Цитокины в механизмах регуляции моноцитопоэза при ишемической болезни сердца

Введение

В настоящее время имеются сведения об иммунофенотипической и функциональной гетерогенности моноцитов крови. Большинство исследователей выделяют три субпопуляции моноцитов: классические, промежуточные и неклассические. Данная классификация основана на различиях в экспрессии на мембране моноцитарных клеток CD14- и CD16-молекул, кодирующих, соответственно, рецептор к липополисахариду и низкоаффинный гамма-рецептор к Fс-фрагменту комплемента (FCGR3) [1–3].

Классические моноциты CD14⁺⁺CD16^– являются наиболее многочисленной субпопуляцией в периферической крови и составляют до 90 % пула циркулирующих моноцитов [4]. Классические моноциты экспрессируют хемокиновые рецепторы (CCR1, CCR2, CCR5, CXCR1 и CXCR2). Наряду с этим CD14⁺⁺CD16^–-моноциты производят широкий диапазон цитокинов и хемокинов, в том числе интерлейкины (ИЛ) ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α) и CCL2 (C-C motif ligand 2 или моноцитарный хемоаттрактантный протеин-1) в ответ на стимуляцию липополисахаридом [5]. Более того, классические моноциты участвуют в противомикробной защите за счет активации миелопероксидазы, предшественника лизоцима C, кальций-связывающего белка S100 A9 (S100A9), белка RNASE3 (ribonuclease A family member 3) [6]. Анализ профиля экспрессии генов показал, что классические моноциты человека преимущественно экспрессируют гены, участвующие в ангиогенезе, заживлении ран и гемокоагуляции [4–6], неклассические — оказывают атеропротективное действие [7].

Промежуточные CD14⁺⁺CD16⁺-моноциты обладают высоким воспалительным потенциалом и способны активно секретировать ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-6 и CCL3 при стимуляции Toll-рецептора. A. Szaflarska и соавт. [1] описали противоопухолевый фенотип этих клеток. Кроме того, промежуточные моноциты характеризуются самой высокой экспрессией молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС) класса II (HLA-DR) и ангиотензинпревращающего фермента (ACE; CD143), а также выраженной способностью стимулировать пролиферацию CD4⁺ Т-лимфоцитов [5].

Неклассические CD14⁺CD16⁺⁺-моноциты продуцируют ИЛ-1β и ФНО-α в ответ на вирусы и иммунные комплексы с участием провоспалительного сигнального пути TLR7-TLR8-MyD88-MEK. CD14⁺CD16⁺⁺-моноциты подвижны по своей природе и осуществляют «патрулирование» эндотелия путем перемещения по нему и устранения микрочастиц, погибших клеток, иммунных комплексов и вирусных частиц TLR-7-зависимым образом [1][4][8][9]. Неклассические моноциты способствуют образованию грануляционной ткани и сходны с тканевыми макрофагами низкой экспрессией CD11b и CD33 и функциональной активностью [5].

В исследованиях [10][11] показано наличие еще одной популяции моноцитов — «переходных» (CD14⁺CD16^–), увеличение численности которых зарегистрировано у инфицированных вирусом иммунодефицита человека. Функциональное значение и происхождение этих клеток уточняются. Предполагают, что переходные моноциты отражают иммунную активацию и дифференцируются из классических моноцитов или же являются их предшественниками. Кроме того, описано наличие субпопуляции моноцитов, принадлежащих к прогениторным эндотелиальным клеткам и участвующих в ангиогенезе (CD14⁺VEGFR2⁺) [12].

