Ambivalent in vitro effect of immunoregulatory peptides on antigen-presenting subsets of neutrophil granulocytes in purulent inflammatory diseases

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Neutrophilic granulocytes (NG) are functioning as regulators of the immune response. Expression of NG molecules HLA-DR and presentation of antigen to T cells is one of their regulatory mechanisms. The NG dysfunction plays a great role in pathogenesis of acute hematogenous osteomyelitis (AHO) in children. An activated, antigen-presenting NG subset (APC) СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ was also found in these patients. Therefore, studies of surface NG membrane receptor expression, including HLA- DR, their regulation by peptides, and influence of the latter factors on correction on NG effector functions are of sufficient interest. Our objective was to evaluate the possibility of in vitro modulating the phenotype of CD66b+CD16+CD33+HLA- DR-, CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ subsets of neutrophilic granulocytes under the influence of hexapeptide (HP) and glucosaminylmuramyl dipeptide (GMDP) in blood cells of children with acute hematogenous osteomyelitis using in vitro experimental tests.

Peripheral blood (PB) of 28 children with AHO aged 8-15 years was studied (the study group). 13 healthy children aged 8-15 years comprised the comparison group. To evaluate the effect of peptides, PB of children with AHO was cultured with HP (10-6 g/L, 60 min, 37 °С): study group 1, and with GMDP (10-6 g/L, 60 min, 37 °С) – study group 2. The number of NG CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+, CD66b+CD16+CD33+HLA- DR- subsets, receptor expression density (MFI) (FC 500 “Beckman Coulter”, USA), phagocytic activity of NG, before and after cultivation were tested with these peptides.

In children with AHO, a subset of NG CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ is registered in 30.2 (16.4-34.9) %; with MFI, HLA-DR it comprised 3.5 (3.3-4.2) %. Under the influence of HP, a decrease of NG-APC and MFI HLA-DR numbers to 1.7 (1.6-2.2) (p1.2 > 0.05) was revealed, due to binding of HP to HLA-DR (p > 0.05). Under the influence of GMDP, there is a significant increase in MFI CD66b and MFI CD33 receptors (p1.2 < 0.05) in both subsets; there is an increase in MFI HLA-DR (p > 0.05) in the NG-APC subset. The modulating effects of HP and GMDP on the phenotype of NG CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ and CD66b+CD16+CD33+HLA- DR- subsets may contribute to restoration of the phagocytic function of NG.

We have detected the “long-lived” activated NG subset CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ with the properties of APC, that can present antigen to T lymphocytes in PB of children with AHO. However, the important question exists, whether such a transformation will promote or slow down the progression of the purulent-inflammatory process? In this study, we have demonstrated in vitro the ability of two immunotropic peptides (HP, GMDP) to modulate the phenotype of NG-APC subset, thus potentially promoting recovery of the NG effector functions.

About the authors

I. V. Nesterova

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

Email: chudilova2015@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Researcher, Department of Clinical and Experimental Immunology and Molecular Biology, Central Scientific Research Laboratory; Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Adaptology, Faculty of Continuing Medical Education, Medical Institute

Russian Federation, Krasnodar; Moscow

G. A. Chudilova

Kuban State Medical University

Email: chudilova2015@yandex.ru

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

Russian Federation, Krasnodar

Yu. V. Teterin

Kuban State Medical University

Author for correspondence.
Email: chudilova2015@yandex.ru

Postgraduate Student, Department of Clinical Immunology, Allergology and Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Krasnodar

