Системный склероз и моноциты

    Системный склероз (SSc), или склеродермия, является мультисистемным аутоиммунным заболеванием, характеризующимся прогрессирующим кожным и висцеральным фиброзом. С достижениями успеха в лечении связанных с SSc заболеваний почек поражение легких стало основной причиной смертности при SS. Легкие пациентов с SSc часто демонстрируют патологические признаки интерстициальной болезни легких (SSc-ILD) с заменой нормальной архитектуры легких воспаленной и фиброзной тканью, которая неэффективна для газообмена.

     Приблизительно 42% пациентов с SSc-ILD умирают от прогрессирования заболевания в течение десяти лет после постановки диагноза . Лечение циклофосфамидом показало эффективность  в замедлении прогрессирования заболевания, однако, общее клиническое преимущество незначительно, и у многих пациентов после прекращения лечения возникает рецидив склеродермии.  . Кроме того, распространенность гастроэзофагеальной рефлюксной болезни у этих пациентов увеличивает риск плохих результатов после трансплантации легких. 

      Фракция моноцитов CD14 + периферической крови содержит предшественники нескольких зрелых клеточных линий, включая фиброциты и макрофаги.  Аномалии обоих этих типов клеток были зарегистрированы в склеродермии. Все моноциты экспрессируют CD14, эти клетки, тем не менее, проявляют значительную гетерогенность с точки зрения их дифференцировки и потенциала активации. Предшественники моноцитов CD14 + вызывают образование фиброцитов на животных моделях фиброза почек и в исследованиях культивируемых клеток периферической крови человека. Фиброциты идентифицируются по их совместной экспрессии маркера стволовых клеток CD34, общего антигена лейкоцитов CD45 и белков внеклеточного матрикса, таких как коллаген. Большое количества данных подчеркивает связь между повышенным уровнем фиброцитов периферической крови и различными формами локализованного или диффузного ремоделирования органов, такими как почечный фиброз , цирроз печени , атеросклероз и нефрогенный системный фиброз. Повышенные уровни фиброцитов обнаруживаются в крови и в легких у больных с различными типами легочного фиброза.  В то время как фиброциты могут быть обнаружены в повреждениях кожи пациентов с SSc и могут играть роль в заболевании, связь между фиброцитами и SSc-ILD не была исследована. 

    Большинство моноцитов CD14 + дифференцируются в тканевые макрофаги, которые могут демонстрировать различные фенотипы активации. В легких важное различие проводится по линии воспаления Th1 и Th2. Th1 или «классически» активированные макрофаги (M1) возникают в ответ на праймирование интерфероном-γ или IL-1 и идентифицируются по экспрессии IL-12, TNF и хемокина CXCL10. Эти клетки демонстрируют фенотип, который связан с устойчивостью к опухолям, разрушением внутриклеточных паразитов и повреждением тканей. Th2 или «альтернативно» активированные (M2) макрофаги получают после воздействия IL-4 или IL-13 и идентифицируют частично по экспрессии "рецептора-падальщика" CD163, "рецептора-ловушки" IL-1RII, рецепторов маннозы и по повышенному IL-10 и CCL18 производства

    Профибротические клетки, полученные из циркулирующих моноцитов CD14 +, включают фиброциты и альтернативно активированные макрофаги. Эти клетки связаны с интерстициальным заболеванием легких (ILD) и участвуют в патогенезе системного склероза (SSc).  Однако одновременное присутствие профибротических клеток и связанных с ними медиаторов в кровообращении этих пациентов не было определено. Исследователи  выдвинули гипотезу, что моноциты от пациентов с SSc-связанной ILD  (SSc-ILD) будут проявлять профибротические характеристики по сравнению с нормальным контролем.