Нарушения субпопуляционного состава моноцитов крови отмечены при заболеваниях различных органов и систем [1][6][13]. Повышение численности промежуточных моноцитов обнаруживается при бактериальном сепсисе, болезни Крона, лихорадке Денге и ревматоидном артрите. Увеличение численности неклассических моноцитов выявлено у больных с хронической обструктивной болезнью легких, уменьшение — у лиц, перенесших инсульт [2][14]. При туберкулезе легких обнаружено увеличение численности промежуточных моноцитов и уменьшение доли переходных клеток [15]. У взрослых людей с ожирением содержание промежуточных и неклассических моноцитов в крови увеличено [16]. H. S. Schipper и соавт. [17] выявили корреляцию индекса массы тела с содержанием классических и промежуточных моноцитов в крови у детей с ожирением. В исследованиях субпопуляционного состава моноцитов при онкологических заболеваниях выявлено увеличение количества промежуточных и неклассических моноцитов при раке желудка и толстого кишечника; при почечно-клеточном раке отмечается увеличение доли неклассических моноцитов [18][19]. При хроническом миеломоноцитарном лейкозе установлено увеличение доли классических моноцитов на фоне уменьшения численности промежуточных и неклассических форм в крови [20].

Одними из наиболее распространенных патологий, в патогенезе которых моноциты/макрофаги принимают участие, являются ишемическая болезнь сердца (ИБС) и атеросклероз [1]. В связи с наличием нескольких клинических вариантов течения ИБС не всегда изменения субпопуляционного состава моноцитов единообразны при различных ее формах. При стабильной стенокардии в результате атеросклероза коронарных артерий повышается содержание моноцитов промежуточной субпопуляции в крови [21], при инфаркте миокарда — уменьшается число классических клеток, поскольку они первыми мигрируют в зону инфаркта, на фоне некоторого увеличения доли промежуточных и неклассических моноцитов в крови, накопление которых в миокарде отмечается только через несколько суток [22]. При стресс-индуцированной кардиомиопатии выявлено увеличение количества классических моноцитов на фоне уменьшения промежуточных и неклассических форм [23]. Наиболее тяжелой хронической формой ИБС с выраженной сердечной недостаточностью является ишемическая кардиомиопатия (ИКМП), патогенез которой окончательно не изучен [24][25]. Предполагается, что, с одной стороны, особенности субпопуляционного состава моноцитов крови могут влиять на атерогенез и развитие ИКМП. С другой стороны, гипоксия при ИКМП может влиять на дифференцировку моноцитов, модулируя цитокиновый профиль крови икостного мозга (КМ) [25][26]. При ИБС в крови отмечается избыток ФНО-α [24][27], при сердечной недостаточности — дефицит интерферона гамма (ИФН-γ) [28], а при ИКМП — избыток ИЛ-10 [29], что указывает на супрессию клеточного звена иммунитета. Содержание противовоспалительного цитокина ИЛ-13 в крови при ИБС до сих пор не определено. В отдельных исследованиях установлено увеличение концентрации ИЛ-13 в крови больных с хронической сердечной недостаточностью, в то же время у больных острым инфарктом миокарда наблюдается значительно более низкие плазменные концентрации ИЛ-13 по сравнению с нормой. ИЛ-13 усиливает поляризацию дифференцировки макрофагов в клетки типа М2, может уменьшать как инфильтрацию сердца Т-лимфоцитами, так и активацию Т-лимфоцитов в селезенке, а также влиять на выработку ИФН-γ и ИЛ-17, снижать секрецию ИЛ-1β и ИЛ-18, предотвращать липополисахарид-зависимую активацию каспазы-1 в моноцитах [30][31]. На баланс цитокинов и субпопуляций моноцитов в крови влияет характер гипоксии, регулирующей синтез гипоксией-индуцируемых факторов (hypoxia-inducible factors, HIF). В ответ на быстрое уменьшение оксигенации тканей во всех клетках организма возрастает продукция HIF-1α, после нескольких эпизодов гипоксии тканей она нормализуется [32], а при хронической гипоксии синтез HIF переключается с HIF-1 на HIF-2. При наличии общей субъединицы HIF-β они содержат HIF-1α и HIF-2α соответственно. Последний запускает долговременную адаптацию организма к гипоксии: активирует ангиогенез и ремоделирование тканей [33][34].

