Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2024; 23: 128-138
Возрастная динамика показателей клеточного иммунитета, активность внутриклеточных дегидрогеназ лимфоцитов и функциональная активность нейтрофилов у детей с болезнью Гоше
https://doi.org/10.24287/1726-1708-2024-23-1-128-138Аннотация
Болезнь Гоше (БГ) – это лизосомная болезнь накопления с аутосомно-рецессивным типом наследования. При БГ происходят хроническая активация макрофагальной системы, нарушение регуляторных функций макрофагов, сдвиг цитокиновой регуляции в сторону провоспалительных цитокинов и развитие хронического воспаления с вовлечением всех иммунных клеток, что может приводить к изменению состава как основных, так и малых популяций лимфоцитов. Сниженная активность бета-глюкоцереброзидазы нарушает нормальную лизосомальную функцию и аутофагию, что приводит к внутриклеточному накоплению гликосфинголипидов, создающему самоподдерживающийся цикл нарушения утилизации глюкоцереброзида с усугублением работы как лизосом, так и митохондрий. Известно, что для нелеченых пациентов с БГ характерен более частый и осложненный инфекционный статус, который предположительно может возникать из-за изменений функциональной активности нейтрофилов, вызванных нарушением процесса фагоцитоза и окислительного взрыва в этой популяции клеток.
Цель работы: изучить возрастные особенности содержания основных и малых популяций лимфоцитов в периферической крови, активность внутриклеточных дегидрогеназ лимфоцитов и функциональную активность нейтрофилов у детей с БГ.
Настоящее исследование одобрено независимым этическим комитетом и утверждено решением ученого совета ФГАУ «НМИЦ здоровья детей» Минздрава России. В исследование вошли 73 ребенка с БГ, из них в разные возрастные периоды были обследованы 26 детей (у 1 ребенка – 4 пробы, у 3 детей – 3, у 22 пациентов – 2), группа сравнения составила 148 здоровых детей, сопоставимых по возрасту. В соответствии с референсными интервалами для иммунологических показателей дети были разделены на 5 возрастных групп. Определение субпопуляционного состава лимфоцитов, исследование активности сукцинатдегидрогеназы в основных и малых популяциях лимфоцитов (иммуноцитохимический метод) и оценку функциональной активности нейтрофилов проводили методом проточной цитометрии. Показатели субпопуляций лимфоцитов были проанализированы в процентах отклонения от возрастной нормы. Активность внутриклеточных дегидрогеназ (сукцинатдегидрогеназа, НАДН-дегидрогеназа, лактатдегидрогеназа) определяли цитоморфоденситометрическим методом с помощью анализа изображений. Статистические расчеты проводили с использованием программы Statistica 10.0 (StatSoft, США). Для детей с БГ характерно снижение NK-клеток, увеличение Th17-лимфоцитов и активированных Т-хелперов с возрастом. Анализ активности внутриклеточных дегидрогеназ выявил снижение процессов окислительного фосфорилирования и гликолиза в лимфоцитах периферической крови у детей с БГ. Функциональная активность нейтрофилов у большинства пациентов детского возраста с БГ соответствовала референсным значениям.
Список литературы
1. Stone W.L., Basit H., Mukkamalla S.K.R., Master S.R. Gaucher Disease. In: StatPearls (Internet). Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023.
2. Futerman A.H., Zimran A. (eds.). Gaucher Disease. Taylor & Francis Group, LLC; 2007. 528 p.
3. Лукина Е.А., Сысоева Е.П., Мамонов В.Е., Яцык Г.А., Цветаева Н.В., Гундобина О.С. и др. Национальные клинические рекомендации «Диагностика и лечение болезни Гоше». М.; 2014. 21 с.
4. Федеральные клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи детям с болезнью Гоше. М.: Союз педиатров России; 2015. 16 с.
5. Федеральные клинические рекомендации по оказанию медицинской помощи детям с болезнью Гоше. М.: Союз педиатров России; 2021. 16 с. [Электронный ресурс] URL: https://www.pediatr-russia.ru/information/klin-rek/proekty-klinicheskikh-rekomendatsiy/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D1%8C%20%D0%93%D0%BE%D1%88%D0%B5_1.06.2021.pdf (дата обращения 07. 02. 2024).
6. Давыдова А.В. Лизосомные болезни накопления: болезнь Гоше. Сибирский медицинский журнал (Иркутск) 2009; 88 (5): 9–14.