      Данные исследований показывают, что моноциты, полученные из крови пациентов с SSc-ILD, демонстрируют фиброгенный фенотип. В частности, в крови пациентов с SSc-ILD наблюдается повышенное количество фиброцитов и коллаген-продуцирующих моноцитов по сравнению со здоровыми, подобранными по возрасту контролями. Кроме того, LPS-стимуляция моноцитов CD14 + у этих пациентов приводила к значительному увеличению экспрессии CD163 и профибротических медиаторов CCL18 и IL-10. Кроме того, кровь пациентов с SSc-ILD содержала значительно более высокие концентрации IL-10, MCP-1, TNF-α и IL-1 RA. И, наконец, в крови старых здоровых контролей по сравнению с ними увеличилось количество моноцитов, продуцирующих коллаген, увеличилось количество моноцитов, экспрессирующих CD163, и более высокие уровни циркулирующего CCL-18, IL-4, IL-10, IL-13 и MCP-1. молодым людям.

        Циркулирующие клетки , которые экспрессируют коллаген I связаны с расширяющимся репертуаром человеческих заболеваний , включая фиброз почек , цирроз печень , склеродермию , нефрогенный системный фиброз , легочный фиброз и астму . В большинстве этих исследований использовалась комбинация CD45 и pro-Col-Iα для идентификации этих клеток и предполагалось, что они являются фиброцитами. Тем не менее, недавнее исследование демонстрирует некоторое совпадение в маркерах, используемых для идентификации фиброцитов и определенных подмножеств макрофагов. Данные S. Mathae et.al. (2010) показывают, что кровь пациентов со склеродермией и здоровыми пожилыми контролями обогащена коллаген-продуцирующими клетками. У пациентов со склеродермией это увеличение, по-видимому, связано с увеличением фиброцитов (определяемых по экспрессии CD45, CD34 и проколлагена I), а также с промежуточной популяцией клеток, характеризующейся экспрессией CD45, CD14, CD34 и проколлаген I. Поскольку CD34 является маркером клеток-предшественников, эти результаты могут указывать либо на снижение терминальной дифференцировки фиброцитов у пациентов с SSc-ILD, либо на увеличение оттока клеток-предшественников из костного мозга. Напротив, у пожилых людей увеличение циркулирующего CD45 + / pro-Col-Iα +клетки, по-видимому, являются результатом повышенной выработки коллагена моноцитами CD14 +, а также популяцией клеток CD45 + / pro-Col-Iα +, не экспрессирующих ни CD34, ни CD14. Хотя точная идентичность и значение этих клеток при старении еще предстоит определить, повышенные уровни фиброцитов, обнаруженные в нашей когорте пациентов с SSc-ILD, могут способствовать ремоделированию легких с помощью ряда механизмов, включая прямую продукцию матрикса, презентацию антигена и иммуностимуляцию, а также цитокинов. и рост факторов производства . Альтернативно, увеличение фиброцитов, наблюдаемое в нашей когорте SSc-ILD, может представлять собой реакцию хозяина на фиброз и попытку нормализовать восстановление.

Альтернативно активированные макрофаги, демонстрирующие высокий уровень продукции IL-10 и CCL18 , были обнаружены в легких пациентов с SSc .  S. Mathae et.al. (2010) показали, что LPS-стимулированные моноциты от пациентов с SSc-ILD демонстрируют повышенную экспрессию CD163 и повышенную секрецию CCL18 и IL-10 по сравнению с моноцитами из сопоставимых по возрасту нормальных контролей, подтверждая тем самым фиброгенный потенциал этой клеточной популяции. Эти данные также согласуются с недавним сообщением, что LPS-активированные дендритные клетки от пациентов с SSc продуцируют более высокие уровни CCL18 и IL10 in vitro. В то время как одно недавнее сообщение предполагает, что культивируемые фиброциты могут экспрессировать CD163 , круглая, а не веретенообразная морфология клеток CD163 + в исследованиях подтверждает мнение, что эти клетки являются макрофагами . Из-за доказательств того, что циркулирующие моноциты вызывают образование альвеолярных макрофагов (Everhart M., et.al., 2005 ), интересно найти доказательства фиброгенного фенотипа в моноцитах, который можно обнаружить до попадания этих клеток в больные легкие. Это открытие подтверждает идею о том, что фенотипы моноцитов могут быть предварительно запрограммированы для принятия их окончательного состояния активации, возможно, посредством генетических или эпигенетических изменений в клетках-предшественниках. Также следует отметить, что как у пациентов пожилого возраста, так и у пациентов с SSc-ILD культивируемые моноциты принимают этот фенотип в ответ на LPS, который стимулирует рецептор TLR4 . Эти данные свидетельствуют о том, что моноциты этих пациентов неадекватно отклонены в сторону альтернативно активированного фенотипа, который может учитывать как склонность к развитию фиброза, так и аномалии в защите хозяина, которые могут наблюдаться как у пожилых пациентов , так и у пациентов с SSc.

