1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Цитология
  4. T. 65, № 5, 2023

Цитология, 2023, T. 65, № 5, стр. 461-474

Цитокиновый профиль клеток миокарда при ишемической болезни сердца и ишемической кардиомиопатии

А. И. Стельмашенко 1, 2, С. Л. Андреев 3, Л. С. Литвинова 2, 4, *, В. В. Малащенко 4, Н. М. Тодосенко 4, Н. Д. Газатова 4, И. А. Хлусов 1, 2, В. М. Шипулин 3

1 Кафедра морфологии и общей патологии Сибирского государственного медицинского университета
634050 Томск, Россия

2 Лаборатория клеточных и микрофлюидных технологий Сибирского государственного медицинского университета
634050 Томск, Россия

3 Научно-исследовательский институт кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук
634012 Томск, Россия

4 Центр иммунологии и клеточных биотехнологий Балтийского федерального университета им. И. Канта
236041 Калининград, Россия

* E-mail: larisalitvinova@yandex.ru

Поступила в редакцию 07.04.2023
После доработки 26.04.2023
Принята к публикации 29.04.2023

Аннотация

В настоящей работе проведен сравнительный анализ цитокинового профиля миокарда у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и у пациентов с ишемической кардиомиопатией (ИКМП) на фоне ИБС. Методом проточной флюориметрии с использованием мультиплексной тест-системы проведено определение концентраций 41 цитокина, секретируемых 24-часовой тканевой культурой миокарда, интраоперационно забранного из ушка правого предсердия (ПП, контроль) и периинфарктной зоны (ПЗ) левого желудочка (ЛЖ). Цель работы – изучить in vitro цитокиновый профиль клеток миокарда для поиска возможных предикторов неблагоприятных исходов хирургического лечения пациентов с ИБС и ИКМП. У пациентов с ИКМП на фоне ИБС секреция миокардом провоспалительных молекул GM-CSF и IFN-γ значительно выросла (до 78–80 пг/г, p < 0.05) по сравнению с нулевыми значениями при ИБС. В то же время наблюдали 3-кратное снижение концентрации лиганда Fractalkine 3 (Flt-3L – лиганда fms-подобной тирозинкиназы 3). Падение секреции Flt-3L отмечено именно в ПЗ-ЛЖ в сравнении с УПП. Кроме того, в сравнении с ушком ПП, в тканевой культуре миокарда ПЗ-ЛЖ резко снижались концентрации фактора роста фибробластов-2 (FGF-2), тромбоцитарного фактора роста АВ/ВВ (PDGF-AB/BB), интерлейкинов IL-15 и IL-4, а также фактора, экспрессируемого и секретируемого нормальными Т-клетками при активации (RANTES/CCL5). Обнаруженные изменения анализируются с помощью корреляционного и регрессионного анализа; предлагаются возможные предикторы риска хирургического лечения пациентов двух групп. Предлагается рассмотреть провоспалительные цитокины (IL-5, IL-6) и хемокины (Flt-3L, IL-8), а также факторы ангиогенеза (VEGF) и ангиостаза (IP-10) в качестве потенциальных маркеров неблагоприятного исхода хирургического лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Ключевые слова: цитокиновый профиль культуры миокарда, ишемическая кардиомиопатия, ишемическая болезнь сердца, корреляционный анализ, регрессионный анализ, ремоделирование левого желудочка

Список литературы

  1. Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Удут В.В., Наумов С.А., Хлусов И.А. 1996. Закономерности структурной организации систем жизнеобеспечения в норме и при развитии патологического процесса. Томск. 283 с. (Gol’dberg E.D., Dygay A.M., Udut V.V., Naumov S.A., Khlusov I.A. 1996. Regularities of structural organization of life support systems in norm and in development of pathological process. Tomsk. 283 p.)

  2. Гриценко О.В., Чумакова Г.А., Шевляков И.В., Веселовская Н.Г. 2020. Внеклеточный матрикс сердца и его изменения при фиброзе миокарда. Кардиология. Т. 60. № 6. С. 107. (Gritsenko O.V., Chumakova G.A., Shevlyakov I.V., Veselovskaya N.G. 2020. Extracellular matrix of the heart and its changes in myocardial fibrosis. Kardiologiia. V. 6. № 6. P. 107.) https://doi.org/10.18087/cardio.2020.6.n773

  3. Кожевников М.Л. 2009. Морфологические признаки вероятности послеоперационного ремоделирования левого желудочка у больных с приобретенными пороками сердца. Автореф. канд. дис. Томск. 23 с. (Kozhevnikov M.L. 2009. Morphological signs of the likelihood of postoperative left ventricular remodeling in patients with acquired heart defects. PhD Thesis. Tomsk. 23 p.)

