Цитокіногенез при TLR-опосередкованій активації моноцитів периферичної крові у хворих з розсіяним склерозом

Abstract

Досліджено відмінності TLR4- та TLR7/8-опосередкованої активації клітин моноцитарної фракції мононуклеарів периферичної крові пацієнтів з рецидивно-ремітуючим (РРС) та прогресуючим (ПРС) розсіяним склерозом на підставі аналізу продукції TNF-α, IL-1β, IL-1RA, IL-6, IL-10 та IL-12p70. Встановлено зниження співвідношення спонтанної продукції IL-1RA та IL-1β, підвищену резервну здатність до ЛПС- та ssRNA- індукованої продукції IL-6 на тлі зниженої резервної здатності до продукції TNF-α, IL-1β та IL-10 у порівнянні із показниками здорових осіб (p<0,05). При цьому резервна здатність моноцитів до ssRNA40/LyoVec-індукованої продукції IL-6 та IL-10 була нижче, а IL-1RA – вище порівняно із стимуляцією за допомогою ЛПС. Периферичні моноцити пацієнтів з рецидивно-ремітуючим РС характеризувалася також зниженою спонтанною продукцією IL-12p70 та підвищенням резервної здатності до ЛПС- та ssRNA40/LyoVec-індукованої продукції цього цитокіну. У пацієнтів з прогресуючим типом захворювання спостерігався високій рівень спонтанної продукції IL- 12p70 та IL-1RA на тлі зниженої резервної здатності до стимульованої продукції IL-12p70. При TLR4-стимуляції в групі ПРС було визначено підвищення рівню IL-6, зниження резервної здатності до продукції IL-1RA та співвідношення індукованої продукції IL-1RA та IL-1β, а при TLR7/8-стимуляції – підвищення рівню IL-1β (p<0,05). Отримані результати вказують на відмінності у стані цитокіногенезу при стимуляції TLR4 та TLR7/8 та можуть свідчити про наявність функціональних та фенотипових альтерацій моноцитів периферичної крові в залежності від типу перебігу РС.

Исследованы различия TLR4- и TLR7/8-опосредованной активации клеток моноцитарной фрак- ции мононуклеаров периферической крови пациентов с рецидивирующим-ремитирующим (РРС) и прогрессирующим (ПРС) рассеянным склерозом на основании анализа продукции TNF-α, IL-1β, IL-1RA, IL-6, IL-10 и IL-12p70. Установлено снижение соотношения спонтанной продукции IL-1RA и IL-1β, повышенная резервная способность к ЛПС- и ssRNA-индуцированной продукции IL-6 на фоне сниженной резервной способности к продукции TNF-α, IL-1β и IL-10 по сравнению с показателями здоровых лиц (p <0,05). При этом резервная способность моноцитов к ssRNA40/LyoVec-индуцированной продукции IL-6 и IL-10 была ниже, а IL-1RA – выше по сравнению со стимуляцией с помощью ЛПС. Периферические моноциты пациентов с рецидивирующим-ремитирующим РС характеризовались также пониженной спонтанной продукцией IL-12p70 и повышенной резервной способностью к ЛПС- и ssRNA40/LyoVec-индуцированной продукции этого цитокина. У пациентов с прогрессирующим типом заболевания наблюдался высокий уровень спонтанной продукции IL-12p70 и IL-1RA на фоне пониженной резервной способности к стимулированной продукции IL-12p70. При TLR4-стимуляции в группе ПРС было выявлено повышение уровня IL-6, снижение резервной способности к продукции IL-1RA и соотношения индуцированной продукции IL-1RA и IL-1β, а при TLR7/8-стимуляции – повышение уровня IL-1β (p<0,05). Полученные результаты указывают на различия в состоянии цитокиногенеза при стимуляции TLR4 и TLR7/8 и могут свидетельствовать о наличии функциональных и фенотипических альтераций моноцитов периферической крови в зависимости от типа течения рассеянного склероза.

Peripheral monocytes play an important role in all stages of the development of multiple sclerosis (MS), in particular they are involved in the formation of a pro-inflammatory context on both sides of the bloodbrain barrier, and also have a wide range of immunoregulatory functions. Analysis of the ability of peripheral blood monocytes to activate when stimulated by TLR4 and TLR7/8, including the features of cytokinogenesis, is important for characterizing changes in the functional state of these cells, understanding their pathogenetic role in RRMS and progressive types (PMS) of disease. 48 patients with MS and 27 practically healthy persons (control group) were examined in this study. The in vitro experiment included the isolation of peripheral blood monocytes and their cultivation in three parallel series: intact cells; with the addition of the TLR4 stimulator; with the addition of the TLR7/8 stimulator. Peripheral blood monocytes were isolated on a double percoll gradient and resuspended with a complete RPMI medium supplemented with 1 μg/ml LPS E. Coli or ssRNA40/LyoVec (Invivogen, USA) until the final cell concentration in the wells of the plate reached 1×105 cell/ml and the final volume reached 0.2 ml, and then were incubated in 96-well plates for 24 hours at t=37 °C under 5% CO2 atmosphere. The assay of TNF-α, IL-1β, IL-1RA, IL-6, IL-10, IL-12 in culture supernatants was performed by ELISA. For each experimental series, the IL-1RA/IL-1β ratio was calculated. For the LPS and ssRNA40/LyoVec series, the reserve capacity index (RCi) of monocytes was calculated as the ratio of the production of each of the cytokines in the series with the addition of the appropriate stimulator and the series with intact cells. Results. It was found a decrease in the ratio of spontaneous production of IL-1RA and IL-1β and an increased RCi for LPS- and ssRNA-induced production of IL-6 against a background of decreased RCi for production of TNF-α, IL-1β and IL-10 in comparison with healthy persons (p<0.05). The RCi for ssRNA40/LyoVec-induced production of IL-6 and IL-10 was lower, and IL-1RA was higher compared to stimulation with LPS. Peripheral monocytes of patients with relapsing-remitting MS were also characterized by a decreased spontaneous production of IL-12p70 and an increased RCi for LPS- and ssRNA40/LyoVec-induced production of this cytokine. In patients with progressive type of disease, a high level of spontaneous production of IL-12p70 and IL-1RA was found against a background of reduced RCi for stimulated production of IL-12p70. By TLR4-stimulation it was found an increase in level of IL-6, a decrease in RCi for production of IL-1RA and a decrease in a ratio of induced production of IL-1RA and IL-1β, and by TLR7/8 stimulation – an increase in the level of IL-1β (p <0.05). Conclusions. The obtained results demonstrate differences in the state of cytokinogenesis when stimulated by TLR4 and TLR7/8 and may indicate the presence of functional and phenotypic alterations of peripheral blood monocytes, depending on the type of course of the disease.