Альманах клинической медицины. 2018; 46: 758-764
Возможности и перспективы применения диагностической технологии QPI (количественный фазовый имиджинг) в акушерстве и гинекологии
https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-8-758-764Аннотация
Актуальность. Важная роль иммунологических факторов в патогенезе эндометриоза позволяет рассматривать их в качестве диагностических и прогностических маркеров заболевания. Перспективный подход в диагностике иммунологических нарушений – неинвазивная клеточная диагностическая технология количественного фазового имиджинга (quantitative phase imaging – QPI), в основе которой лежат принципы лазерной интерферометрии и голографии.
Цель – оценить возможности QPI для выявления диагностических критериев уровня нарушений в клеточном звене иммунной системы у пациенток с наружным эндометриозом.
Материал и методы. Проведена количественная оценка цитотоксического потенциала лимфоцитов периферической крови 22 пациенток с эндометриоидными кистами яичников (средний возраст 27,1 ± 3,4 года), 20 больных лейомиомой матки (средний возраст 29,3 ± 4,1 года) и 20 практически здоровых небеременных женщин фертильного возраста (средний возраст 28,7 ± 3,6 года) с использованием неинвазивной технологии количественного фазового имиджинга, реализованной на основе модуля фазово-интерференционной микроскопии отечественного аппаратно-программного комплекса «Биони» (ООО «Весттрейд», Россия).
Результаты. Изучены фазово-интерференционные портреты нативных лимфоцитов, выявлены морфологические и денситометрические особенности, характерные для клеток с фенотипом CD4+ и CD8+. В популяции цитотоксических лимфоцитов выделены 2 группы клеток, различающихся величинами фазовой толщины Hcyt и площади Scyt примембранной области цитоплазмы, содержащей гранулы перфорина. Установлено, что в условиях физиологической нормы содержание перфоринпозитивных CD8+ лимфоцитов, реализующих цитотоксический (перфориновый) потенциал, составляет 37,1 ± 5,15%, у пациенток с эндометриозом – 29,8 ± 6,34%, а с лейомиомой матки – 42,6 ± 5,89%.
Обсуждение. Оценка цитотоксического потенциала лимфоцитов посредством количественного определения клеток, содержащих перфориновые гранулы, может служить важным диагностическим и прогностическим критерием течения заболевания.
Заключение. Исследование внутриклеточных структур лимфоцитов с использованием неинвазивной и безреагентной технологии QPI позволяет не только детально изучать патогенетические механизмы трансформации иммунокомпетентных клеток в условиях развития патологического процесса, но и в перспективе предложить новые подходы к функциональной диагностике состояния иммунной системы на основе полученных результатов.
Список литературы
1. Адамян ЛВ, ред. Сочетанные доброкачественные опухоли и гиперпластические процессы матки (миома, аденомиоз, гиперплазия эндометрия). Проект клинических рекомендаций по ведению больных. М.; 2015. 94 с.
2. Прилепская ВН, Иванова ЕВ, Тагиева АВ, Летуновская АБ. Эндометриоз: от трудностей диагностики к новым возможностям терапии. Гинекология. 2012;14(4):4–8.
3. Подзолкова НМ, Колода ЮА, Коренная ВВ. Наружный генитальный эндометриоз: взгляд репродуктолога. Фарматека. 2012;12(245):64–71.
4. Burney RO, Giudice LC. Pathogenesis and pathophysiology of endometriosis. Fertil Steril. 2012;98(3):511–9. doi: 10.1016/j.fertnstert.2012.06.029.
5. Facchin F, Barbara G, Saita E, Mosconi P, Roberto A, Fedele L, Vercellini P. Impact of endometriosis on quality of life and mental health: pelvic pain makes the difference. J Psychosom Obstet Gynaecol. 2015;36(4):135–41. doi: 10.3109/0167482X.2015.1074173
6. Алексанова ЕМ, Аксененко ВА, Пилавова ОМ. Изменения местного иммунитета у пациенток с эндометриоидными кистами яичников на фоне недифференцированной дисплазии соединительной ткани. Фундаментальные исследования. 2014;(10–2): 245–50.
7. Линде ВА, Ермолова НВ, Колесникова ЛВ, Слесарева КВ, Ширинг АВ, Скачков НН. Содержание клеточных биорегуляторов в сыворотке крови и перитонеальной жидкости у женщин при формировании эндометриоидных кист яичников. Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2012;(3): 58–64.
