name: Восстановительная регенерация миокарда у больных на ранних и поздних сроках инфаркта миокарда: функциональная поляризация макрофагов
keyword_list: Инфаркт миокарда Макрофаги Регенерация миокарда
abstract: Современные методы инвазивного и медикаментозного лечения инфаркта миокарда (ИМ) привели к многократному снижению ранних летальных исходов заболевания (Nielsen P.H., 2010; Puymirat E., 2017; Szummer K., 2018). Однако на сегодняшний день можно выделить два основных тренда, характерных для мировой практики. Первое – это сохранение показателей госпитальной летальности, несмотря на все более широкое внедрение ранней инвазивной стратегии и увеличение частоты проведения эндоваскулярной реваскуляризации миокарда (Szummer K., 2018). Второе – это увеличение количества больных с постинфарктной сердечной недостаточностью (СН) (Chen J., 2013; Ezekowitz J.A., 2009; Gerber Y., 2013; Ritsinger V., 2020). 
  В основе развития осложнений ИМ лежит внезапная потеря сокращающихся кардиомиоцитов и следующий за ней процесс восстановительной регенерации миокарда. То, насколько благополучно будет протекать восстановительная регенерация миокарда, опосредует течение раннего и позднего периода ИМ. Стремительный, но не продолжительный взлет клеточной терапии в лечении ИМ продемонстрировал недостаточность наших знаний о механизмах развития постинфарктного ремоделирования сердца (Fraccarollo D., 2012). Изучение тех процессов, которые определяют баланс между благоприятным и неблагоприятным течением регенерации миокарда, остается актуальным направлением в поиске новых терапевтических мишеней для предотвращения развития острой и хронической СН у больных ИМ.
  Гипотеза исследования
  У пациентов с фатальным течением ИМ I типа субпопуляции сердечных макрофагов отличаются друг от друга по пространственно-временной динамике, количественным показателям, функциональной активности и ассоциируются с различными клинико-анамнестическими и патоморфологическими характеристиками больных.
  Цель исследования
  Изучить макрофагальную инфильтрацию миокарда у пациентов с фатальным течением ИМ I типа и ее взаимосвязь с клинико-анамнестическими и патоморфологическими характеристиками больных на ранних и поздних сроках заболевания. 
  Задачи исследования
  1.	Оценить динамику макрофагальной инфильтрации миокарда у больных фатальным ИМ I типа с использованием маркеров CD68, CD163, CD206, стабилин-1 и α-SMA.
  2.	Сравнить интенсивность макрофагальной инфильтрации с использованием маркеров CD68, CD163, CD206, стабилин-1 у больных фатальным ИМ I типа и у больных из группы контроля.  
  3.	Исследовать интенсивность макрофагальной инфильтрации в зоне инфаркта, периинфарктной зоне и зоне, отдаленной от инфаркта, у больных фатальным ИМ I типа на ранних и поздних сроках заболевания. 
  4.	Изучить фенотипы сердечных макрофагов у больных фатальным ИМ I типа в зоне инфаркта, периинфарктной зоне и зоне, отдаленной от инфаркта, на ранних и поздних сроках заболевания с использованием маркеров CD68, CD163, CD206, стабилин-1 и α-SMA. 
  5.	Исследовать взаимосвязь субпопуляций сердечных макрофагов с клинико-анамнестическими и патоморфологическими характеристиками больных фатальным ИМ I типа на ранних и поздних сроках заболевания. 
  Научная новизна
  В настоящей работе впервые разработан протокол для изучения фенотипов макрофагов и их функциональной активности у больных ИМ I типа. 
  Выявлено, что у больных ИМ I типа, сердечные макрофаги, помимо широко изучаемых маркеров – CD68, CD163 и CD206, экспрессируют скавенджер-рецептор стабилин-1. 
  Получены новые данные о динамике, интенсивности и локализации макрофагальной инфильтрации миокарда у пациентов с фатальным течением ИМ I типа на ранних и поздних сроках заболевания. У больных с фатальным течением ИМ I типа выявлена пролонгированная CD68+, CD163+, CD206+ и стабилин-1+ макрофагальная инфильтрация миокарда. Показано, что у пациентов с ИМ I типа в ответ на острую ишемию интенсивность макрофагальной инфильтрации изменяется как в зоне инфаркта и периинфарктной зоне, так и в отдаленных от инфаркта участках миокарда.
  Для изучения реактивности макрофагальной реакции у больных ИМ I типа, впервые исследована макрофагальная инфильтрация в миокарде пациентов из группы контроля, а именно погибших от травм, несовместимых с жизнью и не имеющих в анамнезе заболеваний сердечно-сосудистой системы. Показано, что сердечные CD68+, CD163+, CD206+ и стабилин-1+ макрофаги присутствуют в группе контроля. Выявлено, что ранняя макрофагальная реакция в ответ на острую ишемию характерна для сердечных CD68+ и CD163+ макрофагов. Получены данные о том, что стабилин-1 и CD206 являются маркерами регенераторной фазы ИМ, о чем свидетельствует увеличение количества стабилин-1+ макрофагов сердца относительно группы контроля лишь на 4-е сутки ИМ, а CD206+ макрофагов на 10-е сутки ИМ. 
  Впервые использовано клиническое моделирование для изучения косвенных проявлений пластичности и противофиброзной активности сердечных макрофагов. Косвенным проявлением свойства пластичности фенотипа макрофагов, экспрессирующих стабилин-1, является присутствие их в группе контроля и отсутствие в воспалительную фазу ИМ. Выявленная субпопуляция стабилин-1+/α-SMA+ клеток свидетельствует о возможности клеточной трансдифференцировки и также является косвенным проявлением свойства пластичности макрофагов. О противофиброзной активности сердечных стабилин-1+ макрофагов может судить наличие ассоциации их отсутствия и присутствия фиброза в интактном миокарде у больных ИМ. Также было показано, что низкое содержание стабилин-1+/α-SMA- в интактном миокарде у больных ИМ ассоциируется с патоморфологическими признаками ремоделирования сердца. Косвенным проявлением профиброзной активности сердечных CD68+ макрофагов является наличие ассоциации их повышенного количества с наличием фиброза в интактном миокарде у больных ИМ.
  Продемонстрирована фенотипическая гетерогенность сердечных макрофагов при ИМ на клиническом материале. Показано, что изменения количества и фенотипического профиля сердечных макрофагов на ранних и поздних сроках ИМ затрагивают зону инфаркта, периинфарктную зону и зону, отдаленную от инфаркта.
  Впервые изучена взаимосвязь макрофагальной инфильтрации миокарда у пациентов с фатальным течением ИМ I типа с клинико-анамнестическими характеристиками больных. Выявлено, что клинико-анамнестические характеристики больных фатальным ИМ I типа ассоциируются с различными субпопуляциями макрофагов, экспрессирующих тот или иной маркер – CD68, CD163, CD206, стабилин-1 и α-SMA – или их комбинацию. Взаимосвязь субпопуляций сердечных макрофагов и клинико-анамнестических показателей зависит от сроков заболевания.
  На примере ИМ продемонстрировано, что классификация макрофагов на М1 и M2 типы носит упрощенный характер. Ввиду фенотипической гетерогенности макрофагов и ее динамичности, она не позволяет в полной мере охарактеризовать ту или иную субпопуляцию макрофагов в конкретной клинической ситуации и не позволяет проводить клинико-морфологические параллели. Характеристика макрофагов по профилю экспрессии их маркеров является более точным индикатором их функциональной активности. 
  Теоретическая и практическая значимость работы 
  Полученные в ходе исследования данные о макрофагальной инфильтрации миокарда пациентов с фатальным течением ИМ I типа носят фундаментальный и прикладной характер. Результаты работы предоставляют новую информацию о процессах, протекающих в миокарде в ответ на острую ишемию, что в перспективе может внести вклад в разработку новых фармакологических подходов к регулированию постинфарктного ремоделирования сердца. Данная информация ранее была недоступна в результате отсутствия возможности исследования образцов миокарда у больных ИМ в клинической практике. 
  Разработанный в исследовании протокол позволил определить фенотипы сердечных макрофагов, которые могут быть прицельно использованы для дальнейшего изучения, в том числе в качестве мишеней для регуляции воспалительной реакции, протекающей при ИМ и его конкретных осложнениях в эксперименте. Предметом интереса являются фенотипы макрофагов, экспрессирующих скавенджер-рецепторы CD68, CD163, CD206, стабилин-1, а также выявленная субпопуляция миофибробластоподобных клеток с фенотипом стабилин-1+/α-SMA+. 
  В результате исследования разработан способ диагностики постинфарктного воспаления в миокарде, ассоциирующегося с неблагоприятным ремоделированием сердца.
  Методология и методы исследования
  Методологической основой диссертационной работы стали зарубежные экспериментальные и клинические исследования в области изучения патофизиологических основ постинфарктной регенерации и ремоделирования сердца. В соответствии с целью и задачами, поставленными в данной работе, был разработан дизайн исследования, включающий анализ историй болезней и патологоанатомических исследований, гистопатологическое, иммуногистохимическое и иммунофлюоресцентное исследование образцов миокарда больных, умерших в результате ИМ I типа в 2013-2014гг.
  Исследование включало данные и образцы миокарда 41 больного ИМ I типа. Смерть больных наступала на 1-е-28-е сутки заболевания. Группу контроля составляли 9 человек, погибших от травм, несовместимых с жизнью и не имеющих заболеваний сердечно-сосудистой системы. Перед исследованием образцы миокарда хранились в виде парафиновых блоков. Для изучения пространственно-временного паттерна аккумуляции сердечных макрофагов в каждом случае было проведено иммуногистохимическое исследование образцов миокарда из зоны инфаркта, периинфарктной зоны и зоны, отдаленной от инфаркта. Оценка фенотипической гетерогенности и косвенных свойств пластичности макрофагов проводилась при помощи двойного иммунофлюоресцентного исследования зон инфаркта и отдаленных от инфаркта участков миокарда. Подсчет позитивных по изучаемым маркерам макрофагов в миокарде проводился в 20 полях зрения при оптическом увеличении 630. Подсчет клеток проводился двумя независимыми исследователями. Наличие или отсутствие фиброза в интактном миокарде оценивалось при помощи стандартного гистопатологического исследования. За патоморфологический критерий неблагоприятного ремоделирования сердца было принято отношение длинник/поперечник сердца <1,1. Полученные данные были обработаны стандартными методами статистического анализа. 
  Публикации 
  По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 8 статей в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации для публикации материалов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук. 
  
  Структура диссертации
  Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы. Диссертация иллюстрирована 52 рисунками, содержит 39 таблиц. Список литературы включает 203 источника (6 отечественных и 197 иностранных).
  ВЫВОДЫ
  1.	У больных фатальным ИМ содержание сердечных CD68+ и CD163+ макрофагов в зоне инфаркта увеличивается, начиная с 1-х суток заболевания, и не снижается к 28-у дню, содержание стабилин-1+ и CD206+ макрофагов в зоне инфаркта увеличивается, начиная с 4-х и 11-х суток заболевания, соответственно, и не снижается к 28-у дню. 
  2.	У больных фатальным ИМ с 1-х по 28-е сутки заболевания содержание сердечных CD68+ и CD163+ макрофагов превышает таковое у больных из группы контроля. С 1-х по 10-е сутки заболевания содержание сердечных CD206+ макрофагов у больных фатальным ИМ не отличается от такового у больных из группы контроля, но увеличивается в зоне инфаркта на 11-е сутки заболевания. С 1-х по 3-и сутки заболевания у больных фатальным ИМ определяется более низкое содержание сердечных стабилин-1+ макрофагов относительно такового у больных из группы контроля, но оно увеличивается в зоне инфаркта, начиная с 4-х суток заболевания. 
  3.	У больных фатальным ИМ в зоне инфаркта наиболее высокое содержание сердечных CD68+ макрофагов наблюдается в первые сутки ИМ и на 4-е-28-е сутки заболевания, CD206+ макрофагов на 11-е-28-е сутки, CD163+ и стабилин-1+ макрофагов на 4-28-е сутки инфаркта. С 1-х по 28-е сутки заболевания содержание сердечных CD68+ макрофагов в зоне, отдаленной от инфаркта, превышает таковое у группы контроля. С 4-х по 28-е сутки заболевания содержание сердечных CD163+ макрофагов в зоне, отдаленной от инфаркта, превышает таковое у группы контроля. С 1-х по 3-и и с 11-х по 28-е сутки ИМ определяется более низкое содержание сердечных стабилин-1+ макрофагов в зоне, отдаленной от инфаркта, относительно такового у группы контроля. 