Сведения о нарушениях цитокиновой продукции и субпопуляционного состава моноцитов крови при ИБС и сердечной недостаточности позволяют предположить, что дисбаланс цитокинового профиля крови влияет на дифференцировку моноцитов. В кровь из КМ поступают классические моноциты, которые затем дифференцируются в промежуточные клетки и мигрируют в ткани, где дифференцируются в макрофаги. Последние, являясь рециркулирующими клетками, возвращаются с током лимфы в кровоток в виде неклассических моноцитов [35]. Нет данных о том, что дифференцировка моноцитов на субпопуляции, различающиеся по экспрессии CD14 и CD16, протекает только экстрамедуллярно и не реализуется в КМ. Информация о субпопуляционном составе моноцитов КМ как у больных, так и у здоровых лиц в литературе отсутствует. Неизвестно, как влияют цитокины крови на их содержание в КМ и какие цитокины реализуют механизмы дистантной и локальной регуляции моноцитопоэза. Изучение этих взаимосвязей у человека затруднительно ввиду сложности выполнения пункции КМ, которая здоровым лицам не проводится, а больным назначается при тяжелых гематологических заболеваниях, которые сопровождаются нарушениями гемопоэза. В этом аспекте информативным может оказаться сравнительный анализ цитокинового фона и субпопуляционного состава моноцитов в крови с таковым в КМ у хирургических больных с негематологическими заболеваниями, у которых взятие КМ осуществляется во время операции при разрезе грудины во время стернотомии. Сопоставление подобных результатов у больных с различными формами хронической ИБС и гипоксией на фоне хронической сердечной недостаточности (ИКМП, стенокардия без ИКМП) позволит ответить на вопрос, связано ли нарушение субпопуляционного состава моноцитов крови при ИКМП с изменениями моноцитопоэза или реализуется только экстрамедуллярно, и ассоциировано ли оно с характером гуморального ответа организма на гипоксию (по HIF-1). Ответ на этот вопрос поможет уточнить патогенез заболевания. Учитывая важную роль колониестимулирующего фактора макрофагов (M-КСФ) в моноцитопоэзе [36], актуальным является изучение влияния M-КСФ и цитокинов ФНО-α, ИФН-γ, ИЛ-10, ИЛ-13 на дифференцировку моноцитов различных иммунофенотипов в КМ в ассоциации с анализом экспрессии HIF-1 при ИБС, осложненной и неосложненной ИКМП.

Цель настоящей работы — исследование роли цитокинов в механизмах локальной и дистантной регуляции дифференцировки классических, промежуточных, неклассических и переходных моноцитов КМ в комплексе с содержанием VEGFR2⁺-моноцитов и HIF-1α в крови больных ИБС с ИКМП и без ИКМП.

Материалы и методы

Непосредственно перед операцией у всех обследованных больных ИБС с ИКМП и без ИКМП производили забор периферической крови из локтевой вены. Во время операции после получения доступа к сердцу путем срединной стернотомии и до начала искусственного кровообращения осуществлялся забор КМ из разреза грудины. В образцах КМ у больных обеих групп определяли численность субпопуляций классических (CD14⁺⁺CD16^–), промежуточных (CD14⁺⁺CD16⁺), неклассических (CD14⁺CD16⁺⁺) и переходных (CD14⁺CD16^–) моноцитов методом проточной цитофлуориметрии, принимая за 100 % все клетки, положительные по CD14. Для идентификации моноцитов использовали моноклональные антитела CD14-FITC, CD16-PE и VEGFR2(KDR; CD309)-Alexa Fluor 647 («BD Biosciens», США) и лизирующий раствор («BD Biosciens», США) согласно методике, изложенной в инструкциях производителя.

Плазму крови и миелоплазму (надосадок КМ) больных получали путем центрифугирования соответствующего биоматериала при 200 g, консервировали и хранили при температуре –80 °С. Концентрации ФНО-α, ИФН-γ, ИЛ-10, ИЛ-13, М-КСФи HIF-1α определяли с помощью коммерческих наборов для иммуноферментного анализа «альфа-TNF-ИФА-БЕСТ», «гамма-IFN-ИФА-БЕСТ», «IL-10-ИФА-БЕСТ» производства АО «Вектор-БЕСТ» (г. Новосибирск), «Human IL-13 Platinum ELISA» («eBioscience», Австрия), «RayBio Human M-CSF ELISA Kit» («RayBiotech», США), «Human HIF-1alpha ELISA Kit» («Clou-Clone-Corp», США).