8. Miller JE, Ahn SH, Monsanto SP, Khalaj K, Koti M, Tayade C. Implications of immune dysfunction on endometriosis associated infertility. Oncotarget. 2017;8(4):7138–47. doi: 10.18632/oncotarget.12577.
9. Mu F, Harris HR, Rich-Edwards JW, Hankinson SE, Rimm EB, Spiegelman D, Missmer SA. A prospective study of inflammatory markers and risk of endometriosis. Am J Epidemiol. 2018;187(3):515–22. doi: 10.1093/aje/kwx272.
10. Гаспарян СА, Чотчаева СМ, Василенко ИА, Кастрикина ИС. Структурно-морфологические особенности тромбоцитов периферической крови при неразвивающейся беременности. Журнал акушерства и женских болезней. 2009;LVIII(3):7–11.
11. Ордиянц ИМ, Побединская ОС, Макаева ДА, Алиева ЭА. Цитоморфометрическое прогнозирование невынашивания ранней беременности. Мать и дитя в Кузбассе. 2014;(2):108–11.
12. Василенко ИА, Кардашова ЗЗ, Тычинский ВП, Вишенская ТВ, Лифенко РА, Валов АЛ, Иванюта ИВ, Агаджанян БЯ. Клеточная диагностика: возможности витальной компьютерной микроскопии. Вестник последипломного медицинского образования. 2009;(3–4):64–8.
13. Лысенко МА, Метелин ВБ, Баранова НВ. Опыт применения инновационных клеточных технологий в диагностике эндометриоидных кист яичников. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2012;2(26):33–6.
14. Chang CW, Cheong ML, Chang GD, Tsai MS, Chen H. Involvement of Epac1/Rap1/CaMKI/ HDAC5 signaling cascade in the regulation of placental cell fusion. Mol Hum Reprod. 2013;19(11):745–55. doi: 10.1093/molehr/gat050.
15. Цалман АЯ, Ватазин АВ, Василенко ИА, Метелин ВБ, Вышенская ТВ. Интерференционная фазометрия ядерных структур лимфоцитов при трансплантации почки. Клиническая нефрология. 2010;(6):43–7.
16. Вышенская ТВ, Болотова АА, Василенко ИА, Звержховский ВД, Болдырев ДВ, Кретушев АВ, Евдокимов АА. Метод определения цитотоксического потенциала по фазовым изображениям CD8+ лимфоцитов. Биофизика. 2016;61(3):523–7.
17. Кадагидзе ЗГ, Заботина ТН, Короткова ОВ, Табаков ДВ, Черткова АИ, Борунова АА, Панчук ИО, Самойленко ИВ, Харкевич ГЮ, Демидов ЛВ. Влияние ипилимумаба на субпопуляционную структуру лимфоцитов больных диссеминированной меланомой. Практическая онкология. 2017;18(3):285–97.
18. Борунова АА, Чкадуа ГЗ, Заботина ТН. Перфорин-опосредованная цитотоксичность CD16+-лимфоцитов. Иммунология. 2006;27(1):4–6.
19. Voskoboinik I, Sutton VR, Ciccone A, House CM, Chia J, Darcy PK, Yagita H, Trapani JA. Blood. Perforin activity and immune homeostasis: the common A91V polymorphism in perforin results in both presynaptic and postsynaptic defects in function. 2007;110(4):1184–90. doi: 10.1182/blood-2007-02-072850.
20. Moreno-Hagelsieb G, Vitug B, Medrano-Soto A, Saier MH Jr. The Membrane Attack Complex/Perforin Superfamily. J Mol Microbiol Biotechnol. 2017;27(4):252–67. doi: 10.1159/000481286.
21. Khan KN, Kitajima M, Hiraki K, Fujishita A, Sekine I, Ishimaru T, Masuzaki H. Immunopathogenesis of pelvic endometriosis: role of hepatocyte growth factor, macrophages and ovarian steroids. Am J Reprod Immunol. 2008;60(5):383–404.
22. Jeung I, Cheon K, Kim MR. Decreased Cytotoxicity of Peripheral and Peritoneal Natural Killer Cell in Endometriosis. Biomed Res Int. 2016;2016:2916070. doi: 10.1155/2016/2916070.