7. Мовсисян Г.Б., Савостьянов К.В., Пушков А.А., Мазанова Н.Н., Хазыкова Д.В., Фирумянц А.И. и др. Опыт применения велаглюцеразы альфа у детей с болезнью Гоше 1-го типа в России. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии 2023; 22 (3): 94–102. DOI: 10.24287/1726-1708-2023-22-3-94-102.
8. Букина Т.М., Басистова А.А., Белогурова М.Б., Гундобина О.С. Болезнь Гоше: патогенез и клинические проявления. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии 2004; 3 (4): 36–42.
9. Белогурова М.Б. Патогенез, клиническая картина, диагностика и лечение болезни Гоше. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии 2008; 7 (4): 11–17.
10. Пономарев Р.В., Лукина Е.А. Болезнь Гоше: достижения и перспективы. Терапевтический архив 2021; 93 (7): 830–6. DOI: 10.26442/00403660.2021.07.200912.
11. Белогурова М.Б., Диникина Ю.В., Кудлай Д.А., Борозинец А.Ю. Болезнь Гоше у детей: что изменилось в XXI веке. Российский журнал детской гематологии и онкологии (РЖДГиО) 2019; 6 (4): 19–24. DOI: 10.21682/2311-1267-2019-6-4-19-24.
12. Zahran A.M., Saad K., Abo-Elela M.G., Eloseily E.M., Gad E.F., Elgheet A.M.A., et al. Down-regulation of Regulatory T-cells in Children With Gaucher Disease Under Enzyme Replacement Therapy. Clin Appl Thromb Hemost 2019; 25: 1076029619889685. DOI: 10.1177/1076029619889685
13. Zahran A.M., Saad K., Elsayh K.I., Abdou M.A.A., Abo-Elgheet A.M., Eloseily E.M., et al. Upregulation of Cytotoxic T-cells in pediatric patients with Gaucher disease. Sci Rep 2022; 12 (1): 4977. DOI: 10.1038/s41598-022-08843-4
14. Zahran A.M., Youssef M.A.M., Shafik E.A., Zahran Z.A.M., El-Badawy O., Abo Elgheet A.M., Elsayh K.I. Downregulation of B regulatory cells and upregulation of T helper 1 cells in children with Gaucher disease undergoing enzyme replacement therapy. Immunol Res 2020; 68 (2): 73–80. DOI: 10.1007/s12026-020-09129-5
15. Klein A.D., Outeiro T.F. Glucocerebrosidase mutations disrupt the lysosome and now the mitochondria. Nat Commun 2023; 14 (1): 6383.
16. Baden P., Perez M.J., Raji H., Bertoli F., Kalb S., Illescas M., et al. Glucocerebrosidase is imported into mitochondria and preserves complex I integrity and energy metabolism. Nat Commun 2023; 14 (1): 1930. DOI: 10.1038/s41467-023-37454-4
17. Курбатова О.В., Петричук С.В., Купцова Д.Г., Радыгина Т.В., Семикина Е.Л., Потапов А.С. Возрастные особенности субпопуляционного состава и метаболизма лимфоцитов у детей с болезнью Вильсона–Коновалова. Кремлевская медицина. Клинический вестник 2023; 2: 5–11. DOI: 10.48612/cgma/a5rx-evxd-xkk9.
18. Курбатова О.В., Измайлова Т.Д., Сурков А.Н., Намазова-Баранова Л.С., Полякова С.И., Мирошкина Л.В., и др. Митохондриальная дисфункция у детей с печеночными формами гликогеновой болезни. Вестник Российской академии медицинских наук 2014; 69 (7–8): 78–84. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1112.
19. Giraldo P., Alfonso P., Irún P., Gort L., Chabás A., Vilageliu L., et al. Mapping the genetic and clinical characteristics of Gaucher disease in the Iberian Peninsula. Orphanet J Rare Dis 2012; 7 (1): 17. DOI: 10.1186/1750-1172-7-17
20. Nalysnyk L., Rotella P., Simeone J.C., Hamed A., Weinreb N. Gaucher disease epidemiology and natural history : a comprehensive review of the literature. Hematology 2017; 22 (2): 65–73. DOI: 10.1080/10245332.2016.1240391
21. Дегтерев М.Б., Смолов М.А., Вишневский А.Ю., Шукуров Р.Р. Физико-химическая характеризация имиглюцеразы биоаналогичного и референтного препарата масс-спектрометрическими методами. В кн.: Биотехнология: состояние и перспективы развития. Материалы Международного конгресса. М.; 2019. С. 302–303.
