RUDN Journal of MedicineRUDN Journal of MedicineВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина2313-02452313-0261Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2443610.22363/2313-0245-2020-24-3-218-226IMMUNOLOGYИММУНОЛОГИЯResearch ArticleSystemic and local effective function of neutrophilic granulocytes associated with transformation of the phenotype of their functionally significant subset in children with small purulent infectionСистемная и локальная эффекторная функция нейтрофильных гранулоцитов, ассоциированная с трансформацией фенотипа их функционально-значимых субпопуляций у детей с малой гнойной инфекцией мягких тканейChudilovaG. AЧудиловаГ. Аchudilova2015@yandex.ruNesterovaI. VНестероваИ. Вchudilova2015@yandex.ruRusinovaT. VРусиноваТ. Вchudilova2015@yandex.ruKovalevaS. VКовалеваС. Вchudilova2015@yandex.ruPavlenkoV. NПавленкоВ. Нchudilova2015@yandex.ruTarakanovV. AТаракановВ. Аchudilova2015@yandex.ruBarovaN. KБароваН. Кchudilova2015@yandex.ruKuban State Medical UniversityКубанский государственный медицинский университетPeoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)Российский университет дружбы народов15122020243VOL 24, NO3 (2020)ТОМ 24, №3 (2020)21822626082020Copyright ©; 2020, Chudilova G.A., Nesterova I.V., Rusinova T.V., Kovaleva S.V., Pavlenko V.N., Tarakanov V.A., Barova N.K.Copyright ©; 2020, Чудилова Г.А., Нестерова И.В., Русинова Т.В., Ковалева С.В., Павленко В.Н., Тараканов В.А., Барова Н.К.2020Chudilova G.A., Nesterova I.V., Rusinova T.V., Kovaleva S.V., Pavlenko V.N., Tarakanov V.A., Barova N.K.Чудилова Г.А., Нестерова И.В., Русинова Т.В., Ковалева С.В., Павленко В.Н., Тараканов В.А., Барова Н.К.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/medicine/article/view/24436

Defects in the functioning of neutrophilic granulocytes (NG) are accompanied by various purulent-inflammatory diseases that have a persistent-relapsing course. The bactericidal activity of NG, the processes of intracellular and extracellular killing of bacteria, is directly dependent on their phenotypic features: the expression level of functionally significant membrane receptors CD64, CD16, CD32, CD11b triggering effector processes. It was shown that there are subsets of NG with different phenotypic characteristics and the course and outcome of infectious and inflammatory diseases directly depends on their usefulness. Despite the large amount of accumulated information, the question of the transformation of NG subpopulations phenotype during NG response formation in children with local purulent processes of soft tissues - a small purulent infection (SPI) remains poorly understood. Purpose: to evaluate the local and systemic effector function of neutrophilic granulocytes (phagocytosis, NET formation) with clarification of the phenotype of functionally significant CD64-CD16+CD32+CD11b+, CD64+CD16+CD32+CD11b+ and CD64-CD16+CD32-CD11b+ NG subpopulations in peripheral blood (PB) in children with SPI. Materials and methods. We evaluated the phagocytic function of NG in 60 PB samples of children 5-9 years old, on the 2-3rd day of acute purulent process, before surgery, in smears - prints taken from the local focus of purulent inflammation and 17 PB samples of conditionally healthy children. Also the ability to form NET was additionally determined in smears-prints in children with SPI. In parallel, in PB we evaluated:% NG simultaneously carrying CD64, CD16, CD32, CD11b receptors and their expression density (MFI) by flow cytometry (CYTOMICS FC500, Beckman Coulter, USA). Statistical data processing was performed in the Microsoft Exel 2016 and Stat Plus 2010 software packages. Nonparametric criteria were used: median (Me) and interquartile range (Q1; Q3), Mann-Whitney U-test and Wilcoxon test. Results . We found a significant increase in the content of the NG subpopulation with a negatively transformed phenotype CD64-CD16+CD32-CD11b+ with defects in the expression of CD64 and CD32 receptors, which is the cause of inadequate inclusion of NG in inflammatory processes, disruption of phagocytic activity at the systemic and local levels and the occurrence of SPI in children. The formation of NET in the first stage is necessary to supplement the effector function of NG in order to compensate for disorders of phagocytosis.