Almanac of Clinical Medicine. 2018; 46: 758-764
The potential and prospects of the quantitative phase imaging (QPI) diagnostic technology in obstetrics and gynecology
https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-8-758-764Abstract
Rationale: An important role of immunological factors in the endometriosis pathophysiology allows for their consideration as diagnostic and prognostic disease markers. A promising approach to the diagnosis of immunological abnormalities is based on the non-invasive cell diagnostic technology of quantitative phase imaging (QPI), with underlying principles of laser interferometry and holography.
Aim: To assess the QPI potential to identify diagnostic criteria for cell immunity abnormalities in female patients with external endometriosis.
Materials and methods: We performed a quantitative assessment of the cytotoxic potential of peripheral blood lymphocytes from 22 patients with endometrioid ovarian cysts (mean age, 27.1 ± 3.4 years), 20 patients with uterine leiomyoma (mean age, 29.3 ± 4.1 years) and 20 health non-pregnant women of child-bearing age (mean age, 28.7 ± 3.6 years). We used the non-invasive QPI technique with the module for phase interference microscopy of the Russian hardand software complex Bioni (Westtrade Ltd., Russia).
Results: We studied phase interference pictures of native lymphocytes to identify morphological and densitometry characteristics for CD4+ и CD8+ cells. Two groups of cells were identified in the cytotoxic lymphocyte population, which differed in their values of the phase thickness (Hcyt) and the area of cytoplasm adjacent to the membrane and containing the perforin granules (Scyt). It was found, that in the healthy controls the proportion of perforin-positive cytotoxic CD8+ lymphocytes was 37.1 ± 5.15%, in the patients with endometriosis 29.8 ± 6.34%, and in those with uterine leiomyoma 42.6 ± 5.89%.
Discussion: Assessment of the lymphocyte cytotoxic potential by quantitative determination of cells containing perforin granules may be an important diagnostic and prognostic criterion of the disease course.
Conclusion: Studies of the intracellular structures of lymphocytes by non-invasive and non-reagent technology QPI allows not only for a detailed evaluation of pathophysiological mechanisms of immune competent cell transformation in the course of a pathological process, but also gives future directions for development of new approaches to functional assessment of the immune system based on the results obtained.
References
1. Adamyan LV, red. Sochetannye dobrokachestvennye opukholi i giperplasticheskie protsessy matki (mioma, adenomioz, giperplaziya endometriya). Proekt klinicheskikh rekomendatsii po vedeniyu bol'nykh. M.; 2015. 94 s.
2. Prilepskaya VN, Ivanova EV, Tagieva AV, Letunovskaya AB. Endometrioz: ot trudnostei diagnostiki k novym vozmozhnostyam terapii. Ginekologiya. 2012;14(4):4–8.
3. Podzolkova NM, Koloda YuA, Korennaya VV. Naruzhnyi genital'nyi endometrioz: vzglyad reproduktologa. Farmateka. 2012;12(245):64–71.
4. Burney RO, Giudice LC. Pathogenesis and pathophysiology of endometriosis. Fertil Steril. 2012;98(3):511–9. doi: 10.1016/j.fertnstert.2012.06.029.
5. Facchin F, Barbara G, Saita E, Mosconi P, Roberto A, Fedele L, Vercellini P. Impact of endometriosis on quality of life and mental health: pelvic pain makes the difference. J Psychosom Obstet Gynaecol. 2015;36(4):135–41. doi: 10.3109/0167482X.2015.1074173
6. Aleksanova EM, Aksenenko VA, Pilavova OM. Izmeneniya mestnogo immuniteta u patsientok s endometrioidnymi kistami yaichnikov na fone nedifferentsirovannoi displazii soedinitel'noi tkani. Fundamental'nye issledovaniya. 2014;(10–2): 245–50.
7. Linde VA, Ermolova NV, Kolesnikova LV, Slesareva KV, Shiring AV, Skachkov NN. Soderzhanie kletochnykh bioregulyatorov v syvorotke krovi i peritoneal'noi zhidkosti u zhenshchin pri formirovanii endometrioidnykh kist yaichnikov. Zhurnal fundamental'noi meditsiny i biologii. 2012;(3): 58–64.
8. Miller JE, Ahn SH, Monsanto SP, Khalaj K, Koti M, Tayade C. Implications of immune dysfunction on endometriosis associated infertility. Oncotarget. 2017;8(4):7138–47. doi: 10.18632/oncotarget.12577.
