2226-5988 2686-6749 Клиническая и экспериментальная морфология Clinical and Experimental Morphology ООО "Группа МДВ" 10.31088/CEM2024.13.2.26-35 CD11b+ миелоидные клетки селезенки при карциномах CD11b+ splenic myeloid cells in carcinoma patients Андрюхова Елена Сергеевна Андрюхова Елена Сергеевна Andryukhova Elena S. elenasergeevna9607@gmail.com 0000-0003-0909-9206 Таширева Любовь Александровна Таширева Любовь Александровна Tashireva Lyubov A. cem.journal@mail.ru 0000-0003-2061-8417 Вторушин Сергей Владимирович Вторушин Сергей Владимирович Vtorushin Sergey V. cem.journal@mail.ru 0000-0002-1195-4008 Афанасьев Сергей Геннадьевич Афанасьев Сергей Геннадьевич Afanasyev Sergey G. cem.journal@mail.ru 0000-0002-4701-0375 Августинович Александра Владимировна Августинович Александра Владимировна Avgustinovich Alexandra V. cem.journal@mail.ru 0000-0001-7301-7581 Завьялова Марина Викторовна Завьялова Марина Викторовна Zavyalova Marina V. cem.journal@mail.ru 0000-0001-9429-9813 Перельмутер Владимир Михайлович Перельмутер Владимир Михайлович Perelmuter Vladimir M. cem.journal@mail.ru 0000-0002-7633-9620 ФГБНУ Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Научно-исследовательский институт онкологии, Томск, Россия Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences, Cancer Research Institute, Tomsk, Russia ФГБНУ Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Научно-исследовательский институт онкологии, Томск, Россия; ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России, Томск, Россия Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences, Cancer Research Institute, Tomsk, Russia; Siberian State Medical University, Tomsk, Russia 24 06 2024 13 2 26 35 28 07 2023 20 11 2023 21 08 2023

Введение. Миелоидные элементы селезенки представлены моноцитами и миелоидными супрессорными клетками, которые депонируются в ней и рекрутируются в очаги хронического воспаления, участки репаративной регенерации ткани и в микроокружение опухолей. Изучение роли селезенки в развитии злокачественных опухолей и их прогрессии ограничивается экспериментами in vivo и исследованиями групп пациентов со спленэктомией. Важными, не изученными к настоящему моменту аспектами являются характеристика миелоидных элементов, имеющих общий маркер CD11b, располагающихся в разных морфофункциональных зонах селезенки, и их ассоциация с метастазированием. Цель исследования – сравнение количества и фенотипических особенностей CD11b+ миелоидных клеток, учитывая их локализацию в разных морфофункциональных зонах селезенки, в когортах пациентов без злокачественного новообразования и с таковым, а также в зависимости от гематогенного и лимфогенного метастазирования у пациентов с карциномами разных локализаций. Материалы и методы. Исследована удаленная в ходе хирургического лечения селезенка 35 пациентов с карциномами различных локализаций и восьми пациентов без опухолевых и острых воспалительных процессов, составивших группу сравнения. Для оценки количества CD11b+ клеток с разными вариантами экспрессии CD45, CD34 и CD90 использовался метод TSA – модифицированного многоцветного иммунофлуоресцентного окрашивания. В обеих группах количество клеток каждого фенотипа рассчитывалось на 1 мм2 площади фолликулярной, маргинальной зон и красной пульпы селезенки. В группе пациентов со злокачественными новообразованиями изучена ассоциация количества клеток с лимфогенным и гематогенным метастазированием. Результаты. Популяция CD11b+ миелоидных клеток селезенки гетерогенна, представлена клетками разных стадий дифференцировки моноцитов/MDSC, количество которых преобладает в красной пульпе. Наличие карцином разных нозологических форм ассоциировано с увеличением в красной пульпе промоноцитов (в 17 раз) и уменьшением числа клеток-предшественников миелопоэза в маргинальной зоне (в 2 раза), незрелых моноцитоидных клеток/монобластов в маргинальной зоне (в 5 раз) и красной пульпе селезенки (в 12,5 раза). При наличии лимфогенных метастазов количество CD11b+ миелоидных клеток с такими фенотипами уменьшалось в еще большей степени. Ассоциация количества CD11b+ миелоидных клеток с гематогенным метастазированием не обнаружена. Заключение. Количество CD11b+ миелоидных клеток разных фенотипов в различных морфофункциональных зонах селезенки ассоциировано с развитием у пациентов карцином независимо от их нозологической принадлежности и связано с лимфогенным метастазированием.