Актуальность. Дефекты функционирования нейтрофильных гранулоцитов (НГ) сопровождаются гнойно-воспалительными заболеваниями, имеющими упорно-рецидивирующее течение. Бактерицидная активность НГ, процессы внутри- и внеклеточного киллинга бактерий находятся в непосредственной зависимости от их фенотипических особенностей: уровня экспрессии функционально-значимых мембранных рецепторов CD64, CD16, CD32, CD11b, запускающих эффекторные процессы. Известно, что существуют субпопуляции НГ с разными фенотипами, от полноценности которых напрямую зависит течение и исход инфекционно-воспалительных заболеваний. Малоизученным остается вопрос трансформации фенотипа субпопуляций НГ при формировании ответа со стороны НГ у детей с гнойными инфекциями мягких тканей (МГИ). Цель: оценить локальную и системную эффекторную функцию НГ (фагоцитоз, NETos) с уточнением особенностей фенотипа функционально-значимых субпопуляций CD64-CD16+CD32+CD11b+, CD64+CD16+CD32+CD11b+ и CD64-CD16+CD32-CD11b+ в периферической крови у детей с МГИ. Материалы и методы. В образцах периферической крови (ПК) детей 5-9 лет с МГИ и в мазках-опечатках, взятых из локального очага гнойного воспаления, в образцах ПК условно-здоровых детей проведена оценка фагоцитарной функции НГ. В мазках-отпечатках также определена способность формирования NET. Параллельно, в ПК оценивали: % НГ, одновременно несущих CD64, CD16, CD32, CD11b рецепторы и плотность их экспрессии (MFI). Статистическую обработку проводили в программном пакете Microsoft Exel 2016 и Stat Plus 2010. Использовали непараметрические критерии: Ме (Q1; Q3), U-критерий Манна-Уитни и критерий Вилкоксона. Результаты. Установлено значительное увеличение содержания субпопуляции НГ с негативно трансформированным фенотипом CD64-CD16+CD32-CD11b+ с дефектами экспрессии CD64 и СD32, что является причиной неадекватного включения НГ в реализацию процессов воспаления, нарушению фагоцитарной активности на системном и локальном уровне и способствует возникновению МГИ у детей. Образование NET на первом этапе необходимо для восполнения эффекторной функции НГ с целью компенсации нарушений фагоцитоза

neutrophilic granulocytephenotypesubsetpurulent infectionнейтрофильные гранулоцитыфенотипсубпопуляциигнойные инфекцииThe study was funded by the Ministry of health of the Russian Federation (project no. AAAA-A18—118122690053—0).Исследование выполнено в рамках государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации (проект № АААА-А18—118122690053—0).Sepiashvili R.I. Physiology of the immune system. Moscow: Medicine — Health, 2019. 360 p. (In Russ.)Сепиашвили Р.И. Физиология иммунной системы. Москва: Медицина. Здоровье. 2019. 360 с.Dolgushin I.I. Neutrophil granulocytes: new faces of old acquaintances. Bulletin of Siberian Medicine. 2019;18(1): 30—7. (In Russ.)Долгушин И.И. Нейтрофильные гранулоциты: новые лица старых знакомых. Бюллетень сибирской медицины. 2019. Т. 18. № 1. С. 30-37.Yang F., Feng C., Zhang X., Lu J., Zhao Y. The diverse biological functions of neutrophils, beyond the defense against infections. Inflammation. 2017;40: 311—23.Yang F., Feng C., Zhang X., Lu J., Zhao Y. The diverse biological functions of neutrophils, beyond the defense against infections. Inflammation. 2017. V. 40. P. 311-323.Mantovani А., Cassatella M.C., Costantini C., Jaillon S. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity. Nature Reviews Immunology. 