Статистический анализ. Для статистического описания результатов исследования вычисляли медиану (Ме), межквартильный интервал (МКИ). Ввиду малочисленности выборок и несоответствия распределения выборочных данных нормальному закону применяли непараметрические методы статистического анализа. С целью проверки нулевой гипотезы при сравнении независимых выборок использовали критерий Манна—Уитни. Для оценки взаимосвязей между исследуемыми показателями рассчитывали коэффициент корреляции Спирмена. Результаты считали статистически значимыми при уровне р менее 0,05.

Результаты

Анализ субпопуляционного состава моноцитов в КМ показал, что содержание переходных (CD14⁺CD16^–) их форм в медуллярной ткани у больных ИКМП превышал, а классических (CD14⁺⁺CD16^–) и промежуточных (CD14⁺⁺CD16⁺) клеток — не достигал показателей у больных ИБС без ИКМП (рис. 1). Численность неклассических моноцитов (CD14⁺CD16⁺⁺) в КМ была сопоставимой между группами больных ИБС, проявляя тенденцию к их снижению у больных ИКМП. Преобладающими субпопуляциями моноцитов в КМ у больных ИБС без ИКМП были классические и переходные клетки, в то время как у больных ИКМП — исключительно переходные клетки (рис. 1). В обеих группах больных ИБС регистрировалась отрицательная связь численности переходных моноцитов с долей классических клеток (r = –0,69; p < 0,01 и r = –0,72; p < 0,01 у больных с ИКМП и без ИКМП соответственно), а у больных ИБС без ИКМП — еще и с количеством промежуточных моноцитов (r = –0,54; p < 0,05).

Численность CD14⁺VEGFR2⁺-клеток среди всех моноцитов крови у больных ИКМП была меньшей, чем у больных ИБС без ИКМП (соответственно 7,00 (5,67–7,15) и 7,80 (7,23–8,17) %, р < 0,05). При этом содержание CD14⁺VEGFR2⁺-клеток в КМ было сопоставимым с их количеством в крови вне зависимости от наличия или отсутствия ИКМП (соответственно 7,29 (6,85–8,48) %, р < 0,05 и 7,23 (5,49–8,07) %, р < 0,05) и не различалось между группами больных.

Содержание цитокинов в КМ у больных ИБС обеих групп исследования не различалось, за исключением ИФН-γ, концентрация которого у больных ИКМП оказалась многократно выше, чем у больных ИБС без ИКМП. Для остальных измеряемых цитокинов были характерны тенденции к изменениям: к увеличению содержания ИЛ-10 и ИЛ-13, ФНО-α и к снижению концентрации М-КСФ в КМ у больных ИКМП относительно их медуллярной концентрации у больных ИБС без ИКМП. В крови у больных ИКМП отмечалась достоверно большая концентрация ИЛ-10 и отчетливая тенденция к снижению содержания М-КСФ по сравнению со значениями аналогичных показателей у больных ИБС без ИКМП. У больных ИКМП в крови обнаруживалась меньшая, чем у больных ИБС без ИКМП, концентрация HIF-1α (табл.).

Несмотря на высокую концентрацию ИФН-γ в КМ у больных с ИКМП, линейных взаимосвязей содержания данного цитокина с численностью субпопуляций моноцитов в КМ у этой группы больных не установлено. Концентрация М-КСФ в КМу больных ИБС без ИКМП положительно коррелировала с концентрацией ФНО-α (r = 0,60; p < 0,01) и ИФН-γ (r = 0,72; p < 0,05). У больных ИКМП эти связи отсутствовали, и определялась только одна корреляция между концентрациями М-КСФ и ИЛ-13 (r = 0,72; p < 0,01) в КМ. У больных ИБС без ИКМП относительно невысокие концентрации в КМ ФНО-α и ИФН-γ (относительно больных ИКМП) сочетались с более высоким содержанием в КМ М-КСФ (в 2 раза больше, чем при ИКМП) (табл.).

