УДК 616:612.017.1

Тодосенко Н.М, Литвинова Л.С., Селедцова И.А., Шуплецова В.В.,

Позняк Е.В., Селедцов В.И.

ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЕТОЧНЫХ И ЦИТОКИНОВЫХ РЕАКЦИЙ У БОЛЬНЫХ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА

Балтийский Федеральный Университет имени И. Канта (г.Калининград)

Резюме. Повышение в крови содержания как кроветворных СD34+, так и мезенхимальных CD133+ стволовых клеток (СК) выявлено у больных (n=24) на 14-21 день после инфаркта миокарда (ИМ). В это время в крови больных также отмечено повышение сывороточных концентраций эндотелиального фактора роста (ЭФР), эритропоэтина и гранулоцитарного колоние-стимулирующего фактора (Г-КСФ), тогда как содержание интерлейкина-2 (ИЛ-2) и ИЛ-8 не превышало контрольных значений. Предполагается, что усиление миграции СК, наблюдаемое у больных ИМ в остром периоде заболевания, может быть обусловлено повышенным выбросом в кровь гемопоэтинов.

Ключевые слова: стволовая клетка; инфаркт миокарда; гемопоэтины.

Abstract. An increase in the number of both hemopoietic CD34+ and mesenchimal CD133+ stem cells (SCs) was noted in bloods of patients on 14-to- 21 days after infarction myocardium (IM). The serum concentrations of vascular endothelial growth factor (VEGF), erythropoietin and granulocyte colony-stimulating factor (G-GSF) were also found to be elevated in those patients, while the serum levels of interleukin-2 (IL-2) and IL-8 did not undergo any significant changes. We suggest that intensification of migrating SCs, that occurs within acute period of IM, may be due to an increased release of hemopoietins into bloods.

Kay words: stem cell; infarction myocardium; hemopietins

Согласно современным представлениям, важная роль в восстановлении поврежденных тканей принадлежит мультипотентным и региональным стволовым клеткам (СК). В ответ на тканевое повреждение, в организме включается механизм, интенсифицирующий вовлечение этих клеток в регенеративные процессы [5, 9]. Накапливаются данные, свидетельствующие, что центральную роль в этом механизме играет иммунная система. Продуцируемые активированными иммунокомпетентными клетками гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор (Г-КСФ), интерлейкин-8 (ИЛ-8), эритропоэтин, эндотелиальный ростовой фактор (ЭРФ) и некоторые другие факторы стимулируют выход стволовых клеток в кровь и их последующую миграцию в очаги тканевого повреждения [1, 8]. Кроме того, иммунокомпетентные клетки, присутствующие в очаге тканевого повреждения посредством продукции ростовых, трофических и дифференцировочных факторов создают условия благоприятные для реализации регенеративного потенциала как мигрировавших, так и региональных стволовых клеток [8]. Известно, что иммунная система реагирует на развитие инфаркта миокарда [1]. Однако механизмы развития этих реакций, а также их значимость в процессе ремоделирования функции поврежденного миокарда остаются малоизученными.

Цель настоящего исследования: оценить количество CD34⁺ и CD133⁺ СК и определить содержание ИЛ-2, Г-КСФ, ИЛ-8, эритропоэтина и ЭРФ в периферической крови больных ИМ в остром и отдаленном периодах заболевания.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Группа исследования состояла из 34 пациентов (28 мужчин и 6 женщин в возрасте от 48 до 64 лет) с острым ИМ, проходивших лечение в Областной клинической больнице г.Калининграда. Исследование проводили на 14-21 сутки и через 6 месяцев после перенесенного ИМ. Группа сравнения включала в себя 30 здоровых доноров – жителей г. Калининграда. Эта группа была сопоставима с группой исследования по возрастным и гендерным характеристикам. Содержание в крови СD34+ и CD133+ СК определяли методом проточной лазерной двухцветной цитометрии на проточном цитофлюориметре «GuavaEasyCitePlus» (GuavaTechnologies (USA) «Millipore») с использованием моноклональных антител, меченных флюоресцентными метками (FITC и PE) («Abcam», Cambridge, UK). Содержание в крови ИЛ-2, Г-КСФ, ИЛ-8, эритропоэтина и ЭРФ определяли методом иммуноферментного анализа, согласно инструкциям компаний-производителей (Вектор-Бест, Россия; DRGD, США). Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета программ Statistica 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

  Согласно данным, представленным таблица 1, относительные и абсолютные значения содержания кроветворных СD34⁺ СК в крови у пациентов в остром периоде ИМ (n=24), существенно превышали контрольные значения, присущие здоровым донорам (n=30). Через 6 месяцев после ИМ, содержание CD34+ СК в крови пациентов (n=10) снижалось до контрольного уровня (табл.1). У больных ИМ в остром периоде был также отмечен значимый прирост абсолютного количества в крови мезенхимальных CD133+ СК, тогда как их относительное содержание не претерпевало существенных изменений. В отдаленном периоде после ИМ, количество CD133+ клеток в крови возвращалось к нормальным значениям (табл.1).

Таблица 1.

Содержание в крови СD34+ и СD133+ клеток

Примечание. Здесь и в таблице 2:

P < 0,05 в сравнении со значениями здоровых доноров.

Таким образом, если абсолютный прирост CD133+ клеток в крови можно объяснить повышенным лейкоцитозом, то относительно более выраженный прирост CD34+ клеток может быть связан с избирательным усилением их миграции из костного мозга в кровоток.

