)

Th1

9,4 (3,90-14,85)

2,6 (2,0-3,9)

Th1_CD127+132-

0,4 (0,25-0,75)

5,7 (2,9-9,1)*

Th1_CD127+132+

0,0 (0,0-0,0)

1,5 (0,2-2,4)*

Th1_CD127-132+

2,4 (1,85-3,65)

6,8 (4,5-13,9)*

Th17

15,0 (14,1-22,4)

17,8 (13,4-25,8)

Th17_CD127+132-

0,25 (0,20-0,45)

4,9 (3,4-8,4)*

Th17_CD127+132+

0,0 (0,0-0,0)

0,3 (0,2-1,0)*

Th17_CD127-132+

1,7 (1,25-2,00)

2,8 (0,4-4,1)

Примечание. ПсА – псориатический артрит; * – достоверное отличие по сравнению с группой доноров, критерий Манна–Уитни (p < 0,05). За 100% принято число Th1/Th17-клеток. Число Th1/Th17-клеток определяли из гейта CD4+ лимфоцитов.

Note. PsA, psoriatic artritis; *, significant difference compared to donors’ group, Mann–Whitney test (p < 0.05).The number of Th1/Th17 cells was taken as 100%. The number of Th1/Th17 cells was determine from CD4+ lymphocytes gate.

 

Под влиянием IL-7 в культуре как у доноров, так и у пациентов происходило увеличение содержания Th1-клеток и снижение числа Th17-клеток (табл. 2). При блокаде рецептора IL-7, напротив, наблюдалось снижение числа Th1-клеток и восстановление численности Th17-клеток до уровня контроля без стимуляции. Известно, что IL-7 участвует в поддержании Th17-клеток и усиливает дифференцировку Th1-клеток [5].

 

ТАБЛИЦА 2. СОДЕРЖАНИЕ Th1-, Th17-КЛЕТОК И ЭКСПРЕССИЯ НА НИХ СУБЪЕДИНИЦ IL-7R В КУЛЬТУРАХ IN VITRO В НОРМЕ И ПРИ ПСОРИАТИЧЕСКОМ АРТРИТЕ, Me (Q0,25-Q0,75)

TABLE 2. CONTENT OF Th1, Th17 CELLS AND EXPRESSION OF IL-7R SUBUNITS ON IT IN THE CULTURES IN VITRO IN NORM AND PSORIATIC ARTHRITIS, Me (Q0.25-Q0.75)

Клеточная субпопуляция, %

Cell population, %

Доноры

Donors

(n = 6)

Пациенты с ПсА

Patients with PsA

(n = 9)

k

IL-7

aCD127

k

IL-7

aCD127

Th1

17,4

(15,0-23,4)

24,4

(18,8-32,0)#

8,1

(6,5-8,5)# †

14,0

(7,1-16,9)

30,3

(14,6-61,8)#

4,9

(3,7-8,6)# †

Th1_CD127+132-

21,85

(16,6-27,1)

1,4

(0,9-1,9)#

0,25

(0,2-0,3)# †

4,9

(4,0-8,8)*

0,2

(0,1-0,9)* #

0,1

(0,0-0,4)#

Th1_CD127+132+

5,2

(2,8-8,0)

0,15

(0,1-0,6)#

0,05

(0,0-0,2)#

1,1

(0,6-4,1)*

0,0

(0,0-0,1)#

0,1

(0,0-0,2)#

Th1_CD127-132+

17,85

(10,2-20,0)

15,45

(8,1-22,3)

1,55

(0,7-5,1)# †

15,4

(3,1-26,0)

9,7

(4,5-23,5)

2,7

(1,4-6,9)# †

Th17

11,4

(9,8-13,4)

7,6

(6,3-8,9)#

13,1

(11,3-14,3)# †

9,1

(5,8-14,0)

5,5

(2,8-9,4)#

12,0

(6,9-14,9)†

Th17_CD127+132-

21,3

(17,2-29,8)

3,25

(2,2-5,1)#

0,3

(0,2-0,5)# †

5,9

(3,9-11,9)*

0,5

(0,1-2,7)#

0,1

(0,0-1,0)# †

Th17_CD127+132+

5,5

(2,8-6,3)

0,15

(0,0-1,2)#

0,0

(0,0-0,0)#

1,7

(0,7-4,3)*

0,0

(0,0-0,1)#

0,0

(0,0-0,0)#

Th17_CD127-132+

9,7

(9,0-11,9)

10,95

(8,3-13,7)

0,4

(0,1-1,4)# †

8,8

(2,1-18,5)

3,7

(0,9-12,6)

0,5

(0,1-2,5)# †

Примечание. ПсА – псориатический артрит; k – клетки без стимуляции; IL-7 – клетки, стимулированные IL-7 (50 нг/мл); aCD127 – клетки, обработанные блокирующими антителами против CD127 и стимулированные IL-7; * – достоверное отличие по сравнению с группой доноров, критерий Манна–Уитни (p < 0,05), # – достоверное отличие по сравнению с клетками без стимуляции (k), критерий Вилкоксона (p < 0,05); † – достоверное отличие по сравнению с клетками, стимулированными IL-7, критерий Вилкоксона (p < 0,05).

Note. PsA, psoriatic artritis; k, cells witout stimulation; IL-7, cells, stimulated with IL-7 (50 ng/mL); aCD127, cells, treated with blocking antibodies against CD127 (10 mkg/mL) and stimulated with IL-7; *, significant difference compared to donors’ group, Mann–Whitney test (p < 0.05), #, significant difference compared to cells witout stimulation (k), Wilcoxon test (p < 0.05); †, significant difference compared to cells, stimulated with IL-7, Wilcoxon test (p < 0.05).

