In vitro effects of recombinant IFNα2B on the content of antigen-presenting CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ subset of neutrophils in children with acute osteomyelitis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Negative impact of S. aureus, seems to be a sufficient condition for the spread of the infectious process in the bone in acute osteomyelitis (AOM) due to its altered elimination caused by dysfunction of the immune system (IS), in particular, of neutrophilic granulocytes (NG). Correction of NG dysfunction in AOM under the influence of immunotropic substances and cytokines via modulation of the NG phenotypic subsets is of sufficient interest. Our aim was to evaluate the in vitro effects of recombinant IFNá2b on the number and phenotype of CD66b+CD16+CD33+HLA-DR-, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ subsets and on phagocytic function of neutrophilic granulocytes in acute osteomyelitis in children.

The study of peripheral blood (PB) samples from children aged 8-15 years was carried out as follows: patients with АOM (n = 24) comprised study group 1 (SG1), healthy children (n = 13) were included into comparison group (CG). PB samples of children with AOM were incubated with recIFNá2b (50 IU/µL, 60 min, 37 °C.) in the study group 1a (SG1a). Before and after incubation with recIFNá2b, the number of NG subsets CD66b+CD16+CD33+HLA-DR-, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ and the density values of receptor expression by fluorescence intensity (MFI) were also determined (FC 500, Beckman Coulter, США). Phagocytic activity of NCs was evaluated as the contents of actively phagocytic NCs (%PhAN), volume of the engulfed S. aureus (strain 209) by assessing their phagocytic number (PhN), phagocytic index (PhI). Bacterial killing was determined as the percentages of microbe digestion (%D), digestion index (DI).

The cells from AOM patients revealed a subset expressing the HLA-DR receptor – СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+NG, which is absent in the PB of CG children. The cells with primed phenotype exhibited an increased expression density of activation receptors CD16 and CD66b. Incubation of PB in AOM with recIFNá2b led to an increased proportion of CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ NG subset which showed active phagocytosis and improved digestion processes. The present study shows the emergence of activated subset of “long-lived” CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ NCs in children with AOM. This subpopulation has APC features, by presenting AG to T lymphocytes, with preserved effector properties. In an in vitro experimental system, a positive effect of recIFNá2b was demonstrated, leading to an increased number of NGs of the CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ subset and recovery of S. aureus phagocytosis by NGs, thus being promising in the future for development of new approaches to optimization of complex therapy in the postoperative period of AOM treatment, prevention of complications and the opportunity to alleviate the disorders in the immune system.

About the authors

I. V. Nesterova

Kuban State Medical University; P. Lumumba Peoples’ Friendship University

Email: inesterova1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5339-4504
SPIN-code: 4714-2488
Scopus Author ID: 56553330300

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Research Associate, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology, Central Scientific Research Laboratory, Kuban State Medical University, Krasnodar; Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Adaptology, Medical Institute, P. Lumumba Peoples’ Friendship University

Russian Federation, Krasnodar; Moscow

Galina A. Chudilova

Kuban State Medical University

Author for correspondence.
Email: chudilova2015@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8005-9325
SPIN-code: 2092-6412
Scopus Author ID: 6507554434

PhD, MD (Biology), Associate Professor, Head of the Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology of the Central Research Laboratory, Professor of the Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics, Kuban State Medical University

Russian Federation, Krasnodar

Yu. V. Teterin

Kuban State Medical University

Email: yura.teterin.1989@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3073-5070
SPIN-code: 1463-4569

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics, Kuban State Medical University

Russian Federation, Krasnodar

E. A. Chicherev

Kuban State Medical University

Email: chicherev3@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1459-9926
SPIN-code: 9039-4163

Postgraduate Student, Department of Surgical Diseases of Childhood, Kuban State Medical University

Russian Federation, Krasnodar

V. N. Chapurina

Kuban State Medical University

Email: pavlenkoevi2016@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1912-2038
SPIN-code: 4499-9021
Scopus Author ID: 57222552947

Assistant Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics, Kuban State Medical University

Russian Federation, Krasnodar

V. A. Tarakanov

Kuban State Medical University

Email: inesterova1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8654-1454
SPIN-code: 5622-1496

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Surgical Diseases of Childhood, Kuban State Medical University

Russian Federation, Krasnodar

N. K. Barova

Kuban State Medical University

Email: nbarova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5857-2296
SPIN-code: 5365-0960

PhD (Medicine), Associate Professor, Head, Department of Surgical Diseases of Childhood, Kuban State Medical University