Introduction. Splenic myeloid cells include monocytes and myeloid suppressor cells, which are deposited in the spleen and recruited to the sites of chronic inflammation, reparative tissues, and tumor microenvironment. In vivo experiments are mainly used to study the influence of the splenic system on the development and progression of the malignant neoplasm. The characteristics of myeloid elements with a common marker (CD11b) that are located in different splenic morphological and functional zones and their relation to metastases are still poorly studied. We aimed to compare the number and phenotypic features of CD11b+ myeloid cells considering their location in different splenic structural and functional areas in cohorts of patients with and without a malignant neoplasm, as well as depending on hematogenous and lymphogenous metastases in patients with carcinomas of various locations. Materials and methods. To estimate the number of CD11b+ cells with different variants of CD45, CD34, and CD90 expression, we applied the TSA technique. The number of cells of each phenotype per 1 mm2 of follicular, marginal, and red pulp areas was calculated in both groups. The association of cell number with lymphogenic and distant metastases was investigated in the group of patients with malignant neoplasms. Results. The CD11b+ myeloid cell population is heterogeneous and represented by cells at different stages of monocyte/MDSC differentiation, whose numbers predominate in the red pulp. The following changes are associated with carcinomas: a 17-fold increase in the number of promonocytes in the red pulp, a 2-fold decrease in the number of myelopoiesis progenitors in the marginal zone, and a reduction in the quantity of immature monocytoid cells/monoblasts in the marginal zone and the red pulp (5- and 12.5-fold, respectively). The number of CD11b+ myeloid cells with such phenotypes decreased even more in the cases with lymphogenic metastases. No association was found with distant metastases. Conclusion. The number of CD11b+ splenic myeloid cells is associated with carcinomas and lymphogenic metastases.

 Ключевые слова селезенка миелоидные клетки CD11b карциномы метастазирование Keywords spleen myeloid cells CD11b carcinomas metastasis Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 23-15-00135. The study was supported by the Russian Foundation for Basic Research, Project No. 23-15-00135. Воронина Е.И., Агеева Т.А., Рыжова М.В. Особенности микроокружения и возможности иммунотерапии злокачественных глиальных опухолей. Клиническая и экспериментальная морфология. 2020;9(2):5–10. DOI: 10.31088/CEM2020.9.2.5-10. Voronina EI, Ageeva TA, Ryzhova MV. Features of microenvironment and possibility of immunotherapy in malignant gliomas. Clinical and experimental morphology. 2020;9(2):5–10 (In Russ.). DOI: 10.31088/CEM2020.9.2.5-10. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Вторушин С.В., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. Макрофаги селезёнки: особенности популяционного состава и функции. Цитология. 2022;64(1):14–25. DOI: 10.31857/S0041377122010023. Andryuhova ES, Tashireva LA, Vtorushin SV, Zavyalova MV, Perelmuter VM. Spleen macrophages: features of population composition and function. Tsitologyia = Cytology. 2022;64(1):14–25 (In Russ.). DOI: 10.31857/S0041377122010023. Han C, Jin J, Xu S, Liu H, Li N, Cao X. Integrin CD11b negatively regulates TLR‑triggered inflammatory responses by activating Syk and promoting degradation of MyD88 and TRIF via Cbl‑b. Nat Immunol. 2010;11(8):734–42. DOI: 10.1038/ni.1908. Schmid MC, Khan SQ, Kaneda MM, Pathria P, Shepard R, Louis TL et al. Integrin CD11b activation drives tumor innate immunity. Nat Commun. 2018;9(1):5379. DOI: 10.1038/s41467-018-07387-4. Youn JI, Gabrilovich DI. The biology of myeloid‑derived suppressor cells: the blessing and the curse of morphological and functional heterogeneity. Eur J Immunol. 2010;40(11):2969–75. DOI: 10.1002/eji.201040895. Youn JI, Nagaraj S, Collazo M, Gabrilovich DI. Subsets of myeloid‑derived suppressor cells in tumor‑bearing mice. J Immunol. 2008;181(8):5791–802. DOI: 10.4049/jimmunol.181.8.5791. Haverkamp JM, Crist SA, Elzey BD, Cimen C, Ratliff TL. In vivo suppressive function of myeloid‑derived suppressor cells is limited to the inflammatory site. Eur J Immunol. 