  4. Корнева Ю.С., Доросевич А.Е. 2016. Динамика морфологических изменений в пограничной зоне при организации инфаркта миокарда. Медицинский вестник Северного Кавказа. Т. 11. № 3. С. 417. (Korneva Yu.S., Dorosevich A.E. 2016. Dynamic of morphological changes in border zone during myocardial infarction organizati. Med. News of North Caucasus. V. 3. № 3. P. 417.)

  5. Москалёв А.В., Рудой А.С., Апчел В.Я. 2017. Хемокины, их рецепторы и особенности развития иммунного ответа. Вестник Российской военно-медицинской академии. Т. 2. С. 182. (Moskalev A.V., Rudoy A.S., Apchel V.Ya. 2017. Chemokines, their receptors and features of development of the immune answer. Bull. Russ. Military Med. Acad. V. 2. P. 182.)

  6. Симбирцев А.С. 2018. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. СПб: Фолиант. 512 с. (Simbirtsev A.S. 2018. Cytokines in pathogenesis and treatment of human diseases. SPb: Foliant. 512 р.)

  7. Стельмашенко А.И., Беляева С.А. 2019. Морфологические и молекулярные предикторы повторного ремоделирования левого желудочка при ишемической кардиомиопатии. Морфологический альманах имени В.Г. Ковешникова. Т. 17. № 4. С. 71. (Stelmashenko A.I., Belyaeva S.A. 2019. Morphological and molecular predictors of left ventricular remodeling in ischemic cardiomyopathy. V.G. Koveshnikov Morphological Almanac. V. 17. № 4. P. 71.)

  8. Стельмашенко А.И., Беляева С.А., Ракина М.А., Андреев С.Л. 2020. Роль макрофагов в ремоделировании левого желудочка у пациентов с ишемической кардиомиопатией. Морфологический альманах имени В.Г. Ковешникова. Т. 18. № 4. С. 61. (Stelmashenko A.I., Belyaeva S.A., Rakina M.A., Andreev S.L. 2020. The role of macrophages in left ventricular remodeling in patients with ischemic cardiomyopathy. Koveshnikov Morphological Almanac. V. 18. № 4. P. 61.)

  9. Хамитова К.А., Чепурная А.Н., Никуличева В.И., Сафуанова Г.Ш. 2017. Содержание цитокиновых маркеров воспаления у больных при хронической сердечной недостаточности, обусловленной некоторыми кардиомиопатиями. Acta Biomed. Sci. Т. 2. № 3. С. 48. (Khamitova K.A., Chepurnaya A.N., Nikulicheva V.I., Safuanova G.Sh. 2017. Content of cytokine inflammatory markers in patients with chronic heart failure caused by cardiomyopathy. Acta Biomed. Sci. V. 2. № 3. P. 48.)

  10. Шевченко А.В., Прокофьев В.Ф., Коненков В.И., Хапаев Р.С., Нимаев В.В. 2020. Полиморфизм генов фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и матриксных металлопротеиназ (ММР) при первичной лимфедеме конечностей. Медицинская иммунология. Т. 22. № 3. С. 497. (Shevchenko A.V., Prokofyev V.F., Konenkov V.I., Khapaev R.S., Nimaev V.V. 2020. Polymorphism of vascular endothelial growth factor gene (VEGF) and matrix metalloproteinase (ММР) genes in primary limb lymphedema. Med. Immunol. V. 22. № 3. P. 497.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-POV-1913

  11. Шперлинг И.Д., Аракелян Л.А. 1989. Число и размеры желудочковых кардиомиоцитов человека и количество ядер в них. Цитология. Т. 31. № 4. С. 426. (Sperling I.D., Arakelyan L.А. 1989. Number and size of human ventricular cardiomyocytes and number of nuclei in them. Cell Tiss. Biol. (Tsitologiya). V. 31. № 4. P. 426.)

  12. Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Малащенко В.В., Норкин И.К., Иванов П.А., Хлусов И.А., Шунькин Е.О., Тодосенко Н.М., Мелащенко Е.С., Литвинова Л.С. 2020. Клеточно-молекулярные аспекты воспаления, ангиогенеза и остеогенеза. Краткий обзор. Цитология. Т. 62. № 5. С. 305. (Yurova K.A., Khaziakhmatova O.G., Malashchenko V.V., Shunkin E.O., Todosenko N.M., Norkin I.K., Ivanov P.A., Khlusov I.A., Melashchenko E.S., Litvinova L.S. 2020. Cellular-molecular aspects of inflammation, angiogenesis and osteogenesis. A short review. Cell Tiss. Biol. (Tsitologiya). V. 62. № 5. P. 305.)

  13. Bartekova M., Radosinska J., Jelemensky M., Dhalla N.S. 2018. Role of cytokines and inflammation in heart function during health and disease. Heart Fail Rev. V. 5. P. 733.