22. Сысоева Е.П., Пономарев Р.В., Лукина К.А., Чавынчак Р.Б., Короткова С.Б., Жиляева М.В. и др. Оценка эффективности и безопасности биоаналогичного препарата Глуразим (имиглюцераза) у больных болезнью Гоше I типа. Гематология и трансфузиология 2020; 65 (1): 8–23.
23. Фитилёв С.Б., Возжаев А.В., Шкребнева И.И., Кудлай Д.А., Гапченко Е.В., Маркова О.А., и др. Результаты открытого рандомизированного сравнительного перекрестного клинического исследования I фазы по оценке безопасности и фармакокинетики препарата Глуразим® (имиглюцераза) в сравнении с референтным препаратом у здоровых добровольцев. Онкогематология 2019; 14 (4): 73–83. DOI: 10.17650/1818-8346-2019-14-4-73-83.
24. Петричук С.В., Измайлова Т.Д., Радыгина Т.В. Способ измерения митохондриальной активности лимфоцитов. Патент на изобретение RU 2302635 C1, 10.07.2007. Заявка № 2005141145/15 от 28. 12. 2005.
25. Highton A.J., Schuster I.S., Degli-Esposti M.A., Altfeld M. The role of natural killer cells in liver inflammation. Semin Immunopathol 2021; 43 (4): 519–33. DOI: 10.1007/s00281-021-00877-6
26. Pandey M.K., Rani R., Zhang W., Setchell K., Grabowski G.A. Immunological cell type characterization and Th1–Th17 cytokine production in a mouse model of Gaucher disease. Mol Genet Metab 2012; 106 (3): 310–22. DOI: 10.1016/j.ymgme.2012.04.020
27. Wilson A.N., Mosure S.A., Solt L.A. A Compass to Guide Insights into Th17 Cellular Metabolism and Autoimmunity. Immunometabolism. 2022; 4 (1): e220001. DOI: 10.20900/immunometab20220001
Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology. 2024; 23: 128-138
Age-related changes in the parameters of cellular immunity, the activity of intracellular lymphocyte dehydrogenases and functional activity of neutrophils in children with Gaucher disease
https://doi.org/10.24287/1726-1708-2024-23-1-128-138Abstract
Gaucher disease (GD) is an autosomal recessively inherited disease that belongs to the group of lysosomal storage diseases. In GD, there is chronic activation of the macrophage system, disruption of the regulatory functions of macrophages, a shift in cytokine regulation towards pro-inflammatory cytokines and the development of chronic inflammation involving all immune cells, which can lead to changes in the composition of both major and minor populations of lymphocytes. Reduced beta-glucocerebrosidase activity impairs normal lysosomal function and autophagy, leading to the intracellular accumulation of glycosphingolipids, creating a self-sustaining cycle of impaired glucocerebroside utilization with the aggravation of both lysosomal and mitochondrial functions. It is known that untreated patients with GD are susceptible to more frequent and complicated infectious diseases, which presumably may arise due to changes in the functional activity of neutrophils caused by the disruption of the process of phagocytosis and oxidative burst in this cell population.
The aim: to study the age-related features of the composition of the major and minor populations of peripheral blood lymphocytes, the activity of intracellular dehydrogenases of lymphocytes and the functional activity of neutrophils in children with GD.
The study was approved by the Independent Ethics Committee and the Scientific Council of the National Medical Research Center for Children's Health of Ministry of Healthcare of the Russian Federation. The study included 73 children with GD, of which 26 children were examined at different age periods (1 child – 4 tests, 3 children – 3 tests, 22 children – 2 tests), the comparison group consisted of 148 healthy children comparable in age. The determination of the subpopulation composition of lymphocytes, the study of succinate dehydrogenase activity in the major and minor populations of lymphocytes (by immunocytochemical method) and the assessment of the functional activity of neutrophils were carried out using flow cytometry. The parameters of lymphocyte subpopulations were analyzed as percentage deviations from the age norm. The activity of intracellular dehydrogenases (succinate dehydrogenase, NADH dehydrogenase, lactate dehydrogenase) was determined by a cytomorphodensitometric method using image analysis. The statistical calculations were performed using the Statistica 10.0 program (StatSoft, USA). A decrease in NK cells and an increase in Th17 cells and activated T helper cells are usually observed in children with GD with age. The analysis of the activity of intracellular dehydrogenases revealed a decrease in the processes of oxidative phosphorylation and glycolysis in peripheral blood lymphocytes in children with GD. The functional activity of neutrophils in the majority of children with GD corresponded to the reference values.