Russian Federation, Krasnodar

References

  1. Белокрылов Н.М., Щепалов А.В., Антонов Д.В., Белокрылов А.Н., Жужгов Е.А. К вопросу об остеомиелите и его последствиях у детей: обзор литературы // Пермский медицинский журнал, 2020. Т. 37, № 3. С. 40-57. [Belokrylov N.M., Schepalov A.V., Antonov D.V., Belokrylov A.N., Zhuzhgov E.A. On the issue of osteomyelitis and its consequences in children: a literature review. Permskiy meditsinskiy zhurnal = Perm Medical Journal, 2020, Vol. 37, no. 3, pp. 40-57. (In Russ.)]
  2. Гаврилюк В.П., Статина М.И., Северинов Д.А., Машошина Л.О. Иммунные и метаболические нарушения при остром гематогенном остеомиелите у детей // Вятский медицинский вестник, 2022. № 1 (73). С. 90-96. [Gavrilyuk V.P., Statina M.I., Severinov D.A., Mashoshina L.O. Immune and metabolic disorders in acute hematogenous osteomyelitis in children. Vyatskiy meditsinskiy vestnik = Medical Newsletter of Vyatka, 2022, no. 1 (73), pp. 90-96. (In Russ.)]
  3. Chakravarti A., Rusu D., Flamand N., Borgeat P., Poubelle P.E. Reprogramming of a subpopulation of human blood neutrophils by prolonged exposure to cytokines. Lab. Invest., 2009, Vol. 89, pp. 1084-1099.
  4. Davis R.E., Sharma S., Conceição J., Carneiro P., Novais F., Scott P., Sundar S., Bacellar O., Carvalho E.M., Wilson M.E. Phenotypic and functional characteristics of HLA-DR+ neutrophils in Brazilians with cutaneous leishmaniasis. J. Leukoc. Biol., 2017, Vol. 101, no. 3, pp. 739-749.
  5. Elghetany M.Т. Surface antigen changes during normal neutrophilic development: a critical review. Blood Cells Mol. Dis., 2002, Vol. 28, no. 2, pp. 260-274.
  6. Fanger N.A., Liu C., Guyre P.M., Wardwell K., O’Neil J., Guo T.L., Christian T.P., Mudzinski S.P., Gosselin E.J. Activation of human T cells by major histocompatibility complex class II-expressing neutrophils: proliferation in the presence of superantigen, but not tetanus toxoid. Blood, 1997, Vol. 89, pp. 4128-4135.
  7. Grieshaber-Bouyer R., Nigrovic P.A. Neutrophil heterogeneity as therapeutic opportunity in immune-mediated disease. Front. Immunol., 2019, Vol. 10, 346. doi: 10.3389/fimmu.2019.00346.
  8. Hernández-Caselles T., Martínez-Esparza M., Pérez-Oliva A.B., Quintanilla-Cecconi A.M., García-Alonso A., Alvarez-López D.M., García-Peñarrubia P. A study of CD33 (SIGLEC-3) antigen expression and function on activated human T and NK cells: two isoforms of CD33 are generated by alternative splicing. J. Leukoc. Biol., 2006, Vol. 79, no. 1, pp. 46-58.
  9. Lin A., Loré K. Granulocytes: New members of the antigen-presenting cell family. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, 1781. doi: 10.3389/fimmu.2017.01781.
  10. Matsushima H., Geng S., Lu R., Okamoto T., Yao Y., Mayuzumi N., Kotol P.F., Chojnacki B.J., Miyazaki T., Gallo R.L., Takashima A. Neutrophil differentiation into a unique hybrid population exhibiting dual phenotype and functionality of neutrophils and dendritic cells. Blood, 2013, Vol. 121, no. 10, pp. 1677-1689.
  11. Nesterova I.V., Chudilova G.A., Teterin Yu.V., Chicherev E.A., Chapurina V.N., Mitropanova M.N. Antigen presenting subset of СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ neutrophilic granulocytes in acute osteomyelitis in children: Immunomodulating effects of immunotropic hexapeptide in an in vitro experimental system. Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 4, pp. 899-906. doi: 10.15789/1563-0625-APS-2776.
  12. Polak D., Bohle B. Neutrophils-typical atypical antigen presenting cells? Immunol. Lett., 2022, Vol. 247, pp. 52-58.
  13. Reinisch W., Lichtenberger C., Steger G., Tillinger W., Scheiner O., Gangl A., Maurer D., Willheim M. Donor dependent, interferon-γ induced HLA-DR expression on human neutrophils in vivo. Clin. Exp. Immunol., 2003, Vol. 133, no. 3, pp. 476-484.
  14. Sandilands G.P., Mc Crae J., Hill K., Perry M., Baxter D. Major histocompatibility complex class II (DR) antigen and costimulatory molecules on in vitro and in vivo activated human polymorphonuclear neutrophils. Immunology, 2006, Vol. 119, no. 4, pp. 562-571.
  15. Veis D.J., Cassat J.E. Infectious osteomyelitis: marrying bone biology and microbiology to shed new light on a persistent clinical challenge. J. Bone Miner. Res., 2021, Vol. 36, pp. 636-643.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Nesterova I.V., Chudilova G.A., Teterin Y.V., Chicherev E.A., Chapurina V.N., Tarakanov V.A., Barova N.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».