References

  1. Долгушин И.И., Мезенцева Е.А., Савочкина А.Ю., Кузнецова Е.К. Нейтрофил как «многофункциональное устройство» иммунной системы // Инфекция и иммунитет, 2019. Т. 9, № 1. С. 9-38. [Dolgushin I.I., Mezentseva E.A., Savochkina A.Yu., Kuznetsova E.K. Neutrophil as a multifunctional relay in immune system. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2019, Vol. 9, no. 1, pp. 9-38. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2019-1-9-38.
  2. Нестерова И.В., Чудилова Г.А., Тетерин Ю.В., Чичерев Е.А., Чапурина В.Н., Митропанова М.Н. Антигенпрезентирующая субпопуляция СD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ нейтрофильных гранулоцитов при остром остеомиелите у детей: иммуномодулирующие эффекты влияний иммунотропного гексапептида в экспериментальной системе in vitro» // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 4. С. 899-890. [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”. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 4, pp. 899-906. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-APS-2776.
  3. 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.
  4. Fites J.S., Gui M., Kernien J.F., Negoro P., Dagher Z., Sykes D.B., Nett J.E., Mansour M.K., Klein B.S. An unappreciated role for neutrophil-DC hybrids in immunity to invasive fungal infections. PLoS Pathog., 2018, Vol. 14, no. 5, e1007073. doi: 10.1371/journal.ppat.1007073.
  5. Hellebrekers P. Neutrophil phenotypes in health and disease. Eur. J. Clin. Investig., 2018, Vol. 48, e12943. doi: 10.1111/eci.12943.
  6. 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.
  7. Iking-Konert C., Csekö C., Wagner C., Stegmaier S., Andrassy K., Hänsch G.M. Transdifferentiation of polymorphonuclear neutrophils: acquisition of CD83 and other functional characteristics of dendritic cells. J. Mol. Med. (Berl.), 2001, Vol. 79, no. 8, pp. 464-474.
  8. Li Y., Wang W., Yang F., Xu Y., Feng C., Zhao Y. The regulatory roles of neutrophils in adaptive immunity. Cell Commun. Signal., 2019, Vol. 17, no. 1, 147. doi: 10.1186/s12964-019-0471-y.
  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. Liu Z., Zheng X., Wang J., Wang E. Molecular analysis of thymopentin binding to HLA-DR molecules. PLoS One, 2007,Vol. 2, no. 12, e1348. doi: 10.1371/journal.pone.0001348.
  11. Moffat A., Gwyer Findlay E. Evidence for antigen presentation by human neutrophils. Blood, 2024, Vol. 143, no. 24, pp. 2455-2463.
  12. Mysore V., Cullere X., Mears J., Rosetti F., Okubo K., Liew P.X., Zhang F., Madera-Salcedo I., Rosenbauer F., Stone R.M., Aster J.C., von Andrian U.H., Lichtman A.H., Raychaudhuri S., Mayadas T.N. FcR engagement reprograms neutrophils into antigen cross-presenting cells that elicit acquired anti-tumor immunity. Nat. Commun., 2021, Vol. 12, 4791. doi: 10.1038/s41467-021-24591-x.
  13. Soehnlein O., Steffens S., Hidalgo A., Weber C. Neutrophils as protagonists and targets in chronic inflammation. Nat. Rev. Immunol., 2017, Vol. 17, pp. 248-261.
  14. Vono M., Lin A., Norrby-Teglund A., Koup R.A., Liang F., Loré K. Neutrophils acquire the capacity for antigen presentation to memory CD4+ T cells in vitro and ex vivo. Blood, 2017, Vol. 129, no. 14, pp. 1991-2001.
  15. Wu Y., Ma J., Yang X., Nan F., Zhang T., Ji S., Rao D., Feng H., Gao K., Gu X., Jiang S., Song G., Pan J., Zhang M., Xu Y., Zhang S., Fan Y., Wang X., Zhou J., Yang L., Fan J., Zhang X., Gao Q. Neutrophil profiling illuminates anti-tumor antigen-presenting potency. Cell, 2024, Vol. 187, pp. 1422-1439.e24.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Correlation (A) and phenotypic characteristics (B) of subsets CD66b+CD16+CD33+HLA-DR- and CD66b+CD16+CD33+HLA-DR+ neutrophil granulocytes in acute hematogenous osteomyelitis

Download (372KB)
3. Figure 2. Effects of hexapeptide and glucosaminylmuramyl dipeptide on the ratio (A) and phenotype (B) of subsets of neutrophil granulocytes in acute hematogenous osteomyelitis

Download (477KB)
4. Figure 3. Changes in the phagocytic activity of neutrophil granulocytes before and after cultivation in vitro with immunoregulatory peptides in acute hematogenous osteomyelitis in children

Download (245KB)

Copyright (c) 2025 Nesterova I.V., Chudilova G.A., Teterin Y.V.

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».