References
1. Stone W.L., Basit H., Mukkamalla S.K.R., Master S.R. Gaucher Disease. In: StatPearls (Internet). Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023.
2. Futerman A.H., Zimran A. (eds.). Gaucher Disease. Taylor & Francis Group, LLC; 2007. 528 p.
3. Lukina E.A., Sysoeva E.P., Mamonov V.E., Yatsyk G.A., Tsvetaeva N.V., Gundobina O.S. i dr. Natsional'nye klinicheskie rekomendatsii «Diagnostika i lechenie bolezni Goshe». M.; 2014. 21 s.
4. Federal'nye klinicheskie rekomendatsii po okazaniyu meditsinskoi pomoshchi detyam s bolezn'yu Goshe. M.: Soyuz pediatrov Rossii; 2015. 16 s.
5. Federal'nye klinicheskie rekomendatsii po okazaniyu meditsinskoi pomoshchi detyam s bolezn'yu Goshe. M.: Soyuz pediatrov Rossii; 2021. 16 s. [Elektronnyi resurs] URL: https://www.pediatr-russia.ru/information/klin-rek/proekty-klinicheskikh-rekomendatsiy/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D1%8C%20%D0%93%D0%BE%D1%88%D0%B5_1.06.2021.pdf (data obrashcheniya 07. 02. 2024).
6. Davydova A.V. Lizosomnye bolezni nakopleniya: bolezn' Goshe. Sibirskii meditsinskii zhurnal (Irkutsk) 2009; 88 (5): 9–14.
7. Movsisyan G.B., Savost'yanov K.V., Pushkov A.A., Mazanova N.N., Khazykova D.V., Firumyants A.I. i dr. Opyt primeneniya velaglyutserazy al'fa u detei s bolezn'yu Goshe 1-go tipa v Rossii. Voprosy gematologii/onkologii i immunopatologii v pediatrii 2023; 22 (3): 94–102. DOI: 10.24287/1726-1708-2023-22-3-94-102.
8. Bukina T.M., Basistova A.A., Belogurova M.B., Gundobina O.S. Bolezn' Goshe: patogenez i klinicheskie proyavleniya. Voprosy gematologii/onkologii i immunopatologii v pediatrii 2004; 3 (4): 36–42.
9. Belogurova M.B. Patogenez, klinicheskaya kartina, diagnostika i lechenie bolezni Goshe. Voprosy gematologii/onkologii i immunopatologii v pediatrii 2008; 7 (4): 11–17.
10. Ponomarev R.V., Lukina E.A. Bolezn' Goshe: dostizheniya i perspektivy. Terapevticheskii arkhiv 2021; 93 (7): 830–6. DOI: 10.26442/00403660.2021.07.200912.
11. Belogurova M.B., Dinikina Yu.V., Kudlai D.A., Borozinets A.Yu. Bolezn' Goshe u detei: chto izmenilos' v XXI veke. Rossiiskii zhurnal detskoi gematologii i onkologii (RZhDGiO) 2019; 6 (4): 19–24. DOI: 10.21682/2311-1267-2019-6-4-19-24.
12. Zahran A.M., Saad K., Abo-Elela M.G., Eloseily E.M., Gad E.F., Elgheet A.M.A., et al. Down-regulation of Regulatory T-cells in Children With Gaucher Disease Under Enzyme Replacement Therapy. Clin Appl Thromb Hemost 2019; 25: 1076029619889685. DOI: 10.1177/1076029619889685
13. Zahran A.M., Saad K., Elsayh K.I., Abdou M.A.A., Abo-Elgheet A.M., Eloseily E.M., et al. Upregulation of Cytotoxic T-cells in pediatric patients with Gaucher disease. Sci Rep 2022; 12 (1): 4977. DOI: 10.1038/s41598-022-08843-4
14. Zahran A.M., Youssef M.A.M., Shafik E.A., Zahran Z.A.M., El-Badawy O., Abo Elgheet A.M., Elsayh K.I. Downregulation of B regulatory cells and upregulation of T helper 1 cells in children with Gaucher disease undergoing enzyme replacement therapy. Immunol Res 2020; 68 (2): 73–80. DOI: 10.1007/s12026-020-09129-5
15. Klein A.D., Outeiro T.F. Glucocerebrosidase mutations disrupt the lysosome and now the mitochondria. Nat Commun 2023; 14 (1): 6383.