Внутригрупповые взаимосвязи между концентрацией цитокинов и содержанием различных субпопуляций моноцитов в КМ у больных ИБС с ИКМП и без ИКМП не обнаружены. Ввиду этого корреляционный анализ был проведен в объединенной выборке всех больных ИБС, как с ИКМП, так и без нее. Концентрация ИЛ-13 в КМ позитивно коррелировала с численностью переходных моноцитов (r = 0,60; p < 0,05) и отрицательно – с долей классических клеток (r = –0,53;p < 0,05), а содержание М-КСФ положительно коррелировало с долей классических (r = 0,52; p < 0,05) и отрицательно — с количеством переходных (r = –0,52; p < 0,05) моноцитов (рис. 2). В объединенной выборке больных ИБС определялась негативная корреляция доли переходных моноцитов в КМ с численностью классических и промежуточных клеток (r = –0,95; p < 0,001 и r = –0,64; p < 0,05 соответственно) (рис. 2).

Содержание М-КСФ и ИЛ-13 в КМ у больных ИБС в зависимости от наличия ИКМП не различалось, но тенденции к их изменению у больных обеих групп были разнонаправленными. Учитывая этот факт и противоположные эффекты М-КСФ иИЛ-13 на моноцитопоэз, был произведен расчет коэффициента М-КСФ/ИЛ-13, отражающего соотношение концентраций в КМ цитокинов разного типа действия — М-КСФ, активирующего моноцитопоэз, и ИЛ-13, угнетающего моноцитопоэз. Величина коэффициента М-КСФ/ИЛ-13 у больных ИБС без ИКМП была в 9 раз больше, чем у больных ИКМП (табл.).

С целью определения локальных и дистантных медиаторов цитокин-зависимой регуляции моноцитопоэза проведен сравнительный анализ концентрации исследуемых цитокинов в КМ и в крови. В обеих группах больных ИБС концентрация ФНО-α в КМ была больше, чем в крови, в то время как содержание ИЛ-10 и ИЛ-13 в КМ и крови у них было сопоставимым (табл.). Наряду с этим имелись и некоторые отличительные закономерности. У больных без ИКМП костномозговая концентрация М-КСФ была выше его плазменной концентрации при крайне низком содержании ИФН-γ в КМ и его отсутствии в крови. У больных ИКМП, наоборот, содержание М-КСФ в КМ и крови не различалось, в то время как содержание ИФН-γ в КМ оказался выше, чем у больных ИБС без ИКМП. В то же время межгрупповых различий по концентрации ИЛ-13, ФНО-α, ИФН-γ и M-КСФ в крови между больными ИБС с ИКМП и без ИКМП выявлено не было (табл.).

Информативность результатов корреляционного анализа между концентрациями цитокинов в КМ и в крови тоже оказалась выше в объединенной выборке больных ИБС вне зависимости от наличия ИКМП. Концентрации ИЛ-10 и ИЛ-13 в КМ у больных положительно коррелировали с его концентрациями в крови (соответственно r = 0,59, p < 0,001 и r = 0,78, p < 0,001) (рис. 2), тогда как для ФНО-α и М-КСФ подобные связи не определялись, а корреляционный анализ для ИФН-γ был невозможен ввиду нулевых значений его концентрации в крови (табл.).

Обсуждение

Иммунофенотипирование моноцитов у больных ИБС выявило существенные отличия их субпопуляционного состава в КМ в численности классических, промежуточных и переходных форм в зависимости от наличия ИКМП. Преобладающими субпопуляциями моноцитов в КМ у больных ИБС без ИКМП оказались классические и переходные клетки, в то время как у больных ИКМП — исключительно переходные клетки (рис. 1). В обеих группах больных ИБС регистрировалась отрицательная связь численности переходных моноцитов с долей классических клеток, а у больных ИБС без ИКМП — еще и с количеством промежуточных моноцитов, свидетельствуя о взаимопревращении этих клеток при созревании. Учитывая, что доля переходных клеток в КМ у больных ИБС превышает таковую в крови, а классических и промежуточных моноцитов — напротив, не достигает их числа в циркуляции [26], переходные моноциты являются предшественниками классических и промежуточных клеток, а не их производными. У больных ИКМП данный процесс нарушен и более зрелые формы моноцитов в КМ не образуются.

