Журналов:     Статей:        

Российский иммунологический журнал. 2020; 23: 429-436

Изменение уровня макрофагального колониестимулирующего фактора в сыворотке крови пациентов с эссенциальной гипертензией после SARS-CoV-2 инфицирования

Радаева О. А., Симбирцев А. С., Селезнева Н. М., Искандярова М. С.

https://doi.org/10.46235/1028-7221-430-SMC

Аннотация

Понимание изменения цитокин-опосредованных звеньев иммунопатогенеза ЭАГ после перенесенного COVID-19 является актуальным научным вопросом. SARS-CoV-2 обладает прямыми эффектами действия на макрофаги, что с высокой вероятностью вносит изменения в регуляторную систему M-CSF-VEGF-A-IL-34 у данной категории больных, а значит, определяет изменение цитокин-опосредованных схем прогрессирования гипертензии. Современное состояние исследования в области иммунопатогенеза осложнений SARS-CoV-2 инфицирования и собственные данные о роли M-CSF в патогенезе ЭАГ обосновывают цель исследования – сопоставить уровни M-CSF и VEGF-A, IL-34 в сыворотке крови больных ЭАГ II стадии до и через 1 месяц после перенесенного COVID-19 для оценки характера изменения M-CSF-опосредованных механизмов прогрессирования гипертензии. Для достижения поставленной цели было сформировано 4 группы пациентов в зависимости от наличия ЭАГ и формы COVID-19 (без пневмонии и с пневмонией). Забор крови проводился через 1 месяц после перенесенного COVID-19. Содержание M-CSF и VEGF-A, IL-34 определяли иммуноферментным методом в сыворотке крови. Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью Stat Soft Statistica 13.5.
Сравнительный анализ содержания M-CSF в сыворотке крови больных ЭАГ II стадии до и после перенесенного COVID-19 определил, что, вне зависимости от формы заболевания (ОРВИ (без пневмонии) или с пневмонией), регистрируются более высокие уровни M-CSF через 1 месяц после выздоровления (р < 0,001). При этом у больных ЭАГ II стадии через 1 месяц после SARSCoV2 инфицирования отсутствует компенсаторное увеличение VEGF-A в сыворотке крови на фоне значительного роста M-CSF (выше 458 пг/мл), что было зарегистрировано в период до инфекционного заболевания у данной категории пациентов и определяло формирование более выраженной коронарной коллатеральной сети при сравнении лиц с гемодинамически значимым изменением коронарных сосудов. Выявленная в нашем исследовании ассоциация повышенного содержания M-CSF (более 392 пг/мл) в прединфекционном периоде у больных ЭАГ II стадии и увеличением процента развития COVID-19 с пневмоний, возможно, связана с гипотезой о роли дисрегулированной активации компартмента мононуклеарных фагоцитов при развитии поражения ткани легкого. Приведенные результаты доказывают научную и клиническую ценность изучения роли M-CSF в аспекте изменение цитокинопосредованных схем прогрессирования ЭАГ после перенесенного COVID-19.

Список литературы

1. Радаева О.А., Симбирцев А.С. М-CSF, IL-34, VEGF-A как факторы риска развития инфаркта миокарда, острого нарушения мозгового кровообращения у больных эссенциальной артериальной гипертензией // Российский иммунологический журнал, 2015. Т. 9 (18), № 1. С. 93-101. [Radaeva, O.A., Simbirtsev A.S. М-CSF, IL-34, VEGF-A as risk factors of myocardial infarction and stroke in patients with essential hypertension. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2015, Vol. 9 (18), no. 1, pp. 93-101. (In Russ.)]

2. Berg K.E., Ljungcrantz I., Andersson L., Bryngelsson C., Hedblad B., Fredrikson G.N., Nilsson J., Björkbacka H. Elevated CD14++CD16- monocytes predict cardiovascular events. Circ. Cardiovasc. Genet., 2012, Vol. 5, pp. 122-131.

3. Carod-Artal F.J. Neurological complications of coronavirus and COVID-19. Rev. Neurol., 2020, Vol. 70, no. 9, pp. 311-322.

4. Guzik T.J., Mohiddin S.A., Dimarco A., Patel V., Savvatis K., Marelli-Berg F.M., Madhur M.S., Tomaszewski M., Maffia P., D’Acquisto F., Nicklin S.A., Marian A.J., Nosalski R., Murray E.C., Guzik B., Berry C., Touyz R.M., Kreutz R., Wang D.W., Bhella D., McInnes I.B. COVID-19 and the cardiovascular system: implications for risk assessment, diagnosis, and treatment options. Cardiovasc. Res., 2020, Vol. 116, no. 10, pp. 1666-1687.

5. Hu Y., Zhang L., Fan G., Xu J., Gu X., Cheng Z., Yu T., Xia J., Wei Y., Wu W., Xie X., Yin W., Li H., Liu M., Xiao Y., Gao H., Guo L., Xie J., Wang G., Jiang R., Gao Z., Jin Q., Wang J., Cao B. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet, 2020, Vol. 395, no. 10223, pp. 497-506.