Данные содержания в крови больных ИМ гемопоэтических факторов в крови больных ИМ представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание в крови гемопоэтических факторов

ИЛ-2 является ростовым фактором лимфоцитов. В организме он преимущественно продуцируется Т-лимфоцитами, реагирующими на антигенную стимуляцию [7]. Согласно полученным данным, развитие ИМ не оказывало существенного влияния на сывороточный уровень ИЛ-2. Значения близкие к норме были выявлены как в острый, так в отдаленный периоды заболевания. Этот факт, по-видимому, указывает на то, что ИМ не оказывал существенного влияния на антиген-зависимую активность Т-клеток. ИЛ-8 – хемокин, который, согласно опубликованным данным, способен усиливать выход СК из костного мозга в кровоток [2]. В наших исследованиях сывороточный уровень ИЛ-8 у больных ИМ статистически значимо превышал контрольные значения в отдаленном, но не остром периоде заболевания. Эти данные, на наш взгляд, предполагают связь ИЛ-8 с хроническим воспалительным процессом, запускаемым ИМ. Ранее мы выявили корреляцию уровня в крови IL-8 со стадией развития фиброза печени у больных хроническим гепатитом разной этиологии (данные не представлены). Возможно, уровень IL-8 в крови больных ИМ отражает активность процессов, приводящих к рубцеванию поврежденного миокарда.

ЭРФ стимулирует развитие новых кровеносных сосудов (ангиогенез), а также способствует сохранению незрелых сосудов (сосудистая поддержка) [4]. Полученные нами данные свидетельствовали о значимом повышении содержания в крови этого медиатора у больных ИМ в остром периоде заболевания. В это время также было отмечено повышение уровня эритропотина - фактора, играющего ключевую роль в поддержании эритропоэза. Повышение уровней ЭРФ и эритропоэтина в крови может быть ответной реакцией на гипоксию, развивающуюся в результате нарушения работы миокарда в остром периоде заболевания [3]. Г-КСФ является стимулятором гранулоцитопоэза. Известно, что он способен усиливать выход из костного мозга в кровоток как кроветворных, так и мезенхимальных СК. В клинической практике это его свойство используется для получения мобилизированных СК [6]. В наших исследованиях повышенный уровень сывороточного Г- Г-КСФ был отмечен у больных ИМ в остром периоде заболевания. В отдаленном периоде этот показатель возвращался к норме.

Мы предполагаем, что содержание в периферической крови CD34+ и CD133+СК может характеризовать иммунорегенеративный ответ организма на повреждение миокарда. На основании данных, представленных в этой статье, можно также предполагать, что повышенное содержание в крови кроветворных и мезенхимальных СК, наблюдаемое у больных ИМ в остром периоде заболевания, обусловливается, по крайней мере частично, повышенным высвобождением в кровь ЭРФ, эритропоэтина и Г-КСФ.

Исследование выполнено в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы (ГК №П405; №П329; №П709).

Литература

1.  Селедцов В.И., Селедцова И.А.Литвинова Л.С., Кириенкова Е.В. Шуплецова В.В. Гуморальные и клеточные факторы иммунитета при инфаркте миокарда // Медицинская иммунология, 2010. – Том 12 (№6). – С. 477-484.

2.  Bogoslovsky T, Spatz M, Chaudhry A. et al. Circulating CD133+CD34+ progenitor cells inversely correlate with soluble ICAM-1 in early ischemic stroke patients // J Transl Med. – 2011. – Vol. 26 (9). – P. 145.

3.  Bogoyevitch M.A. An update on the cardiac effects of erythropoietin cardioprotection by erythropoietin and the lessons learnt from studies in neuroprotection // Cardiovasc Resю – 2004. – Vol. 63. – P.208-216.

4.  Bottomley MJ, Webb NJ, Watson CJ. et al. Placenta growth factor (PlGF) induces vascular endothelial growth factor (VEGF) secretion from mononuclear cells and is co-expressed with VEGF in synovial fluid // Clin Exp Immunol. – 2000. - Vol. 119 (1). – P. 182-8.

5.  Dean R.G., Balding L.C., Candido R. et al. Connective tissue growth factor and cardiac fibrosis after myocardial infarction // J Histochem Cytochem.- 2005. - Vol.53. - P.1245–1256.

6.  Fujita J., Mori M., Kawada H. et al. Administration of Granulocyte Colony-Stimulating Factor after Myocardial Infarction Enhances the Recruitment of Hematopoietic Stem Cell-Derived Myofibroblasts and Contributes to Cardiac Repair // Stem Cells. – 2007. – Vol.25. – P.2750-2759

7.  Kovanen P.E., Young L., Al-Shami A. et al. Global analysis of IL-2 target genes: identification of chromosomal clusters of expressed genes // Int. Immunol. – 2005. – Vol. 17, № 8. – P. 1009-1021.

8.  Seledtsov VI, Seledtsova GV. A balance between tissue-destructive and tissue-protective immunities: A role of toll-like receptors in regulation of adaptive immunity // Immunobiology. 2011 Oct 30. [Epub ahead of print]ю

9.  Tolar J., Wang X., Braunlin E. et al. The host immune response is essential for the beneficial effect of adult stem cells after myocardial ischemia // Exp Hematol.- 2007.-Vol.35. - P.682-690.