Дифференцировка неклассических моноцитов осуществляется экстрамедуллярно, поскольку численность этих клеток у больных ИБС без ИКМП и с ИКМП в КМ не коррелировала с количеством других субпопуляций моноцитов, проявляя тенденцию к их снижению у больных ИКМП (рис. 1), и была выше в крови, чем в КМ [26]. Это согласуется с выявленным ранее дефицитом неклассических моноцитов в крови при ИКМП [29] и отражает нарушение их образования или миграции макрофагов из тканей в кровь у этих больных. Неклассические моноциты обеспечивают элиминацию погибших клеток, патогенов и окисленных липидов с поверхности сосудистой стенки [1]. Учитывая наличие атеросклеротического поражения коронарных артерий как при ИБС без ИКМП, так и при ИКМП [38], установленные в настоящей работе различия субпопуляционного состава моноцитов КМ у больных ИБС в зависимости от ИКМП можно рассматривать как дисфункцию моноцитопоэза в условиях атеросклероза и гипоксии. Ввиду протективной для сосудов роли неклассических (наиболее дифференцированных форм) моноцитов их недостаточность при атеросклерозе может предрасполагать к фиксации липидов в стенке самых мелких коронарных артерий и формированию диффузной ишемии миокарда с развитием ИКМП [29].

Незначительное повышение содержания клеток CD14⁺VEGFR2⁺ в крови у больных ИКМП относительно их количества у больных ИБС без ИКМП также может способствовать более распространенному гипоксическому поражению миокарда при ИКМП, затрудняя репарацию сосудистой стенки и формирование коллатерального кровотока. Увеличение численности CD14⁺VEGFR2⁺-клеток в крови является компенсаторной реакцией в ответ на повреждение сосудов при атеросклерозе и на циркуляторную гипоксию вследствие сердечной недостаточности [12]. Сопоставимость доли CD14⁺VEGFR2⁺-клеток в КМ между когортами больных при меньшем, чем у больных ИБС без ИКМП, их содержании в крови у больных ИКМП позволяет предположить нарушение миграции CD14⁺VEGFR2⁺-клеток в кровоток у больных ИКМП в отсутствие нарушения их генерации в КМ.

Содержание цитокинов в КМ у больных ИБС обеих групп исследования не различалось, за исключением ИФН-γ, концентрация которого у больных ИКМП оказалась многократно выше, чем у больных ИБС без ИКМП (табл.). Источником этого цитокина могут быть Т-лимфоциты-хелперы типа 1 (Th1), цитотоксические Т-лимфоциты, натуральные киллеры (NK) и иммуносупрессорные регуляторные Т-лимфоциты (Treg) [39], которые присутствуют во многих тканях, включая КМ. Имеются сведения об активации Treg, экспрессирующих ИФН-γ, при экспериментальной ИКМП у мышей [24]. Для остальных измеряемых цитокинов была характерна тенденция к увеличению содержания ИЛ-10 и ИЛ-13, ФНО-α и к снижению концентрации M-КСФ в КМ у больных ИКМП относительно их концентрации в КМ у больных ИБС без ИКМП (табл.). Подобные девиации цитокинового фона (за исключением некоторого повышения концентрации ФНО-α в КМ и в крови) также свидетельствуют в пользу иммуносупрессии при ИКМП. Последняя, по данным анализа содержания цитокинов в периферической крови, подтверждалась достоверно большей концентрацией ИЛ-10 и отчетливой тенденцией к меньшему содержанию M-КСФ в крови у больных ИКМП, чем у больных ИБС без ИКМП (табл.).