6. Kreutz R., Algharably E., Azizi M., Dobrowolski P., Guzik T., Januszewicz A., Persu A., Prejbisz A., Riemer T., Wang J., Burnier M.. Hypertension, the renin-angiotensin system, and the risk of lower respiratory tract infections and lung injury: implications for COVID-19. European society of hypertension COVID-19 task force review of evidence. Cardiovasc. Res., 2020, Vol. 116, no. 10, pp. 1688-1699.

7. Liao M., Liu Y., Yuan J., Wen Y., Xu G., Zhao J., Cheng L., Li J., Wang X., Wang F., Liu L., Amit I., Zhang S., Zhang Z. Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19. Nat. Med., 2020, Vol. 26, pp. 842-844.

8. Merad M., Martin J.C. Pathological inflammation in patients with COVID-19: a key role for monocytes and macrophages. Nat. Rev. Immunol., 2020, Vol. 20, no. 6, pp. 355-362.

9. Nandi S., Cioc M., Yeung Y., Nieves E., Tesfa L., Lin H., Hsu A.W., Halenbeck R., Cheng H.Y., Gokhan S., Mehler M.F., Stanley E.R.. Receptor-type Protein-tyrosine phosphatase ζ is a functional receptor for interleukin-34. J. Biol. Chem., 2013, Vol. 288, no. 30, pp. 21972-21986.

10. Nishiga M., Wang D.W., Han Y., Lewis D.B., Wu J.C. COVID-19 and cardiovascular disease: from basic mechanisms to clinical perspectives [published online ahead of print, 2020 Jul 20]. Nat. Rev. Cardiol., 2020, pp. 1-16.

11. Radaeva O.A., Simbirtsev A.S., Kostina J.A. The change in the circadian rhythm of macrophage colonystimulating factor content in the blood of patients with essential hypertension. Cytokine: X, 2019, Vol. 1, no. 3, 100010. doi: 10.1016/j.cytox.2019.100010.

12. Schiopu A., Bengtsson E., Gonçalves I., Nilsson J., Fredrikson G.N., Björkbacka H. Associations between macrophage colony-stimulating factor and monocyte chemotactic protein 1 in plasma and first-time coronary events: a nested case-control study. J. Am. Heart Assoc., 2016, Vol. 5, no. 9, e002851. doi: 10.1161/JAHA.115.002851.

13. Okazaki T., Ebihara S., Asada M., Yamanda S., Saijo Y., Shiraishi Y., Ebihara T., Niu K., Mei H., Arai H., Yambe T. Macrophage colony-stimulating factor improves cardiac function after ischemic injury by inducing vascular endothelial growth factor production and survival of cardiomyocytes. Am. J. Pathol., 2007, Vol. 171, pp. 1093-1103.

14. Zernecke A., Weber C. Chemokines in atherosclerosis: proceedings resumed. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2014, Vol. 34, no. 4, pp. 742-750.

Russian Journal of Immunology. 2020; 23: 429-436

Serum macrophage colony-stimulating factor levels in patients with essential hypertension after SARS-CoV-2 infection

Radaeva O. A., Simbirtsev A. S., Selezneva N. M., Iskandyarova M. S.

https://doi.org/10.46235/1028-7221-430-SMC

Abstract

Understanding changes in the cytokine-mediated mechanisms in immunopathogenesis of essential hypertension (EH) after COVID-19 poses a pressing scientific issue. SARS-CoV-2 exerts direct effects on macrophages with high probability altering regulatory M-CSF-VEGF-A-IL-34 axis, thereby accounting for change in cytokine-mediated patterns of hypertension progression. Immunopathogenesis of complications after SARS-CoV-2 infection and a role of M-CSF in EH pathogenesis justify study objective – to compare the serum M-CSF and VEGF-A, IL-34 levels in stage II EH patients prior to COVID-19 and one month after recovery to assess modality of altered M-CSF-mediated mechanisms behind hypertension progression. Four groups of patients were stratified depending on EH and clinical characteristics of COVID-19 (without/with pneumonia). Blood sampling was performed one month after COVID-19. The serum M-CSF and VEGF-A, IL-34 level was measured by using enzyme-linked immunosorbent assay. The data were statistically processed by using Stat Soft Statistica 13.5. Comparative analysis of serum M-CSF level in patients with stage II EH prior and after COVID-19 revealed that regardless of clinical course (with/without pneumonia) they were featured with higher levels of M-CSF one month after recovery (p < 0.001) vs baseline level. The serum VEGF-A level in patients with stage II EH did not change in papallel with increased M-CSF (458 pg/ml or more) one month after SARS CoV 2 infection. However, M-CSF stimulated rise in serum VEGF-A level and accounted for formation of marked coronary collateral network prior to infection. A relationship between the increased serum M-CSF level (higher than 392 pg/ml) and elevated percentage of COVID-19 with pneumonia in patients with stage II EH prior to the infection might be related to the hypothesis about “a role of dysregulated activation of mononuclear phagocytes in development of lung tissue damage”. The data presented prove scientific and clinical value of assessing a role for M-CSF with respect to altered cytokine-mediated patterns of EH progression after COVID-19 recovery.