 

Под воздействием IL-7, а также блокирующих антител происходило значимое снижение экспрессии CD127 на Th1-, Th17-лимфоцитах (табл. 2), что говорит в первом случае о негативной аутокринной регуляции IL-7R, а во втором случае об эффективности связывания рецептора блокирующими антителами. При этом в условиях блокады значительно сокращалось число CD127-132+ клеток как среди Th1-, так и Th17-лимфоцитов по сравнению с контролем без стимуляции и клетками, стимулированными IL-7. Т. е., несмотря на перераспределение Th1- и Th17-лимфоцитов в культуре, в условиях блокады клетки данных популяций не активировались. Что, учитывая вовлеченность Th1-, Th17-клеток в патогенез ПсА, является положительным результатом.

Заключение

Таким образом, в нашем исследовании впервые было показано, что у пациентов с ПсА увеличена экспрессия CD127 и CD132 на популяциях Th1- и Th17-лимфоцитов периферической крови относительно показателей здоровых индивидуумов. Под воздействием блокирующих α-цепь IL-7R антител снижается число Th1-клеток по сравнению с контролем и клетками, стимулированными IL-7, сохраняется на уровне контроля число Th17-клеток в норме и при ПсА. Кроме того, в условиях блокады практически отсутствует активация Th1- и Th17-лимфоцитов. Полученные данные могут послужить основой для выбора рецептора IL-7 в качестве мишени при разработке таргетных препаратов для лечения псориатического артрита.

×

Об авторах

Елена Андреевна Блинова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и фундаментальной иммунологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: eablinova@niikim.ru
ORCID iD: 0000-0003-3327-3630

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории клинической иммунопатологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и фундаментальной иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

О. А. Ангельская

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и фундаментальной иммунологии»

Email: anolga@mail.ru

аспирант лаборатории клинической иммунопатологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и фундаментальной иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

В. А. Козлов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и фундаментальной иммунологии»

Email: vakoz40@yandex.ru

д.м.н., профессор, академик РАН, заведующий лабораторией клинической иммунопатологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и фундаментальной иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

Список литературы

  1. Мишина О.С., Коротаева Т.В., Стародубов В.И., Насонов Е.Л. Заболеваемость псориатическим артритом в России: тенденции на современном этапе и перспективы // Научно-практическая ревматология, 2015. Т. 53, № 3. С. 251-257. [Mishina O.S., Korotaeva T.V., Starodubov V.I., Nasonov E.L. Incidence of psoriatic arthritis in Russia: Trends at the present stage and prospects. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya = Rheumatology Science and Practice, 2013, Vol. 53, no. 3, pp. 251-257. (In Russ.)]
  2. Belarif L., Mary C., Jacquemont L., Mai H.L., Danger R., Hervouet J., Minault D., Thepenier V., Nerrière-Daguin V., Nguyen E., Pengam S., Largy E., Delobel A., Martinet B., Le Bas-Bernardet S., Brouard S., Soulillou J.P., Degauque N., Blancho G., Vanhove B., Poirier N. IL-7 receptor blockade blunts antigen-specific memory T cell responses and chronic inflammation in primates. Nat. Commun., 2018, Vol. 9, no. 1, 4483. doi: 10.1038/s41467-018-06804-y.
  3. Dooms H. Interleukin-7: Fuel for the autoimmune attack. J. Autoimmun., 2013, Vol. 45, pp. 40-48.
  4. Hartgring S.A., Willis C.R., Alcorn D., Nelson L.J., Bijlsma J.W., Lafeber F.P., van Roon J.A. Blockade of the interleukin-7 receptor inhibits collagen-induced arthritis and is associated with reduction of T cell activity and proinflammatory mediators. Arthritis Rheum., 2010, Vol. 62, no. 9, pp. 2716-2725.
  5. Lee L.F., Axtell R., Tu G.H., Logronio K., Dilley J., Yu J., Rickert M., Han B., Evering W., Walker M.G., Shi J., de Jong B.A., Killestein J., Polman C.H., Steinman L., Lin J.C. IL-7 promotes T(H)1 development and serum IL-7 predicts clinical response to interferon-β in multiple sclerosis. Sci. Transl. Med., 2011, Vol. 3, no. 93, 93ra68. doi: 10.1126/scitranslmed.3002400.
  6. Meyer A., Parmar P.J., Shahrara S. Significance of IL-7 and IL-7R in RA and autoimmunity. Autoimmun. Rev., 2022, Vol. 21, no. 7, 103120. doi: 10.1016/j.autrev.2022.103120.
  7. Seyfarth J., Mütze N., Antony Cruz J., Kummer S., Reinauer C., Mayatepek E., Meissner T., Jacobsen M. CD4+ T-cells with high common  chain expression and disturbed cytokine production are enriched in children with type-1 diabetes. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 820. doi: 10.3389/fimmu.2019.00820.
  8. Stober C., Ye W., Guruparan T., Htut E., Clunie G., Jadon D. Prevalence and predictors of tumour necrosis factor inhibitor persistence in psoriatic arthritis. Rheumatology (Oxford), 2018, Vol. 57, no 1, pp. 158-163.
  9. Veale D.J., Fearon U. The pathogenesis of psoriatic arthritis. Lancet, 2018, Vol. 391, no. 10136, pp. 2273-2284.
  10. Wingender G., Kronenberg M. OMIP-030: Characterization of human T cell subsets via surface markers. Cytometry A, 2015, Vol. 87, no 12, pp. 1067-1069.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Блинова Е.А., Ангельская О.А., Козлов В.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах