Значение сигнального пути Notch в модуляции дифференцировки основных популяций Т-лимфоцитов у больных инфильтративным туберкулезом легких

Цель исследования: оценить модулирующее влияние сигнального пути Notch на дифференцировку Th1- и Th2-лимфоцитов в условиях in vitro у больных инфильтративным туберкулезом легких.

Материалы и методы. Исследование включало 14 больных с впервые выявленным инфильтративным туберкулезом легких. Мононуклеарные лейкоциты выделяли из крови методом градиентного центрифугирования. В инкубационную среду вносили только антигены микобактерий туберкулеза в виде белка CFP10-ESAT6 или совместно с ингибитором γ-секретазы DAPT (5 мкМ/л или 10 мкМ/л). Клетки культивировали 72 ч. в полной питательной среде при 5% СО₂ и 37°С. Количество Th1- и Th2-лимфоцитов определяли методом проточной цитофлуориметрии путем оценки экспрессии рецептора CD4 и внутриклеточных транскрипционных факторов T-bet и GATA-3.

Результаты. Стимуляция клеток белком CFP10-ESAT6 сопровождалась увеличением числа Th1- и Th2-лимфоцитов только у больных с туберкулезом легких, устойчивым к изониазиду + рифампицину. Добавление в инкубационную среду DAPT в концентрации 10 мкМ/л у этих пациентов приводило к повышению количества Th1-лимфоцитов и уменьшению Th2-лимфоцитов. У больных туберкулезом легких с чувствительностью к изониазиду + рифампицину регистрировалось только снижение числа Th2-лимфоцитов. Во всех группах обследуемых подавление сигнального пути Notch приводило к повышению индекса Th1/Th2 относительно Th1/Th2 при стимуляции антигенами CFP10-ESAT6.

1. Чурина Е. Г., Попова А. В., Уразова О. И., Патышева М. Р., Колобовникова Ю. В., Чумакова С. П. Экспрессия скавенджер-рецепторов CD163, CD204 и CD206 на макрофагах у больных туберкулезом легких // Бюллетень сибирской медицины. - 2022. - Т. 21, № 4. - С. 140-149. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2022-4-140-149

2. Abebe F. Synergy between Th1 and Th2 responses during Mycobacterium tuberculosis infection: A review of current understanding // Int. Rev. Immunol. - 2019. - Vol. 38, № 4. - P. 172-179. https://doi.org/10.1080/08830185.2019.1632842

3. Burt P., Peine M., Peine C., Borek Z., Serve S., FloBdorf M., Hegazy A. N., Hofer T., Lohning M., Thurley K. Dissecting the dynamic transcriptional landscape of early T helper cell differentiation into Th1, Th2, and Th1/2 hybrid cells // Front. Immunol. - 2022. - № 13. - P. 928018. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.928018

4. Dua B., Upadhyay R., Natrajan M., Arora M., Kithiganahalli Narayanaswamy B., Joshi B. Notch signaling induces lymphoproliferation, T helper cell activation and Th1/Th2 differentiation in leprosy // Immunol. Lett. - 2019. - № 207. - P. 6-16. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2019.01.003

5. Kapoor A., Nation D. A. Role of Notch signaling in neurovascular aging and Alzheimer's disease // Semin. Cell Dev. Biol. - 2021. - № 116. - P. 90-97. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2020.12.011

6. Kathamuthu G. R., Sridhar R., Baskaran D., Babu S. Dominant expansion of CD4+, CD8+ T and NK cells expressing Th1/Tc1/Type 1 cytokines in culture-positive lymph node tuberculosis // PLoS One. - 2022. - Vol. 17, № 5. - P. e0269109. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0269109

7. Kidd P. Th1/Th2 balance: the hypothesis, its limitations, and implications for health and disease // Altern. Med. Rev. - 2003. - Vol. № 3. - P. 223-46.

8. Kononova T. E., Urazova O. I., Novitskii V. V., Esimova I. E., Churina E. G. Subpopulation structure of IFNY-producing T lymphocytes in patients with pulmonary tuberculosis // Bull. Exp. Biol. Med. - 2018. - Vol. 165, № 3. - P. 311-314. https://doi.org/10.1007/s10517-018-4157-z

9. Li G., Yang F., He X., Liu Z., Pi J., Zhu Y., Ke X., Liu S., Ou M., Guo H., Zhang Z., Zeng G., Zhang G. Anti-tuberculosis (TB) chemotherapy dynamically rescues Th1 and CD8+ T effector levels in Han Chinese pulmonary TB patients // Microbes Infect. - 2020. - Vol. 22, № 3. - P. 119-126. https://doi.org/10.1016/j.micinf.2019.10.001

