Юридический и почтовый адрес организации-издателя: САФУ, редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, ауд. 1410а, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-21 
Сайт: http://medbio.narfu.ru/
e-mail: vestnik_med@narfu.ru
            vestnik@narfu.ru

о журнале

Изменение функциональных свойств биомембран гранулоцитов в норме и у больных острым лимфобластным лейкозом при моделировании механического стресса (in vitro). С. 157–165

Версия для печати

Рубрика: Физиология

УДК

612.112:[576.54+57.053.4]

DOI

10.37482/2542-1298-Z006

Сведения об авторах

М.Ю. Скоркина* ORCID: 0000-0002-9441-5295
Е.А. Сладкова* ORCID: 0000-0003-3072-2402
Н.И. Жернакова* ORCID: 0000-0001-7648-0774
М.Ю. Пальчиков* ORCID: 0000-0002-2426-1307
*Белгородский государственный национальный исследовательский университет (г. Белгород)
Ответственный за переписку: Скоркина Марина Юрьевна, адрес: 308015, г. Белгород, ул. Победы, д. 85; e-mail: skorkina@bsu.edu.ru

Аннотация

Функциональные свойства биологических мембран, такие как жесткость, заряд, адгезия, во многом определяют иммунорегуляторную активность гранулоцитарной популяции лейкоцитов. Целью работы явилось изучение функциональных (механических, адгезивных и электрических) свойств биомембран гранулоцитов в группе здоровых людей и больных острым лимфобластным лейкозом на модели механического стресса in vitro. В качестве естественной модели опухолевого процесса выбран острый лимфобластный лейкоз, при котором в системе крови повреждается лимфоидное звено адаптивного иммунитета и циркулируют бласты. С использованием модели механического стресса изучено влияние элементов пуринергической сигнальной системы на функциональные свойства биомембран гранулоцитов. Установлено повышение концентрации аденозинтрифосфата (АТФ) в крови под влиянием механического стресса: у здоровых людей – в 2,3 раза, у больных лейкозом – в 1,8 раза по сравнению с интактными пробами. В условиях механической деформации клеток крови в группе здоровых людей жесткость и заряд клеточной поверхности снизились соответственно на 16,8 % (р < 0,05) и 47 % (р < 0,05), при этом сила адгезии между эритроцитом и гранулоцитом увеличилась на 18 % (р < 0,05) по сравнению с интактными пробами. В пробах крови больных острым лимфобластным лейкозом жесткость поверхности снизилась на 54,4 % (р < 0,05), сила адгезии между эритроцитом и гранулоцитом увеличилась на 30,7 % (р < 0,05) по сравнению с интактными пробами. Таким образом, результаты исследования позволяют рассматривать молекулу АТФ как паракринный регуляторный элемент в межклеточной сигнализации. Полученные экспериментальные данные могут быть применены в области физиологии микроциркуляции для изучения механизмов взаимодействия между клетками крови в норме и при развитии лейкоза.
Для цитирования: Скоркина М.Ю., Сладкова Е.А., Жернакова Н.И., Пальчиков М.Ю. Изменение функциональных свойств биомембран гранулоцитов в норме и у больных острым лимфобластным лейкозом при моделировании механического стресса (in vitro) // Журн. мед.-биол. исследований. 2020. Т. 8, № 2. С. 157–165. DOI: 10.37482/2542-1298-Z006

Ключевые слова

гранулоциты, механический стресс, функциональные свойства биомембран, атомно-силовая микроскопия, острый лимфобластный лейкоз
Скачать статью (pdf, 0.5MB )