2011;11: 519—31.Mantovani А., Cassatella M.C., Costantini C., Jaillon S. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity. Nature Reviews Immunology. 2011. V. 11. P. 519-531.Yang H., Biermann M.H., Brauner J.M., Liu Y., Zhao Y., Herrmann M. New insights into neutrophil extracellular traps: mechanisms of formation and role in inflammation. Front. Immunol. 2016; 7:302.Yang H., Biermann M.H., Brauner J.M., Liu Y., Zhao Y., Herrmann M. New insights into neutrophil extracellular traps: mechanisms of formation and role in inflammation. Front. Immunol. 2016. V. 7. P. 302.Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Evglevsky A.A., Nguyen T.Z.L. A new look at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. (Part 2). Infection and immunity. 2017; 7(3): 219—30. (In Russ.)Нестерова И.В., Колесникова Н.В., Чудилова Г.А., Ломтатидзе Л.В., Ковалева С.В., Евглевский А.А., Нгуен Т.З.Л. / Новый взгляд на нейтрофильные гранулоциты: переосмысление старых догм (Часть 2). Инфекция и иммунитет. 2018. Т. 8. № 1. С. 7-18.Nesterova I.V., Chudilova G.A., Kovaleva S.V., Tarakanov V.A., Lomtatidze L.V., Kolesnikova N.V., Rusinova T.V., Yevglevsky A.A. Neutrophilic granulocytes: reflection in the mirror of modern ideas. Capricorn Publishing, UK, USA, Moscow, 2018. 338 p. (In Russ.)Нестерова И.В., Чудилова Г.А, Ковалева С.В., Тараканов В.А., Ломтатидзе Л.В., Колесникова Н.В., Русинова Т.В., Евглевский А.А. Нейтрофильные гранулоциты: отражение в зеркале современных представлений. Capricorn Publishing, UK, USA, Moscow. 2018. 338 с.Beyrau M., Bodkin J.V., Nourshargh S. Neutrophil heterogeneity in health and disease: a revitalized avenue in inflammation and immunity. Open Biol. 2012;2:120—34.Beyrau M., Bodkin J.V., Nourshargh S. Neutrophil heterogeneity in health and disease: a revitalized avenue in inflammation and immunity. Open Biol. 2012. V.2. P. 120-134.Scapini P., Marini O., Tecchio C., Cassatella M.A. Human neutrophils in the saga of cellular heterogeneity: insights and open questions. Immunol. Rev. 2016; 273(1):48—60.Scapini P., Marini O., Tecchio C., Cassatella M.A. Human neutrophils in the saga of cellular heterogeneity: insights and open questions. Immunol. Rev. 2016. V.273. № 1. Р. 48-60.Garley M., Jabłońska E. Heterogeneity among neutrophils. Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz). 2018; 66(1):21—30.Garley M., Jabłońska E. Heterogeneity among neutrophils // Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz). 2018. V.66. № 1. P. 21-30.Cortjens B., Ingelse S.A., Calis J.C., Vlaar A.P., Koenderman L., Bem R.A., van Woensel J.B. Neutrophil subset responses in infants with severe viral respiratory infection. Clinical immunology. 2017; 176: 100—106.Cortjens B., Ingelse S.A., Calis J.C., Vlaar A.P., Koenderman L., Bem R.A., van Woensel J.B. Neutrophil subset responses in infants with severe viral respiratory infection. Clinical immunology. 2017. V. 176. P. 100-106.Silvestre-Roig C., Hidalgo A., Soehnlein O. Neutrophil heterogeneity: implications for homeostasis and pathogenesis. Blood. 2016; 127: 2173—81.Silvestre-Roig C., Hidalgo A., Soehnlein O. Neutrophil heterogeneity: implications for homeostasis and pathogenesis. Blood. 2016. V. 127. P. 2173-2181.Bournazos S., Wang T., Ravetch J.V. The role and function of Fcγ receptors on myeloid cells. Microbiology spectrum. 