9. Mu F, Harris HR, Rich-Edwards JW, Hankinson SE, Rimm EB, Spiegelman D, Missmer SA. A prospective study of inflammatory markers and risk of endometriosis. Am J Epidemiol. 2018;187(3):515–22. doi: 10.1093/aje/kwx272.
10. Gasparyan SA, Chotchaeva SM, Vasilenko IA, Kastrikina IS. Strukturno-morfologicheskie osobennosti trombotsitov perifericheskoi krovi pri nerazvivayushcheisya beremennosti. Zhurnal akusherstva i zhenskikh boleznei. 2009;LVIII(3):7–11.
11. Ordiyants IM, Pobedinskaya OS, Makaeva DA, Alieva EA. Tsitomorfometricheskoe prognozirovanie nevynashivaniya rannei beremennosti. Mat' i ditya v Kuzbasse. 2014;(2):108–11.
12. Vasilenko IA, Kardashova ZZ, Tychinskii VP, Vishenskaya TV, Lifenko RA, Valov AL, Ivanyuta IV, Agadzhanyan BYa. Kletochnaya diagnostika: vozmozhnosti vital'noi komp'yuternoi mikroskopii. Vestnik poslediplomnogo meditsinskogo obrazovaniya. 2009;(3–4):64–8.
13. Lysenko MA, Metelin VB, Baranova NV. Opyt primeneniya innovatsionnykh kletochnykh tekhnologii v diagnostike endometrioidnykh kist yaichnikov. Meditsinskii vestnik Severnogo Kavkaza. 2012;2(26):33–6.
14. Chang CW, Cheong ML, Chang GD, Tsai MS, Chen H. Involvement of Epac1/Rap1/CaMKI/ HDAC5 signaling cascade in the regulation of placental cell fusion. Mol Hum Reprod. 2013;19(11):745–55. doi: 10.1093/molehr/gat050.
15. Tsalman AYa, Vatazin AV, Vasilenko IA, Metelin VB, Vyshenskaya TV. Interferentsionnaya fazometriya yadernykh struktur limfotsitov pri transplantatsii pochki. Klinicheskaya nefrologiya. 2010;(6):43–7.
16. Vyshenskaya TV, Bolotova AA, Vasilenko IA, Zverzhkhovskii VD, Boldyrev DV, Kretushev AV, Evdokimov AA. Metod opredeleniya tsitotoksicheskogo potentsiala po fazovym izobrazheniyam CD8+ limfotsitov. Biofizika. 2016;61(3):523–7.
17. Kadagidze ZG, Zabotina TN, Korotkova OV, Tabakov DV, Chertkova AI, Borunova AA, Panchuk IO, Samoilenko IV, Kharkevich GYu, Demidov LV. Vliyanie ipilimumaba na subpopulyatsionnuyu strukturu limfotsitov bol'nykh disseminirovannoi melanomoi. Prakticheskaya onkologiya. 2017;18(3):285–97.
18. Borunova AA, Chkadua GZ, Zabotina TN. Perforin-oposredovannaya tsitotoksichnost' CD16+-limfotsitov. Immunologiya. 2006;27(1):4–6.
19. Voskoboinik I, Sutton VR, Ciccone A, House CM, Chia J, Darcy PK, Yagita H, Trapani JA. Blood. Perforin activity and immune homeostasis: the common A91V polymorphism in perforin results in both presynaptic and postsynaptic defects in function. 2007;110(4):1184–90. doi: 10.1182/blood-2007-02-072850.
20. Moreno-Hagelsieb G, Vitug B, Medrano-Soto A, Saier MH Jr. The Membrane Attack Complex/Perforin Superfamily. J Mol Microbiol Biotechnol. 2017;27(4):252–67. doi: 10.1159/000481286.
21. Khan KN, Kitajima M, Hiraki K, Fujishita A, Sekine I, Ishimaru T, Masuzaki H. Immunopathogenesis of pelvic endometriosis: role of hepatocyte growth factor, macrophages and ovarian steroids. Am J Reprod Immunol. 2008;60(5):383–404.
22. Jeung I, Cheon K, Kim MR. Decreased Cytotoxicity of Peripheral and Peritoneal Natural Killer Cell in Endometriosis. Biomed Res Int. 2016;2016:2916070. doi: 10.1155/2016/2916070.