16. Baden P., Perez M.J., Raji H., Bertoli F., Kalb S., Illescas M., et al. Glucocerebrosidase is imported into mitochondria and preserves complex I integrity and energy metabolism. Nat Commun 2023; 14 (1): 1930. DOI: 10.1038/s41467-023-37454-4
17. Kurbatova O.V., Petrichuk S.V., Kuptsova D.G., Radygina T.V., Semikina E.L., Potapov A.S. Vozrastnye osobennosti subpopulyatsionnogo sostava i metabolizma limfotsitov u detei s bolezn'yu Vil'sona–Konovalova. Kremlevskaya meditsina. Klinicheskii vestnik 2023; 2: 5–11. DOI: 10.48612/cgma/a5rx-evxd-xkk9.
18. Kurbatova O.V., Izmailova T.D., Surkov A.N., Namazova-Baranova L.S., Polyakova S.I., Miroshkina L.V., i dr. Mitokhondrial'naya disfunktsiya u detei s pechenochnymi formami glikogenovoi bolezni. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk 2014; 69 (7–8): 78–84. DOI: 10.15690/vramn.v69i7-8.1112.
19. Giraldo P., Alfonso P., Irún P., Gort L., Chabás A., Vilageliu L., et al. Mapping the genetic and clinical characteristics of Gaucher disease in the Iberian Peninsula. Orphanet J Rare Dis 2012; 7 (1): 17. DOI: 10.1186/1750-1172-7-17
20. Nalysnyk L., Rotella P., Simeone J.C., Hamed A., Weinreb N. Gaucher disease epidemiology and natural history : a comprehensive review of the literature. Hematology 2017; 22 (2): 65–73. DOI: 10.1080/10245332.2016.1240391
21. Degterev M.B., Smolov M.A., Vishnevskii A.Yu., Shukurov R.R. Fiziko-khimicheskaya kharakterizatsiya imiglyutserazy bioanalogichnogo i referentnogo preparata mass-spektrometricheskimi metodami. V kn.: Biotekhnologiya: sostoyanie i perspektivy razvitiya. Materialy Mezhdunarodnogo kongressa. M.; 2019. S. 302–303.
22. Sysoeva E.P., Ponomarev R.V., Lukina K.A., Chavynchak R.B., Korotkova S.B., Zhilyaeva M.V. i dr. Otsenka effektivnosti i bezopasnosti bioanalogichnogo preparata Glurazim (imiglyutseraza) u bol'nykh bolezn'yu Goshe I tipa. Gematologiya i transfuziologiya 2020; 65 (1): 8–23.
23. Fitilev S.B., Vozzhaev A.V., Shkrebneva I.I., Kudlai D.A., Gapchenko E.V., Markova O.A., i dr. Rezul'taty otkrytogo randomizirovannogo sravnitel'nogo perekrestnogo klinicheskogo issledovaniya I fazy po otsenke bezopasnosti i farmakokinetiki preparata Glurazim® (imiglyutseraza) v sravnenii s referentnym preparatom u zdorovykh dobrovol'tsev. Onkogematologiya 2019; 14 (4): 73–83. DOI: 10.17650/1818-8346-2019-14-4-73-83.
24. Petrichuk S.V., Izmailova T.D., Radygina T.V. Sposob izmereniya mitokhondrial'noi aktivnosti limfotsitov. Patent na izobretenie RU 2302635 C1, 10.07.2007. Zayavka № 2005141145/15 ot 28. 12. 2005.
25. Highton A.J., Schuster I.S., Degli-Esposti M.A., Altfeld M. The role of natural killer cells in liver inflammation. Semin Immunopathol 2021; 43 (4): 519–33. DOI: 10.1007/s00281-021-00877-6
26. Pandey M.K., Rani R., Zhang W., Setchell K., Grabowski G.A. Immunological cell type characterization and Th1–Th17 cytokine production in a mouse model of Gaucher disease. Mol Genet Metab 2012; 106 (3): 310–22. DOI: 10.1016/j.ymgme.2012.04.020
27. Wilson A.N., Mosure S.A., Solt L.A. A Compass to Guide Insights into Th17 Cellular Metabolism and Autoimmunity. Immunometabolism. 2022; 4 (1): e220001. DOI: 10.20900/immunometab20220001