References

1. Radaeva O.A., Simbirtsev A.S. M-CSF, IL-34, VEGF-A kak faktory riska razvitiya infarkta miokarda, ostrogo narusheniya mozgovogo krovoobrashcheniya u bol'nykh essentsial'noi arterial'noi gipertenziei // Rossiiskii immunologicheskii zhurnal, 2015. T. 9 (18), № 1. S. 93-101. [Radaeva, O.A., Simbirtsev A.S. M-CSF, IL-34, VEGF-A as risk factors of myocardial infarction and stroke in patients with essential hypertension. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2015, Vol. 9 (18), no. 1, pp. 93-101. (In Russ.)]

2. Berg K.E., Ljungcrantz I., Andersson L., Bryngelsson C., Hedblad B., Fredrikson G.N., Nilsson J., Björkbacka H. Elevated CD14++CD16- monocytes predict cardiovascular events. Circ. Cardiovasc. Genet., 2012, Vol. 5, pp. 122-131.

3. Carod-Artal F.J. Neurological complications of coronavirus and COVID-19. Rev. Neurol., 2020, Vol. 70, no. 9, pp. 311-322.

4. Guzik T.J., Mohiddin S.A., Dimarco A., Patel V., Savvatis K., Marelli-Berg F.M., Madhur M.S., Tomaszewski M., Maffia P., D’Acquisto F., Nicklin S.A., Marian A.J., Nosalski R., Murray E.C., Guzik B., Berry C., Touyz R.M., Kreutz R., Wang D.W., Bhella D., McInnes I.B. COVID-19 and the cardiovascular system: implications for risk assessment, diagnosis, and treatment options. Cardiovasc. Res., 2020, Vol. 116, no. 10, pp. 1666-1687.

5. Hu Y., Zhang L., Fan G., Xu J., Gu X., Cheng Z., Yu T., Xia J., Wei Y., Wu W., Xie X., Yin W., Li H., Liu M., Xiao Y., Gao H., Guo L., Xie J., Wang G., Jiang R., Gao Z., Jin Q., Wang J., Cao B. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet, 2020, Vol. 395, no. 10223, pp. 497-506.

6. Kreutz R., Algharably E., Azizi M., Dobrowolski P., Guzik T., Januszewicz A., Persu A., Prejbisz A., Riemer T., Wang J., Burnier M.. Hypertension, the renin-angiotensin system, and the risk of lower respiratory tract infections and lung injury: implications for COVID-19. European society of hypertension COVID-19 task force review of evidence. Cardiovasc. Res., 2020, Vol. 116, no. 10, pp. 1688-1699.

7. Liao M., Liu Y., Yuan J., Wen Y., Xu G., Zhao J., Cheng L., Li J., Wang X., Wang F., Liu L., Amit I., Zhang S., Zhang Z. Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19. Nat. Med., 2020, Vol. 26, pp. 842-844.

8. Merad M., Martin J.C. Pathological inflammation in patients with COVID-19: a key role for monocytes and macrophages. Nat. Rev. Immunol., 2020, Vol. 20, no. 6, pp. 355-362.

9. Nandi S., Cioc M., Yeung Y., Nieves E., Tesfa L., Lin H., Hsu A.W., Halenbeck R., Cheng H.Y., Gokhan S., Mehler M.F., Stanley E.R.. Receptor-type Protein-tyrosine phosphatase ζ is a functional receptor for interleukin-34. J. Biol. Chem., 2013, Vol. 288, no. 30, pp. 21972-21986.

10. Nishiga M., Wang D.W., Han Y., Lewis D.B., Wu J.C. COVID-19 and cardiovascular disease: from basic mechanisms to clinical perspectives [published online ahead of print, 2020 Jul 20]. Nat. Rev. Cardiol., 2020, pp. 1-16.

11. Radaeva O.A., Simbirtsev A.S., Kostina J.A. The change in the circadian rhythm of macrophage colonystimulating factor content in the blood of patients with essential hypertension. Cytokine: X, 2019, Vol. 1, no. 3, 100010. doi: 10.1016/j.cytox.2019.100010.

12. Schiopu A., Bengtsson E., Gonçalves I., Nilsson J., Fredrikson G.N., Björkbacka H. Associations between macrophage colony-stimulating factor and monocyte chemotactic protein 1 in plasma and first-time coronary events: a nested case-control study. J. Am. Heart Assoc., 2016, Vol. 5, no. 9, e002851. doi: 10.1161/JAHA.115.002851.

13. Okazaki T., Ebihara S., Asada M., Yamanda S., Saijo Y., Shiraishi Y., Ebihara T., Niu K., Mei H., Arai H., Yambe T. Macrophage colony-stimulating factor improves cardiac function after ischemic injury by inducing vascular endothelial growth factor production and survival of cardiomyocytes. Am. J. Pathol., 2007, Vol. 171, pp. 1093-1103.

14. Zernecke A., Weber C. Chemokines in atherosclerosis: proceedings resumed. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2014, Vol. 34, no. 4, pp. 742-750.