Content of myeloid-derived suppressor cells in autoimmune diseases in children

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) play an important role in regulation of immune response. An increase in their number in adult patients with autoimmune diseases has been reported. G-MDSCs, M-MDSCs, and MDSCs(M-G-) at different stages of autoimmune disease may both activate T cell proliferation, leading to disease progression, or inhibit it, thus promoting Treg differentiation. Arginase-1 (Arg- 1) is an enzyme in MDSCs that reduces the concentration of arginine required for T lymphocyte proliferation. Our aim was to evaluate the content of MDSCs populations and functional activity of MDSCs in children with autoimmune diseases. 75 children with inflammatory bowel diseases (IBD), 60 children with multiple sclerosis (MS), 69 children with psoriasis (PS), 62 healthy age-matched children were included into the study. The content of MDSCs ((CD3, CD19, CD56, HLA-DR)-, CD11b+ and CD33+), subpopulations of MDSCs (M-MDSCs, G-MDSCs expressing CD14 and CD15), assessment of Arg-1 activity were performed by flow cytometry techniques. The content of MDSCs in patients with IBD, MS and PS was significantly higher than in the comparison group and depended on the state of exacerbation/remission. In exacerbation and remission of IBD, MS and PS, a significant increase of MDSCs was revealed when compared with healthy children; the highest values were found in children in exacerbation of MS (Me-3.5 (2.5-5.6) % MNC against Me-1.6 (0.9-2.5) % MNC, p < 0.001). In patients with MS, the content of G-MDSC, M-MDSC was significantly higher, and MDSC(M-G-) was lower than in healthy children. An increase in absolute amounts of G-MDSCs was shown in MS exacerbation compared to the disease remission state (p = 0.022). For patients with IBD, a significant increase in percentage of MDSCs and M-MDSCs (p = 0.014 and p = 0.045, respectively) was obtained in exacerbation of the disease relative to remission state. In patients with IBD, MS, and PS, a significant increase in Arg-1 activity in MDSCs was found, with a decreased number of MDSCs in patients in remission compared to exacerbation phase of the disease. In children with autoimmune diseases, an increase in the MDSC populations was found. The activity of arginase-1 in MDSCs is increased in remission, along with a decrease in their numbers.

About the authors

Tatiana V. Radygina

National Medical Research Center for Children’s Health

Author for correspondence.
Email: tvradigina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4704-6885

Ph.D. (Medicine), Senior  Research  Associate, Laboratory of Experimental Immunology and Virology

Russian Federation, 2/1, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991

Daria G. Kuptsova

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: dg.kuptsova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7771-3314

Junior Researcher, Laboratory of Experimental Immunology and Virology

Russian Federation, 2/1, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991

Svetlana V. Petrichuk

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: cito@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-0896-6996

PhD, MD (Biology), Professor,  Chief Scientist,  Laboratory of  Experimental Immunology and Virology

Russian Federation, 2/1, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991

Alexander S. Potapov

National Medical Research Center for Children’s Health; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: potapov@nczd.ru
ORCID iD: 0000-0003-4905-2373

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Research Associate, Laboratory of Scientific Foundations of Pediatric Gastroenterology and Hepatology, Head of the Center for Inflammatory Bowel Diseases in Children, Head of Gastroenterology Department with Hepatology Group, National Medical Research Center for Children’s Health, Professor, Department of Pediatrics and Pediatric Rheumatology

Russian Federation, 1/2, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991; 8/2, st. Trubetskaya, Moscow, 119991

Nikolay N. Murashkin

National Medical Research Center for Children’s Health; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Central State Medical Academy of Department of Presidential Affairs

Email: m_nn2001@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2252-8570

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Research Institute of Pediatric Dermatology, Dermatology Department with Laser Surgery Unit and Children’s Skin Pathology Laboratory, Professor, Department of Dermatovenereology and Cosmetology, Professor, Department of Pediatrics and Pediatric Rheumatology

Russian Federation, 1/2, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991; 8/2, st. Trubetskaya, Moscow, 119991; 19/1A, Marshal Tymoshenko st., Moscow, 19991

Luizat М. Abdullaeva

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: instorm@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-1574-2050

Junior Research assistant, Laboratory of rare hereditary diseases in children of the medical genetic center, neurologist of the Department of Psychoneurology and Psychosomatic Pathology

Russian Federation, 2/1, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991

Olga V. Kurbatova

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: putintseva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9213-5281

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Head, Laboratory of Experimental Immunology and Virology

Russian Federation, 2/1, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991

Valeriya S. Tsvetkova

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: tsvetkova.valerie@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8162-2957

PhD (Medicine), Research Associate, Gastroenterologist, Gastroenterology Department with Hepatology Group

