Эффекты мезенхимальных стромальных клеток на дифференцировку макрофагов первого типа и их переключение в макрофаги второго типа

Abstract

Известно, что мезенхимальные стромальные клетки (МСК) способны направлять и переключать дифференцировку непримированных макрофагов (Мф) или Мф I типа (М1) в направлении Мф II типа (М2). Целью работы явилось исследование способности МСК индуцировать переключение М1 в М2 на основе сравнительного анализа эффектов МСК на поляризованные М1 и моноциты, стимулированные гранулоцитарно-макрофагальным колониестимулирующим фактором к М1-дифференцировке. Материалы и методы. В условиях, блокирующих прямые межклеточные контакты (Transwell-система), МСК сокультивировали с моноцитами в течение 7 сут или с М1 в течение 48ч. Характеристика генерированных таким образом Мф включала оценку экспрессии CD206, аллостимуляторной активности в смешанной культуре лимфоцитов и способности секретировать про- и противовоспалительные медиаторы. Результаты. Сокультивирование МСК и М1 приводило к появлению у них фенотипических (усиление экспрессии CD206) и функциональных (снижение аллостимуляторной активности) свойств М2. В то же время в результате сокультивирования МСК и моноцитов в М1-индуцирующей среде генерировались Мф с выраженной стимулирующей активностью в СКЛ, аналогичной таковой у М1 (3,45 и 3,4 расч. ед.; р=0,46) и значимо превышающей аллостимуляторную активность М2 (3,45 vs 2,2 расч. ед.; р=0,03). При этом МСК не влияли на уровень экспрессии CD206, а также на характер продукции про- (IL-1бета, TNF-альфа, IL-6, IL-12) и противовоспалительных (IL1-ra, IL-4, IL-10) цитокинов, иммунорегуляторных цитокинов (IFN-гамма, IL-17) и хемокинов (IP-10, MCP-1, MIP-1b, Rantes, Eotaxin). Выводы. Способность МСК индуцировать фенотип М2 зависит от стадии дифференцировки клеток моноцитарно-макрофагального ряда. В культурах поляризованных М1 МСК способствуют переключению М1 в М2. В то же время при культивировании МСК с моноцитами в М1-индуцирующей среде формируется популяция М1-подобных Мф, отличающихся высокой аллостимуляторной активностью и характерным для М1 спектром продуцируемых цитокинов и хемокинов.Objective. Mesenchymal stromal cells (MSCs) promote the differentiation of unprimed macrophages (Mр) or classically activated M1 cells towards alternatively activated, M2 macrophages. The aim of the work was to study the ability of MSC to induce M1→M2 switching by comparing the MSC effects on polarized M1 macrophages and monocytes stimulated by granulocyte-macrophage colony-stimulating factor to M1 differentiation. Material and мethods. MSC were co-cultured with monocytes for 7 days or M1 macrophages for 48 hours in Transwell system to prevent direct cell-to-cell contacts. To characterize generated Mр, classical M2 marker CD206, allostimulatory activity in a mixed lymphocyte culture (MLC), and the ability to secrete pro-/antiinflammatory mediators were analyzed. Results. Co-cultivation of MSCs and M1 macrophages led to the appearance of phenotypic (increased expression of CD206) and functional (decrease in allostimulatory activity) features of M2 phenotype. When MSCs were cultured with monocytes in the M1-inducing medium, generated Mр elicited a pronounced stimulating activity in MLC similar to that of M1 (stimulation index 3.45 and 3.4, p = 0.46) and significantly higher than allostimulatory activity of M2 cells (3.45 vs 2.2, p = 0.03). In addition, MSCs did not influence the expression of CD206, as well as the production of pro- (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-12) and anti-inflammatory (IL1-ra, IL-4, IL-10) cytokines, immunoregulatory cytokines (IFN-γ, IL-17) and chemokines (IP-10, MCP-1, MIP-1b, Rantes, Eotaxin). Conclusions: The ability of MSC to induce the M2 phenotype depends on the stage of differentiation of monocyte/macrophages. MSCs promote M1→M2 switching in cultures of polarized M1 macrophages. In contrast, when MSCs interacted with monocytes in M1-inducing medium, a population of M1-like macrophages is formed with high allostimulatory activity and typical for M1 spectrum of produced cytokines and chemokines.