  14. https://doi.org/10.1007/s10741-018-9716-x

  15. Berezin A.E., Berezin A.A. 2020. Adverse cardiac remodelling after acute myocardial infarction: old and new biomarkers. Disease Markers. V. 2020. P. 21 https://doi.org/10.1155/2020/1215802

  16. Boag S.E., Das R., Shmeleva E.V., Bagnall A., Egred M., Howard N., Spyridopoulos I. 2015. T lymphocytes and fractalkine contribute to myocardial ischemia/reperfusion injury in patients. J. Clin. Invest. V. 125. P. 3063. https://doi.org/10.1172/JCI80055

  17. Boren E., Gershwin M.E. 2004. Inflamm-aging: autoimmunity, and the immune-risk phenotype. Autoimmunity rev. V. 3. P. 401.

  18. Choi W., Wolber R., Gerwat W., Mann T., Batzer J., Smuda C., Liu H., Kolbe L., Hearing V.J. 2010. The fibroblast-derived paracrine factor neuregulin-1 has a novel role in regulating the constitutive color and melanocyte function in human skin. J. of Cell Science. V. 123. P. 3102. https://doi.org/10.1242/jcs.064774

  19. Cojan-Minzat B.O., Zlibut A., Agoston-Coldea L. 2021. Non-ischemic dilated cardiomyopathy and cardiac fibrosis. Heart Fail. Rev. V. 26. P. 1081. https://doi.org/10.1007/s10741-020-09940-0

  20. Damås J.K., Boullier A., Wæhre T., Smith C., Sandberg W.J., Green S., Quehenberger O. 2005. Expression of fractalkine (CX3CL1) and its receptor, CX3CR1, is elevated in coronary artery disease and is reduced during statin therapy. Arteriosclerosis Thrombosis Vascular Biol. V. 25. P. 2567. https://doi.org/10.1161/01.ATV.0000190672.36490.7b

  21. Deshmane S.L., Kremlev S., Amini S., Sawaya B.E. 2009. Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1): An overview. J. Interferon Cytokine Res. V. 29. P. 313. https://doi.org/10.1089/jir.2008.0027

  22. Dor V. 1997. Left ventricular aneurysms: The endoventricular circular patch plasty. Seminars in thoracic and cardiovascular surgery. V. 9. P. 123.

  23. Felker G.M., Shaw L.K., O’Connor C.M. 2002. A standardized definition of ischemic cardiomyopathy for use in clinical research. J. Am. Coll. Cardiol. V. 39. P. 210. https://doi.org/10.1016/S0735-1097(01)01738-7

  24. Fontes J.A., Rose N.R., Čiháková D. 2015. The varying faces of IL-6: From cardiac protection to cardiac failure. Cytokine. V. 74. P. 62. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2014.12.024

  25. Goudswaard L.J. 2019. Do the chemokines MDC and TARC contribute to obesity-related platelet hyperactivity and cardiovascular disease? Abstracts of the 1st Platelet Society Meeting. Bristol. P. 133. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09537104.2019.1693140

  26. Henein M.Y., Vancheri S., Longo G., Vancheri F. 2022. The role of inflammation in cardiovascular disease. Int. J. Mol. Sci. V. 23. P. 12906. https://doi.org/10.3390/ijms232112906

  27. Hirota H., Yoshida K., Kishimoto T., Taga T. 1995. Continuous activation of gp130, a signal-transducing receptor component for interleukin 6-related cytokines, causes myocardial hypertrophy in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 92. P. 4862. https://doi.org/10.1073/pnas.92.11.486

  28. Hueso L., Ortega R., Selles F., Wu-Xiong N.Y., Ortega J., Civera M., Ascaso J.F., Sanz M.J., Real J.T., Piqueras L. 2018. Upregulation of angiostatic chemokines IP-10/CXCL10 and I-TAC/CXCL11 in human obesity and their implication for adipose tissue angiogenesis. Int. J. Obes. (Lond.). V. 42. P. 1406. https://doi.org/10.1038/s41366-018-0102-5

  29. Ibáñez B., Heusch G., Ovize M., Van de Werf F. 2015. Evolving therapies for myocardial ischemia/reperfusion injury. J. Am. College Cardiol. V. 65. P. 1454. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2015.02.032

  30. Jiang D., Rinkevich Y. 2018. Defining skin fibroblastic cell types beyond CD90. Frontiers Cell Devel. Biol. V. 6. P.133. https://doi.org/10.3389/fcell.2018.00133

  31. Kologrivova I., Shtatolkina M., Suslova T., Ryabov V. 2021. Cells of the immune system in cardiac remodeling: Main players in resolution of inflammation and repair after myocardial infarction. Front. Immunol. V. 12. P. 664457. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.664457

  32. Maass D.L., White J., Horton J.W. 2005. Nitric oxide donors alter cardiomyocyte cytokine secretion and cardiac function. Crit. Care Med. V. 33. P. 2794.