Russian Federation, 2/1, Lomonosovskiy Pr-t, Moscow, 119991

References

  1. Calahorra L., Camacho-Toledano C., Serrano-Regal M.P., Ortega M.C., Clemente D. Regulatory cells in multiple sclerosis: from blood to brain. Biomedicines, 2022, Vol. 10, no. 2, 335. doi: 10.3390/biomedicines10020335.
  2. Chen C., Tan L., Zhu W., Lei L., Kuang Y., Liu P., Li J., Chen X., Peng C. Targeting myeloid-derived suppressor cells is a novel strategy for anti-psoriasis therapy. Mediators Inflamm., 2020, Vol. 2020, 8567320. doi: 10.1155/2020/8567320.
  3. Gabrilovich D.I., Nagaraj S. Myeloid- derived suppressor cells as regulators of the immune system. Nat. Rev. Immunol., 2009, no. 9, pp. 162-174.
  4. Goedegebuure P., Mitchem J. Myeloid-derived suppressor cells:general characteristics and relevance to clinical management of pancreatic cancer. Curr. Cancer Drug Targets, 2011, no. 11, pp. 734-751.
  5. Iacobaeus E., Douagi I., Jitschin R., Marcusson-Ståhl M., Andrén A.T., Gavin C., Lefsihane K., Davies L.C., Mougiakakos D., Kadri N., Le Blanc K. Phenotypic and functional alterations of myeloid-derived suppressor cells during the disease course of multiple sclerosis. Immunol. Cell Biol., 2018, no. 96, pp. 820-830.
  6. Ma Z., Zhen Y., Hu C., Yi H. Myeloid-derived suppressor cell-derived arginase-1 oppositely modulates IL-17A and IL-17F through the ESR/STAT3 pathway during colitis in mice. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 687. doi: 10.3389/fimmu.2020.00687.
  7. Melero-Jerez C., Fernández-Gómez B., Lebrón-Galán R., Ortega M.C., Sánchez-de Lara I., Ojalvo A.C., Clemente D., de Castro F. Myeloid-derived suppressor cells support remyelination in a murine model of multiple sclerosis by promoting oligodendrocyte precursor cell survival, proliferation, and differentiation. Glia, 2021, Vol. 69, no. 4, pp. 905-924.
  8. Millrud C.R., Bergenfelz C., Leandersson K. On the origin of myeloid-derived suppressor cells. Oncotarget, 2017, Vol. 8, pp. 3649-3665.
  9. Oka T., Sugaya M., Takahashietal N. CXCL17attenuates imiquimod-induced psoriasis-like skin inflammation by recruiting myeloid-derived suppressor cells and regulatory T cells. J. Immunol., 2017, Vol. 198, no. 10, pp. 3897-3908.
  10. Wu H., Zhen Y., Ma Z., Li H., Yu J, Xu Z.G., Wang X.Y., Yi H., Yanget Y.G. Arginase-1-dependent promotion of TH17 differentiation and disease progression by MDSCs in systemic lupus erythematosus. Sci. Transl. Med., 2016, Vol. 8, 331ra40. doi: 10.1126/ scitranslmed.aae0482.
  11. Xu D., Li C., Xu Y., Huang M., Cui D., Xie J. Myeloid-derived suppressor cell: a crucial player in autoimmune diseases. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 1021612. doi: 10.3389/fimmu.2022.1021612.
  12. Xi Q., Li Y., Dai J., Chen W. High frequency of mononuclear myeloidderived suppressor cells is associated with exacerbation of inflammatory bowel disease. Immunol. Invest., 2015, no. 44, pp. 279-287.
  13. Zhang R., Ito S., Nishio N., Cheng Z., Suzuki H., Isobe K.I. Dextran sulphate sodium increases splenic Gr1+CD11b+ cells which accelerate recovery from colitis following intravenous transplantation. Clin. Exp. Immunol., 2011, Vol. 164, no. 3, pp. 417-427.
  14. Zhao F., Gong W., Song J., Shen Z., Cui D. The paradoxical role of MDSCs in inflammatory bowel diseases: From bench to bedside. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 1021634. doi: 10.3389/fimmu.2022.1021634
  15. Zoso A., Mazza E., Bicciato S., Mandruzzato S., Bronte V., Serafini P., Inverardi L. Human fibrocytic myeloid-derived suppressor cells express IDO and promote tolerance via treg-cell expansion. Eur. J. Immunol., 2014, no. 44, pp. 3307-3319.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Relative content of MDSCs (A) and Arg-1 activity (B) in patients with IBD, MS, PS during exacerbation (1) and remission (2)

Download (228KB)

Copyright (c) 2023 Radygina T.V., Kuptsova D.G., Petrichuk S.V., Potapov A.S., Murashkin N.N., Abdullaeva L.М., Kurbatova O.V., Tsvetkova V.S.

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».