«Гипотеза II типа о фиброзе» предполагает, что дисбаланс между цитокинами Th1 и Th2 изменяет микроокружение тканей в сторону профибротического фенотипа . Действительно, Th2-цитокины регулируют дифференцировку и активацию как фиброцитов (, так и M2s.). Действительно, мы обнаружили увеличение IL-10, MCP-1, IL-1 RA и TNFα, а также снижение M-CSF в крови пациентов с SSc-ILD по сравнению как с более старыми, так и с более молодыми контролями. Эта комбинация цитокинов может вносить вклад в увеличение количества фиброцитов CD34 +, наблюдаемое в группе SSc-ILD, а также в повышенные уровни CCL18 и IL10, наблюдаемые в ответ на стимуляцию LPS моноцитов SSc-ILD. В отличие от этого, в крови старых здоровых контролей содержалось повышенное содержание IL-4, IL-10, IL-13, MCP-1 и CCL18, но снижалось TNFα по сравнению с молодыми здоровыми контролями. Тем не менее, эти медиаторы не различались у лиц пожилого возраста и лиц с SSc-ILD. Учитывая различия в CD45 + / pro-Col-Iα +Фенотипы клеток, наблюдаемые в нашей когорте, возможно, что эта комбинация цитокинов может индуцировать экспрессию коллагена в моноцитах, но что IL-1 RA и TNFα необходимы для поддержания экспрессии CD34. Также возможно, что увеличение M-CSF, обнаруженное у пожилых контролей, по сравнению с субъектами с SSc-ILD, отгоняет клетки CD14 + от фенотипа фиброцитов.

        Одна интригующая и неожиданная находка касается возрастных изменений количества циркулирующих клеток CD45 + / pro-Col-Iα +, которые мы наблюдали. В то время как возрастные изменения в количестве и активации моноцитов ( Sadeghi H., et.al , 1999 ), а также в крови уровни MCP-1 и IL13, насколько известно, это первые данные, связывающие накопление или перевозку коллаген-экспрессирующих клеток в крови с нормальным старением.  Данные S. Mathae et.al. ( 2010) показывают увеличение лимфоцитов и моноцитов в пожилой популяции и очень сильную связь между этим моноцитозом и выработкой коллагена клетками CD14 +. Вполне возможно, что если бы авторы  исследовали полные показатели крови у этих пациентов до очистки фиколла, результаты были бы другими, поскольку разделение клеток на основе фиколла может вызывать переменную потерю клеток, или что включение здоровых пожилых субъектов объясняет для этого увеличения количества клеток, как показывает предыдущая работа, количество лейкоцитов у пожилых и слабых людей значительно ниже, чем у пожилых, но здоровых людей ( Kapasi Z., et.al., 2016) .  Также возможно, что эти данные являются результатом более высоких наблюдаемых уровней IL-4, IL-10, IL-13, CCL-18 и MCP-1 в плазме крови пожилых людей. Учитывая ограниченность клинических данных, также нельзя исключить возможность того, что эти результаты могут быть связаны с недиагностированными заболеваниями, аномалиями костного мозга или иммунохимическим заболеванием. На основании этих результатов можно предположить , что циркулирующие фиброциты и коллаген-продуцирующие моноциты могут играть дополнительную физиологическую роль в поддержании гомеостаза тканей при нормальном старении.

    В заключение, эти данные усиливают связь между фиброцитами, альтернативно активированными макрофагами и SSc-ILD. Отличительный профибротический фенотип циркулирующих моноцитов в SSc-ILD подразумевает, что нарушения в дифференцировке, рекрутировании, транспортировке, активации и клиренсе этих клеток могут быть важными факторами в патогенезе фиброза легких в этой популяции пациентов.