Список литературы

1. Rosales C. Neutrophil: A Cell with Many Roles in Inflammation or Several Cell Types? // Front. Physiol. 2018. Vol. 9. Art. № 113.
2. Jablonska J., Lang S., Sionov R.V., Granot Z. The Regulation of Pre-Metastatic Niche Formation by Neutrophils // Oncotarget. 2017. Vol. 8, № 67. P. 112132–112144.
3. Eruslanov E.B., Bhojnagarwala P.S., Quatromoni J.G., Stephen T.L., Ranganathan A., Deshpande C., Akimova T., Vachani A., Litzky L., Hancock W.W., Conejo-Garcia J.R., Feldman M., Albelda S.M., Singhal S. Tumor-Associated Neutrophils Stimulate T Cell Responses in Early-Stage Human Lung Cancer // J. Clin. Invest. 2014. Vol. 124, № 12. P. 5466–5480.
4. Potter N.S., Harding C.V. Neutrophils Process Exogenous Bacteria via an Alternate Class I MHC Processing Pathway for Presentation of Peptides to T Lymphocytes // J. Immunol. 2001. Vol. 167, № 5. P. 2538–2546.
5. Mishalian I., Bayuh R., Eruslanov E., Michaeli J., Levy L., Zolotarov L., Singhal S., Albelda S.M., Granot Z., Fridlender Z.G. Neutrophils Recruit Regulatory T-Cells into Tumors via Secretion of CLL 17 – a New Mechanism of Impaired Antitumor Immunity // Int. J. Cancer. 2014. Vol. 135, № 5. P. 1178–1186.
6. North R.A. P2X Receptors // Philosoph. Trans. Soc. B. 2016. Vol. 371. Art. № 20150427.
7. Di Virgilio F. P2X Receptors and Inflammation // Curr. Med. Chem. 2015. Vol. 22, № 7. P. 866–877.
8. Di Virgilio F., Vuerich M. Purinergic Signaling in the Immune System // Auton. Neurosci. 2015. Vol. 191. P. 117–123.
9. Giannuzzo A., Pedersen S.F., Novak I. The P2X7 Receptor Regulates Cell Survival, Migration and Invasion of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Cells // Mol. Cancer. 2015. Vol. 14. Art. № 203.
10. Lam W.A., Rosenbluth M.J., Fletcher D.A. Chemotherapy Exposure Increases Leukemia Cell Stiffness // Blood. 2007. Vol. 109, № 8. P. 3505–3508.
11. Oonishi T., Sakashita K., Uyesaka N. Regulation of Red Blood Cell Filterability by Ca2+ Influx and cAMPMediated Signaling Pathways // Am. J. Physiol. 1997. Vol. 273, № 6. P. C1828–C1834.
12. Trautmann A. Extracellular ATP in the Immune System: More Than Just a “Danger Signal” // Sci. Signal. 2009. Vol. 2, № 56. P. E6.
13. Патент 2466401 Рос. Федерация, МПК G01N 33/49. Способ определения упругости клеток крови: № 2011109741/15: заявл. 15.03.2011: опубл. 10.11.2012 / Скоркина М.Ю., Федорова М.З., Забиняков Н.А., Сладкова Е.А. 9 с.
14. Скоркина М.Ю., Федорова М.З., Муравьев А.В., Сладкова Е.А. Использование наномеханического сенсора для изучения морфофункциональных свойств лимфоцитов здоровых доноров и больных хроническим лимфобластным лейкозом // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2012. № 3. С. 172–175.
15. Сладкова Е.А., Скоркина М.Ю. Оценка поверхностного потенциала лимфоцитов больных лейкозом методом зонда Кельвина // Биофизика. 2014. Т. 59, вып. 2. С. 310–313.
16. Скоркина М.Ю., Шамрай Е.А., Сладкова Е.А. Измерение сил адгезии в системе «клетка-клетка» на основе технологий атомно-силовой микроскопии // Клеточные технологии в биологии и медицине. 2017. № 4. С. 213–215.
17. Mittal D., Gubin M.M., Schreiber R.D., Smyth M.J. New Insights into Cancer Immunoediting and Its Three Component Phases – Elimination, Equilibrium and Escape // Curr. Opin. Immunol. 2014. Vol. 27. P. 16–25.
18. Goldman N., Chandler-Militello D., Lamgevin H.M., Nedergaard M., Takano T. Purine Receptor Mediated Actin Cytoskeleton Remodeling of Human Fibroblasts // Cell Calcium. 2013. Vol. 53, № 4. P. 297–301.
19. Chen Y., Corriden R., Inoue Y., Yip L., Hashiguchi N., Zinkernagel A., Nizet V., Insel P.A., Junger W.G. ATP Release Guides Neutrophil Chemotaxis via P2Y2 and A3 Receptors // Science. 2006. Vol. 314, № 5806. P. 1792–1795.
20. Olearczyk J.J., Ellsworth M.L., Stephenson A.H., Lonigro A.J., Sprague R.S. Nitric Oxide Inhibits ATP Release from Erythrocytes // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2004. Vol. 309, № 3. P. 1079–1084.
21. Sistigu A., Yamazaki T., Vacchelli E., Chaba K., Enot D.P., Adam J., Vitale I., Goubar A., Baracco E.E., Remédios C., et al. Cancer Cell-Autonomous Contribution of Type I Interferon Signaling to the Efficacy of Chemotherapy // Nat. Med. 2014. Vol. 20, № 11. P. 1301–1309.
22. Montalbetti N., Leal Denis M.F., Pignataro O.P., Kobatake E., Lazarowski E.R., Schwarzbaum P.J. Homeostasis of Extracellular ATP in Human Erythrocytes // J. Biol. Chem. 2011. Vol. 286, № 44. P. 38397–38407.
23. Egan T.M., Khakh B.S. Contribution of Calcium Ions to P2X Channel Responses // J. Neurosci. 2004. Vol. 24, № 13. P. 3413–3420.
24. Abbott R.D., Koptiuch C., Iatridis J.C., Howe A.K., Badger G.J., Langevin H.M. Stress and Matrix‐Responsive Cytoskeletal Remodeling in Fibroblasts // J. Cell Physiol. 2013. Vol. 228, № 1. P. 50–57.
25. Migliorini C., Qian Y., Chen H., Brown E.B., Jain R.K., Munn L.L. Red Blood Cells Augment Leukocyte Rolling in a Virtual Blood Vessel // Biophys. J. 2002. Vol. 83, № 4. P. 1834–1841.