2011;41(3):749–59. DOI: 10.1002/eji.201041069. Huang B, Pan PY, Li Q, Sato AI, Levy DE, Bromberg J et al. Gr‑1+CD115+ immature myeloid suppressor cells mediate the development of tumor‑induced T regulatory cells and T‑cell anergy in tumor‑bearing host. Cancer Res. 2006;66(2):1123–31. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-1299. Schlecker E, Stojanovic A, Eisen C, Quack C, Falk CS, Umansky V et al. Tumor‑infiltrating monocytic myeloid‑derived suppressor cells mediate CCR5‑dependent recruitment of regulatory T cells favoring tumor growth. J Immunol. 2012;189(12):5602–11. DOI: 10.4049/jimmunol.1201018. Hoechst B, Gamrekelashvili J, Manns MP, Greten TF, Korangy F. Plasticity of human Th17 cells and iTregs is orchestrated by different subsets of myeloid cells. Blood. 2011;117(24):6532–41. DOI: 10.1182/blood-2010-11-317321. Bird L. MDSC metabolite stuns T cells. Nat Rev Immunol. 2020;20(6):352–3. DOI: 10.1038/s41577-020-0336-z. Di Mitri D, Toso A, Alimonti A. Molecular pathways: targeting tumor‑infiltrating myeloid‑derived suppressor cells for cancer therapy. Clin Cancer Res. 2015;21(14):3108–12. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-14-2261. Jordan KR, Kapoor P, Spongberg E, Tobin RP, Gao D, Borges VF et al. Immunosuppressive myeloid‑derived suppressor cells are increased in splenocytes from cancer patients. Cancer Immunol Immunother. 2017;66(4):503–13. DOI: 10.1007/s00262-016-1953-z. Lambert C, Preijers FWMB, Yanikkaya Demirel G, Sack U. Monocytes and macrophages in flow: an ESCCA initiative on advanced analyses of monocyte lineage using flow cytometry. Cytometry B Clin Cytom. 2017;92(3):180–8. DOI: 10.1002/cyto.b.21280. Romano A, Parrinello NL, Vetro C, Forte S, Chiarenza A, Figuera A et al. Circulating myeloid‑derived suppressor cells correlate with clinical outcome in Hodgkin Lymphoma patients treated up‑front with a risk‑adapted strategy. Br J Haematol. 2015;168(5):689–700. DOI: 10.1111/bjh.13198. Christopher AC, Venkatesan V, Karuppusamy KV, Srinivasan S, Babu P, Azhagiri MKK et al. Preferential expansion of human CD34+CD133+CD90+ hematopoietic stem cells enhances gene‑modified cell frequency for gene therapy. Hum Gene Ther. 2022;33(3–4):188–201. DOI: 10.1089/hum.2021.089. Almand B, Clark JI, Nikitina E, van Beynen J, English NR, Knight SC et al. Increased production of immature myeloid cells in cancer patients: a mechanism of immunosuppression in cancer. J Immunol. 2001;166(1):678–89. DOI: 10.4049/jimmunol.166.1.678. Wu C, Ning H, Liu M, Lin J, Luo S, Zhu W et al. Spleen mediates a distinct hematopoietic progenitor response supporting tumor‑promoting myelopoiesis. J Clin Invest. 2018;128(8):3425–38. DOI: 10.1172/JCI97973. Cortez‑Retamozo V, Etzrodt M, Newton A, Rauch PJ, Chudnovskiy A, Berger C et al. Origins of tumor‑associated macrophages and neutrophils. Proc Natl Acad Sci USA. 2012;109(7):2491–6. DOI: 10.1073/pnas.1113744109. Kwak T, Wang F, Deng H, Condamine T, Kumar V, Perego M et al. Distinct populations of immune‑suppressive macrophages differentiate from monocytic myeloid‑derived suppressor cells in cancer. Cell Rep. 2020;33(13):108571. DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108571. Yang Z, Guo J, Weng L, Tang W, Jin S, Ma W. Myeloid‑derived suppressor cells — new and exciting players in lung cancer. J Hematol Oncol. 2020;13(1):10. DOI: 10.1186/s13045-020-0843-1. Wu WC, Sun HW, Chen J, OuYang HY, Yu XJ, Chen HT et al. Immunosuppressive immature myeloid cell generation is controlled by glutamine metabolism in human cancer. Cancer Immunol Res. 2019;7(10):1605–18. DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-18-0902. Ostrand‑Rosenberg S, Sinha P, Beury DW, Clements VK. Cross‑talk between myeloid‑derived suppressor cells (MDSC), macrophages, and dendritic cells enhances tumor‑induced immune suppression. Semin Cancer Biol. 2012;22(4):275–81. DOI: 10.1016/j.semcancer.2012.01.011. Safarzadeh E, Orangi M, Mohammadi H, Babaie F, Baradaran B. Myeloid‑derived suppressor cells: important contributors to tumor progression and metastasis. J Cell Physiol. 2018;233(4):3024–36. DOI: 10.1002/jcp.26075. Ugel S, Peranzoni E, Desantis G, Chioda M, Walter S, Weinschenk T et al. Immune tolerance to tumor antigens occurs in a specialized environment of the spleen. Cell Rep. 2012;2(3):628–39. DOI: 10.1016/j.celrep.2012.08.006.