При хронической гипоксии синтез HIF переключается с HIF-1α на HIF-2α, который инициирует не только долговременную адаптацию организма к гипоксии, но и иммуносупрессию [33][34]. Именно для больных ИКМП был характерен недостаток HIF-1α относительно его содержания у больных ИБС без ИКМП (табл.). Дефицит HIF-1 в лимфоцитах растормаживает созревание регуляторных Foxp3⁺-Т-клеток (Тreg) [40]. Вероятно, эти клетки, продуцируя избыток ИФН-γ в КМ у больных ИБС с ИКМП, подавляют моноцитопоэз. Существуют данные, что ИФН-γ снижает митотическую активность гемопоэтических стволовых клеток и способствуют их апоптозу [41]. Не исключено, что ИФН-γ может угнетать дифференцировку более зрелых форм моноцитов — классических и промежуточных клеток. Это объясняет ассоциацию высокой медуллярной концентрации ИФН-γ с низким содержанием этих клеток в КМ у больных ИКМП (рис. 1, табл.).

Несмотря на высокую концентрацию ИФН-γ в КМ у больных с ИКМП, прямых взаимосвязей содержания данного цитокина с численностью субпопуляций моноцитов в КМ у этой группы больных не установлено. Вероятно, влияние ИФН-γ намоноцитопоэз является опосредованным, о чем свидетельствуют результаты корреляционного анализа между содержанием M-КСФ как специфического индуктора моноцитопоэза [42] и других цитокинов в КМ: при ИБС без кардиомиопатии концентрация M-КСФ в КМ оказалась положительно взаимосвязанной с концентрациями ФНО-α и ИФН-γ, а при ИКМП содержание M-КСФ положительно коррелировало с концентрацией ИЛ-13 в КМ. Сопоставляя данные измерений содержания цитокинов в КМ и результаты корреляционного анализа, можно заключить, что у больных ИБС без ИКМП невысокие концентрации в КМ ФНО-α и ИФН-γ относительно таковых у больных ИКМП сочетаются с более активной секрецией M-КСФ, концентрация которого в КМ была в 2 раза больше, чем при ИКМП (табл.). Такие реципрокные изменения обусловлены взаимопотенцирующим влиянием данных цитокинов на синтез М-КСФ. По-видимому, у больных ИКМП высокое содержание ИФН-γ разобщает влияние на секрецию М-КСФ индукторов его образования, т. е. избыток ИФН-γ оказывает негативное влияние на костномозговую дифференцировку классических и промежуточных моноцитов опосредованно через нарушение цитокин-зависимой регуляции секреции M-КСФ.

По данным корреляционного анализа, в объединенной выборке всех больных ИБС, как с ИКМП, концентрация ИЛ-13 в КМ позитивно коррелировала с численностью переходных моноцитов и отрицательно — с долей классических клеток; содержание М-КСФ, напротив, было положительно взаимосвязанным с долей классических и отрицательно — с количеством переходных моноцитов; доля переходных моноцитов — с численностью классических и промежуточных клеток (рис. 2). Содержание ИЛ-10 в КМ не коррелировало с численностью какой-либо из субпопуляций моноцитов, однако, как было установлено ранее [29], в крови оно было обратно пропорционально связано с долей неклассических моноцитов у больных ИБС вне зависимости от наличия ИКМП. Сопоставляя эти данные, можно заключить, что М-КСФ способствует медуллярной дифференцировке переходных моноцитов в классические клетки, ИЛ-13 тормозит этот процесс в КМ, а ИЛ-10 препятствует созреванию неклассических моноцитов экстрамедуллярно.

Несмотря на обсуждаемую роль М-КСФ и ИЛ-13 в дифференцировке моноцитов различных субтипов, содержание этих цитокинов в КМ у больных ИБС в зависимости от наличия ИКМП не различалось, но величина коэффициента М-КСФ/ИЛ-13 у больных ИБС без ИКМП была в 9 раз больше, чем у больных с ИКМП (табл.). Это позволяет расценивать коэффициент М-КСФ/ИЛ-13 как индикаторный параметр регуляции моноцитопоэза и дополнительный (наряду с ИФН-γ) показатель цитокинового профиля КМ, достоверно различающийся у больных ИБС с ИКМП и без ИКМП.