  33. Menicanti L. 2002. The Dor procedure: What has changed after fifteen years of clinical practice? J. Thorac. Cardiovasc. Surg. V. 124. P. 886. https://doi.org/10.1067/mtc.2002.129140

  34. Murakami T., Iwagaki H., Saito S. 2015. Equivalence of the acute cytokine surge and myocardial injury after coronary artery bypass grafting with and without a novel extracorporeal circulation system. J. Int. Med. Res. V. 33. P. 133. https://doi.org/10.1177/147323000503300201

  35. Narasimhalu K., Ma L., De Silva D.A., Wong M.C., Chang H.M., Chen C. 2015. Elevated platelet-derived growth factor AB/BB is associated with a lower risk of recurrent vascular events in stroke patients. Int. J. Stroke. V. 10. P. 85. https://doi.org/10.1111/ijs.1235

  36. Prabhu S.D., Frangogiannis N.G. 2016. The biological basis for cardiac repair after myocardial infarction: From inflammation to fibrosis. Circ. Res. V. 119. P. 91. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.303577

  37. Ridker P.M., Everett B.M., Thuren T., MacFadyen J.G., Chang W.H., Ballantyne C., Fonseca F., Nicolau J., Koenig W., Anker S., Kastelein J.P., Cornel Jan H., Pais P., Pella D., Genest J. et al. 2017. Antiinflammatory therapy with canakinumab for atherosclerotic disease. V. 377. P. 1119.

  38. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1707914

  39. Robba C., Battaglini D., Pelosi P., Rocco P.R.M. 2020. Multiple organ dysfunction in SARS-CoV-2: MODS-CoV-2. Expert Rev. Respir. Med. V. 14. P. 865. https://doi.org/10.1080/17476348.2020.1778470

  40. Shvangiradze T.A., Bondarenko I.Z., Troshina E.A., Shestakova M.V., Ilyin A.V., Nikankina L.V., Karpukhin A.V., Muzaffarova T.A., Kipkeeva F.M., Grishina K.A., Kuzevanova A.Y. 2016. Profile of micrornas associated with coronary heart disease in patients with type 2 diabetes. Obesity Metabolism. V. 13. P. 34. https://doi.org/10.14341/omet2016434-38

  41. Spray L., Park C., Cormack S., Mohammed A., Panahi P., Boag S., Bennaceur K., Sopova K., Richardson G., Stangl V., Rech L., Rainer P., Ramos G., Hofmann U., Stellos K. et al. 2021. The fractalkine receptor CX3CR1 links lymphocyte kinetics in CMV-seropositive patients and acute myocardial infarction with adverse left ventricular remodeling. Front. Immunol. V. 12. P. 605857. https://doi.org/10.1007/s00109-005-0035-z

  42. Timonen P., Magga J., Risteli J., Punnonen K., Vanninen E., Turpeinen A., Tuomainen P., Kuusisto J., Vuolteenaho O., Peuhkurinen K. 2008. Cytokines, interstitial collagen and ventricular remodelling in dilated cardiomyopathy. Int. J. Cardiol. V. 124. P. 293. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2007.02.004

  43. Urazova O., Chumakova S., Vins M., Maynagasheva E., Shipulin V., Pryahin A., Poletika V., Kononova T., Kolobovnikova Y., Novitskiy V. 2019. Characteristics of humoral regulation of differentiation of bone marrow monocyte subpopulations in patients with ischemic cardiomyopathy. Int. J. Biomed. V. 9. P. 91. https://doi.org/10.21103/Article9(2)_OA1

  44. Van den Broek L.J., Kroeze K.L., Waaijman T., Breetveld M., Sampat-Sardjoepersad S.C., Niessen F.B., Gibbs S. 2014. Differential response of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells, dermal fibroblasts, and keratinocytes to burn wound exudates: potential role of skin-specific chemokine CCL27. Tiss. Eng. Part 1. V. 20. P. 197. https://doi.org/10.1089/ten.tea.2013.0123

  45. Van der Heijden T., Bot I., Kuiper J. 2019. The IL-12 cytokine family in cardiovascular diseases. Cytokine. V. 122. P. 154. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2017.10.010

  46. Yang X.C., Liu Y., Wang L.F., Cui L., Wang T., Ge Y.G., Zhao Z.Q. 2007. Reduction in myocardial infarct size by postconditioning in patients after percutaneous coronary intervention. J. Invasive Cardiol. V. 19. P. 424.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Цитология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал