ПРОТЕКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ИНТЕРЛЕЙКИНА 4 НА ФИБРОБЛАСТЫ В 3D-КЛЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ КЛЕТКАМИ КОЖИ И ИММУННЫМИ КЛЕТКАМИ ПАЦИЕНТОВ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА И САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА С ХРОНИЧЕСКИМИ ЯЗВАМИ СТОП
Аннотация
На сегодняшний день много внимания уделяется роли иммунных механизмов в нарушении заживления и длительной персистенции язв стоп при сахарном диабете (СД). Сложность процессов, происходящих в области повреждения, вовлеченность в этот процесс множества клеток, факторов роста, цитокинов и других молекул делает затруднительным проведение исследований in vivo. Использование 3D моделей для изучения поведения клеток in vitro в заданных условиях представляет собой хорошую альтернативу. Целью данного исследования было изучить влияние ИЛ-1 и ИЛ-4 на жизнеспособность кератиноцитов и фибробластов, а также определить уровень продукции эндогенных интерлейкинов (ИЛ1, 4, 6, 8) в культуральную среду при совместном культивировании клеток кожи с мононуклеарами и сывороткой крови пациентов с СД 2 типа и СД 2 типа с хроническими язвами стоп в 3D-клеточной модели in vitro. Основным результатом было получение протективного эффекта ИЛ4 на фибробласты – в высокой концентрации (50 пг/мл) данный интерлейкин достоверно увеличивал процент жизнеспособных фибробластов при совместном культивировании клеток кожи с мононуклеарами и сывороткой крови пациентов с СД 2 типа (85,13 [80,81; 87,82]% vs. 90,34 [85,92; 94,74]%, T=-2,668, p=0,008) и СД 2 типа с хроническими язвами стоп (70,42 [68,10; 74,79]% vs. 82,10 [76,37; 84,39]%, T=-2,666, p=0,008). Добавление ИЛ1 в супрафизиологической концентрации в культуру потенцировало токсический эффект мононуклеаров пациентов с СД2 и СД2 с хроническими язвами стоп на фибробласты а также приводило к снижению процента жизнеспособных кератиноцитов в 3D-культуре. Увеличение секреции ИЛ1 и отсутствие достаточного и достоверного снижения секреции ИЛ6 в культуральную среду в течение 24 часов совместной инкубации клеток кожи с мононуклеарами пациентов с СД2 свидетельствовало об активации иммунных механизмов и длительном поддержании воспалительного ответа.
Литература
IDF Diabetes Atlas 9th Edition [Internet]. Available from: https://www.diabetesatlas.org/en/resources/.
Lee EG, Luckett-Chastain LR, Calhoun KN, Frempah B, Bastian A, Gallucci RM. Interleukin 6 Function in the Skin and Isolated Keratinocytes Is Modulated by Hyperglycemia. Journal of Immunology Research. 2019;(5087847):1-9. https://doi.org/10.1155/2019/5087847.
Baltzis D, Eleftheriadou I, Veves A. Pathogenesis and Treatment of Impaired Wound Healing in Diabetes Mellitus: New Insights. Advances in Therapy. 2014;l. 31(8):817-836. https://doi.org/10.1007/s12325-014-0140-x.
Komesu MC, Tanga MB, Buttros KR, Nakao C. Effects of acute diabetes on rat cutaneous wound healing. Pathophysiology. 2004;11(2):63-67. https://doi.org/10.1016/j.pathophys.2004.02.002.
Mirza R, Koh TJ. Dysregulation of monocyte/macrophage phenotype in wounds of diabetic mice. Cytokine. 2011;56(2):256-264. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2011.06.016.
Fahey TJ, Sadaty A, Jones WG, Barber A, Smoller B, Shires GT. Diabetes impairs the late inflammatory response to wound healing. The Journal of Surgical Research. 1991;50(4):308-313. https://doi.org/10.1016/0022-4804(91)90196-s.
Ziemba AM, D’Amato AR, MacEwen TM, Puhl DL, Koppes AN, Koppes RA, Lennartz MR, Gilbert RJ. Stabilized Interleukin-4-Loaded Poly(lactic-co-glycolic) Acid Films Shift Proinflammatory Macrophages toward a Regenerative Phenotype in Vitro. ACS Applied Bio Materials. 2019;2(4):1498:1508. https://doi.org/10.1021/acsabm.8b00769.
Salmon-Her V, Ramont L, Godeau G, Birembaut P, Guenounou M, Bernard P. Maquart FX. Implication of Interleukin-4 in Wound Healing. Laboratory Investigation. 2000;80:1337-1343. https://doi.org/10.1038/labinvest.3780141.
Ud-Din S, Bayat A. Non-animal models of wound healing in cutaneous repair: In silico, in vitro, ex vivo, and in vivo models of wounds and scars in human skin. Wound Repair and Regeneration. 2017;25(2):164-176. https://doi.org/10.1111/wrr.12513.
Maione AG, Brudno Y, Stojadinovic O, Park LK, Smith A, Tellechea A, Leal EC, Kearney CJ, Veves A, Tomic-Canic M, Mooney DJ, Garlick JA. Three-dimensional human tissue models that incorporate diabetic foot ulcer-derived fibroblasts mimic in vivo features of chronic wounds. Tissue Engineering Part C: Methods. 2015;21(5):499-508. https://doi.org/10.1089/ten.TEC.2014.0414.
Chau DYS, Johnson C, MacNeil S, Haycock JW, Ghaemmaghami AM. The development of a 3D immunocompetent model of human skin. Biofabrication. 2013;5(3):035011. https://doi.org/10.1088/1758-5082/5/3/035011.