Интеграция данных сравнительного и корреляционного анализа содержания цитокинов в КМ и крови для выявления локальных и дистантных факторов цитокин-зависимой регуляции моноцитопоэза позволила предположить, что вне зависимостиот формы ИБС (наличие/отсутствие ИКМП) ИЛ-13 и ИЛ-10 представляют собой дистантные медиаторы регуляции моноцитопоэза, поскольку их концентрация в КМ и крови была сопоставимой и взаимосвязанной (табл., рис. 2). ФНО-α является локальным фактором этого процесса ввиду того, что его костномозговое содержание превышало содержание в крови в обеих группах больных (табл.).

Роль ИФН-γ и М-КСФ в моноцитопоэзе зависела от формы ИБС. У больных ИБС без ИКМП М-КСФ представляет собой локальный фактор гемопоэза, поскольку его концентрация в КМ была выше, чем в крови (табл.). ИФН-γ не оказывал значимого влияния на моноцитопоэз ввиду крайне низкого его содержания в КМ. У больных ИКМП М-КСФ может расцениваться как дистантный гемопоэтин, поскольку его концентрации в крови и КМ были сопоставимы (табл.). ИФН-γ может рассматриваться как локальный медиатор дифференцировки моноцитов, поскольку содержание его в КМ оказалось многократно выше, чем в крови (табл.). ИФН-γ в КМ у больных ИКМП подавляет активирующее влияние М-КСФ на дифференцировку переходных моноцитов в классические и промежуточные клетки. При этом локальное влияние ИФН-γ на моноцитопоэз при ИКМП исключает возможность управления его костномозговой концентрацией через модуляцию содержания цитокинов в крови. М-КСФ и ИЛ-13, реализуя дистантный механизм регуляции моноцитопоэза у больных с ИКМП, могут служить потенциальной молекулярной мишенью для коррекции дифференцировки моноцитов в КМ опосредованно, через направленное изменение концентрации цитокинов в крови. Установленные закономерности открывают новую перспективу для цитокиновой (антицитокиновой) терапии ИКМП, лечение который в настоящий момент затруднительно.

Таким образом, при циркуляторной гипоксии у больных ИБС с кардиомиопатией и без ее развития содержание HIF-1 в крови различается, что определяет особенности цитокинового профиля крови и КМ и опосредует нарушение моноцитопоэзас перераспределением численности иммунофенотипов моноцитов. Развитие ИКМП ассоциировано с недостаточностью HIF-1α и CD14⁺VEGFR2⁺-клеток, иммуносупрессией и угнетением костномозговой дифференцировки классических ипромежуточных моноцитов в условиях гиперсекреции ИФН-γ и уменьшения соотношения М-КСФ/ИЛ-13 в КМ по сравнению с больными ИБС без ИКМП. М-КСФ способствует медуллярной дифференцировке переходных моноцитов в классические клетки, ИЛ-13 ингибирует этот процесс. Вне зависимости от клинической формы ИБС ИЛ-13 и ИЛ-10 являются дистантными гемопоэтинами, ФНО-α — локальным. При ИБС без ИКМП М-КСФ служит локальным фактором моноцитопоэза, а ИФН-γ не оказывает на него значимого влияния. При ИКМП М-КСФ может расцениваться как дистантный гемопоэтин ввиду его недостаточного образования в КМ, а ИФН-γ — как локальный фактор, активно продуцируемый вмедуллярной ткани. Расстройство цитокиновой регуляции моноцитопоэза при ИКМП обусловливает пониженную дифференцировку зрелых форм моноцитов, что может влиять на субпопуляционный состав моноцитов крови и способствовать прогрессированию атеросклероза с развитием ИКМП. Управление этим процессом путем коррекции концентраций М-КСФ и ИЛ-13 в крови представляет собой потенциальную мишень для терапии ИКМП и других заболеваний человека, сопровождающихся изменением субпопуляционного состава моноцитов крови.

Соответствие принципам этики

Исследования проведены с разрешения локального этического комитета (протокол № 5046 от 28.11.2016 г.).