10. Lim J. S., Ibaseta A., Fischer M. M., Cancilla B., O'Young G., Cristea S., Luca V. C., Yang D., Jahchan N. S., Hamard C., Antoine M., Wislez M., Kong C., Cain J., Liu Y. W., Kapoun A. M., Garcia K. C., Hoey T., Murriel C. L., Sage J. Intratumoural heterogeneity generated by Notch signalling promotes small-cell lung cancer // Nature. - 2017. - Vol. 545, № 7654. - P. 360-364. https://doi.org/10.1038/nature22323

11. Maglione P. J., Chan J. How B cells shape the immune response against Mycobacterium tuberculosis // Eur. J. Immunol. - 2009. - Vol. 39, № 3. - P. 676-86. https://doi.org/10.1002/eji.200839148

12. Mayer-Barber K. D., Barber D. L. Innate and Adaptive Cellular Immune Responses to Mycobacterium tuberculosis Infection // Cold Spring Harb. Perspect. Med. - 2015. - Vol. 5, № 12. - P. a018424. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a018424

13. Neal L. M., Qiu Y., Chung J., Xing E., Cho W., Malachowski A. N., Sandy-Sloat A. R., Osterholzer J. J., Maillard I., Olszewski M. A. T Cell-Restricted Notch Signaling Contributes to Pulmonary Th1 and Th2 Immunity during Cryptococcus neoformans Infection // J. Immunol. - 2017. - Vol. 199, № 2. - P. 643-655. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1601715

14. Perna A., Marathe S., Dreos R., Falquet L., Akarsu Egger H., Auber L. A. Revealing NOTCH-dependencies in synaptic targets associated with Alzheimer's disease // Mol. Cell Neurosci. - 2021. - № 115. - P. 103657. https://doi.org/10.1016/j.mcn.2021.103657

15. Ravesloot-Chavez M. M., Van Dis E., Stanley S. A. The Innate Immune Response to Mycobacterium tuberculosis Infection // Annu. Rev. Immunol. - 2021. - № 39. - P. 611-637. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-093019-010426

16. Santos J. H. A., Buhrer-Sekula S., Melo G. C., Cordeiro-Santos M., Pimentel J. P. D., Gomes-Silva A., Costa A. G., Saraceni V., Da-Cruz A. M., Lacerda M. V. G. Ascaris lumbricoides coinfection reduces tissue damage by decreasing IL-6 levels without altering clinical evolution of pulmonary tuberculosis or Th1/Th2/Th17 cytokine profile // Rev. Soc. Bras. Med. Trop. - 2019. - № 52. - P. e20190315. https://doi.org/10.1590/0037-8682-0315-2019

17. Sha S., Shi X., Deng G., Chen L., Xin Y., Ma Y. Mycobacterium tuberculosis Rv1987 induces Th2 immune responses and enhances Mycobacterium smegmatis survival in mice // Microbiol. Res. - 2017 - № 197. - P. 74-80. https://doi.org/10.1016/j.micres.2017.01.004

18. Sharif A., Shaji A., Chammaa M., Pawlik E., Fernandez-Valdivia R. Notch Transduction in Non-Small Cell Lung Cancer // Int. J. Mol. Sci. - 2020. - Vol. 21, № 16. - P. 5691. https://doi.org/10.3390/ijms21165691

19. Siebel C., Lendahl U. Notch Signaling in Development, Tissue Homeostasis, and Disease. Physiol Rev. - 2017. - Vol. 97, № 4. - P. 1235-1294. https://doi.org/10.1152/physrev.00005.2017

20. Urazova O. I., Churina E. G., Hasanova R. R., Novitskiy V. V., Poletika V. S. Association between polymorphisms of cytokine genes and secretion of IL-12P70, IL-18, and IL-27 by dendritic cells in patients with pulmonary tuberculosis // Tuberculosis. - 2019. - Vol. 115. - P. 56-62. https://doi.org/10.1016/j.tube.2019.02.003

21. Verma N. K., Fazil M. H., Ong S. T., Chalasani M. L., Low J. H., Kottaiswamy A. P. P., Kizhakeyil A., Kumar S., Panda A. K., Freeley M., Smith S. M., Boehm B. O., Kelleher D. LFA-1/ICAM-1 ligation in human T cells promotes Th1 polarization through a GSK3e signaling-dependent Notch pathway // J. Immunol. - 2016. - Vol. 197, № 1. - P. 108-118. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1501264

22. Vijayaraghavan J., Osborne B. A. Notch and T Cell Function - A Complex Tale // Adv. Exp. Med. Biol. - 2018. - № 1066. - P. 339-354. https://doi.org/10.1007/978-3-319-89512-3_17