2016; 4(6):10.Bournazos S., Wang T., Ravetch J.V. The role and function of Fcγ receptors on myeloid cells. Microbiology spectrum. 2016. V. 4. № 6. Р. 10.Yin W. P., Li J.B., Zheng X.F., An L., Shao H., Li C.S. Effect of neutrophil CD64 for diagnosing sepsis in emergency department. World journal of emergency medicine. 2020;11(2): 79—86.Yin W.P., Li J.B., Zheng X. F, An L., Shao H., Li C.S. Effect of neutrophil CD64 for diagnosing sepsis in emergency department. World journal of emergency medicine. 2020. V. 11. № 2. P. 79-86.El-Madbouly A.A., El Sehemawy A.A., Eldesoky N.A., Abd Elgalil H.M., Ahmed A.M. Utility of presepsin, soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1, and neutrophil CD64 for early detection of neonatal sepsis. Infect. Drug Resist. 2019;12: 311—19.El-Madbouly A.A., El Sehemawy A.A., Eldesoky N.A., Abd Elgalil H.M., Ahmed A.M. Utility of presepsin, soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1, and neutrophil CD64 for early detection of neonatal sepsis. Infect Drug Resist. 2019. V. 12. P. 311-319.Metelitsa L.S., Gillies S.D., Super M., Shimada H., Reynolds C.P., Seeger R.C. Antidisialogangliosid/granulocyte macrophage — colony-stimulating factor fusion protein facilitates neutrophil antibody-dependent cellular cytotoxicity and depends on FcγRII (CD32) and Mac-1 (CD11b/CD18) for enhanced effector cell adhesion and azurophil granule exocytosis. Blood. 2002; 99 (11): 4166—73Metelitsa L.S., Gillies S.D., Super M., Shimada H., Reynolds C.P., Seeger R.C. Antidisialogangliosid/granulocyte macrophage - colony-stimulating factor fusion protein facilitates neutrophil antibody-dependent cellular cytotoxicity and depends on Fc-γRII (CD32) and Mac-1 (CD11b/CD18) for enhanced effector cell adhesion and azurophil granule exocytosis. Blood. 2002. V. 99. № 11. P. 4166-4173.Lau D., Mollnau H., Eiserich J.P., Freeman B.A., Daiber A., Gehling U.M., Brümmer J., Rudolph V., Münzel T., Heitzer T., Meinertz T., Baldus S. Myeloperoxidase mediates neutrophil activation by association with CD11b/CD18 integrins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005; 102(2): 431—6.Lau D., Mollnau H., Eiserich J.P., Freeman B.A., Daiber A., Gehling U.M., Brümmer J., Rudolph V., Münzel T., Heitzer T., Meinertz T., Baldus S. Myeloperoxidase mediates neutrophil activation by association with CD11b/CD18 integrins. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2005. V. 102. № 2. P. 431-436.Kiseleva E.P. New ideas on anti-infectious immunity. Infection and immunity. 2011;1(1): 9—14. (In Russ.)Киселева Е.П. Новые представления о противоинфекционном иммунитете. Инфекция и иммунитет. 2011. Т. 1. № 1. C. 9-14.Elghetany M.T. Surface antigen changes during normal neutrophilic development: a critical review. Blood Cells Mol. Dis. 2002; 28(2): 260—74.Elghetany M.T. Surface antigen changes during normal neutrophilic development: a critical review. Blood Cells Mol. Dis. 2002. V. 28. № 2. P. 260-274.Fortunati E., Kazemier K.M., Grutters J.C., Koenderman L., Van Den Bosch V.J. Human neutrophils switch to an activated phenotype after homing to the lung irrespective of inflammatory disease. Clin. Exp. Immunol. 2009; 155:559—66.Fortunati E., Kazemier K.M., Grutters J.C., Koenderman L., Van Den Bosch V.J. Human neutrophils switch to an activated phenotype after homing to the lung irrespective of inflammatory disease. Clin. Exp. Immunol. 2009; 155: 559-566.