  4.	У больных фатальным ИМ сердечные макрофаги представляют собой фенотипически гетерогенную популяцию клеток. По результатам иммуногистохимического исследования с 1-х по 28-е сутки заболевания в зоне инфаркта, периинфарктной зоне и зоне, отдаленной от инфаркта, преобладает количество CD68+ и CD163+ макрофагов. По результатам иммунофлюоресцентного анализа с 1-х по 28-е сутки заболевания количество сердечных CD163+/CD206-, CD206+/CD163- и CD163+/CD206+ макрофагов в зоне инфаркта статистически значимо не различается, но в зоне, отдаленной от инфаркта, с 1-х по 3-и сутки заболевания преобладающей субпопуляцией являются CD206+/CD163- макрофаги. Также в миокарде больных фатальным ИМ I типа присутствуют клетки с фенотипом стабилин-1+/α-SMA+.
  5.	У больных фатальным ИМ I типа, умерших с 1-х по 3-и сутки заболевания, отсутствие стабилин-1+ макрофагов в интактном миокарде ассоциируется с наличием фиброза в соответствующей области. У больных ИМ, умерших на 4-28-е сутки, наличие фиброза в интактном миокарде ассоциируется с большим содержанием CD68+ в соответствующей области. Низкое содержание стабилин-1+/α-SMA- в интактном миокарде у больных ИМ ассоциируется с патоморфологическими признаками ремоделирования сердца. Разрыв миокарда ассоциируется с повышенным содержанием сердечных CD68+ макрофагов в зоне инфаркта и периинфарктной области, а также 163+ макрофагов в периинфарктной области. Наличие аневризмы ЛЖ ассоциируется с повышенным содержанием CD68+ макрофагов в зоне инфаркта и CD163+ макрофагов в периинфарктной области, а также повышенным содержанием стабилин-1+/α-SMA+ клеток в зоне инфаркта.
  
  ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
  Рекомендовано использовать разработанный протокол иммуногистохимического и иммунофлюоресцентного исследования для изучения постинфарктной пространственно-временной аккумуляции сердечных макрофагов. Рекомендовано продолжить использование неинвазивной визуализации постинфарктного воспаления миокарда при помощи сцинтиграфии миокарда с 99mТс-аналогом соматостатина.
chairman_dissertation_council.name: Ростислав
chairman_dissertation_council.surname: Карпов
chairman_dissertation_council.patronymic: Сергеевич
chairman_dissertation_council.position: Научный руководитель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор медицинских наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: F-5406-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7005961768
chairman_dissertation_council.rinc_id: 56436
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Попов
organization_supervisor.patronymic: Валентинович
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 76.29.30
rubrics.name: Кардиология и ангиология
oecds.code: 03.02.DQ
oecds.name: CARDIAC & CARDIOVASCULAR SYSTEMS
speciality_codes.name: Кардиология
speciality_codes.code: 14.01.05
supervisors.fio: Рябов Вячеслав Валерьевич
supervisors.scientific_degree: Доктор медицинских наук
supervisors.speciality_code: Кардиология
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
supervisors.fio: Кжышковска Юлия Георгиевна
supervisors.scientific_degree: Доктор биологических наук
supervisors.speciality_code: Молекулярная биология
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Парфенова Елена Викторовна
opponents.scientific_degree: Доктор медицинских наук
opponents.speciality_code: Кардиология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Бернс Светлана Александровна
opponents.scientific_degree: Доктор медицинских наук
opponents.speciality_code: Кардиология
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ТОМСКИЙ НИМЦ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ТОМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
protection_organization.ogrn: 1027000861568
protection_organization.supervisor_name: ВАДИМ
protection_organization.supervisor_surname: СТЕПАНОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: АНАТОЛЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ТОМСКИЙ НИМЦ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ТОМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
author_organization.ogrn: 1027000861568
author_organization.supervisor_name: ВАДИМ
author_organization.supervisor_surname: СТЕПАНОВ
author_organization.supervisor_patronymic: АНАТОЛЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения