Пилотное исследование клеточного состава пуповинной крови у недоношенных детей с бронхолегочной дисплазией и без нее на основе метода CIBERSORT
DOI:
https://doi.org/10.37800/RM.4.2025.602Ключевые слова:
бронхолегочная дисплазия, CIBERSORT, врожденный иммунитет, ребенок с очень низкой массой телаАннотация
Актуальность: Бронхолегочная дисплазия (БЛД) остается распространённым хроническим заболеванием недоношенных детей с очень низкой массой тела, и, несмотря на известную роль хронического воспаления и дисбаланса иммунной системы в её патогенезе, точные механизмы и ранние предикторы остаются недостаточно изученными.
Цель исследования – выявление ранних клеточных прогностических маркеров бронхолегочной дисплазии у новорожденных с очень низкой массой тела при рождении.
Материалы и методы: Метод идентификации типов клеток путем оценки относительных подмножеств транскриптов РНК (CIBERSORT) облегчает профилирование иммунных клеток посредством деконволюции данных микрочипов экспрессии генов. Серия GSE220135, включающая 13 образцов пуповинной крови от лиц с БЛД и 55 образцов без БЛД, была получена из базы данных Gene Expression Omnibus (GEO).
Результаты: Деконволюция CIBERSORT выявила значительное повышение уровня эозинофилов (p = 0,010) и снижение уровня макрофагов M2 (p = 0,024) в пуповинной крови новорожденных с развившейся БЛД. Корреляционный анализ выявил положительную корреляцию между макрофагами M1 и активированными тучными клетками (r=0,60, p=0,008) и отрицательную корреляцию между нейтрофилами и цитотоксическими Т-лимфоцитами CD8 (r=-0,62, p<0,001). Уровень эозинофилов имел умеренную отрицательную корреляцию с гестационным возрастом и массой тела при рождении (r=-0,45, p=0,021 и r=-0,47, p=0,015 соответственно), тогда как уровень макрофагов M2 не показал значимой корреляции с этими параметрами.
Заключение: Представленные результаты пилотного анализа пуповинной крови методом CIBERSORT предполагают наличие связи между составом клеточных фракций и последующим развитием бронхолегочной дисплазии. Обнаруженное статистически значимое повышение фракции эозинофилов и снижение фракции М2-макрофагов в пуповинной крови новорожденных с БЛД может указывать на возможную ассоциацию этих клеток с внутриутробным воспалительным фенотипом, предрасполагающим к развитию БЛД.
Библиографические ссылки
1. Dankhara N, Holla I, Ramarao S, Kalikkot Thekkeveedu R. Bronchopulmonary dysplasia: pathogenesis and pathophysiology. J Clin Med. 2023;12:4207.
https://doi.org/10.3390/jcm12134207
2. Yu H, Li D, Zhao X, Fu J. Fetal origin of bronchopulmonary dysplasia: contribution of intrauterine inflammation. Mol Med. 2024;30:135.
https://doi.org/10.1186/s10020-024-00909-5
3. Tangye SG, Al-Herz W, Bousfiha A, Cunningham-Rundles C, Franco JL, Holland SM, Klein C, Morio T, Oksenhendler E, Picard C, Puel A, Puck J, Seppänen MRJ, Somech R, Su HC, Sullivan KE, Torgerson TR, Meyts I. The ever-increasing array of novel inborn errors of immunity: an interim update by the IUIS Committee. J Clin Immunol. 2021;41:666-679.
https://doi.org/10.1007/s10875-021-00980-1
4. Cyr-Depauw C, Hurskainen M, Vadivel A, Mižíková I, Lesage F, Thébaud B. Characterization of the innate immune response in a novel murine model mimicking bronchopulmonary dysplasia. Pediatr Res. 2021;89:803-813.
https://doi.org/10.1038/s41390-020-0967-6
5. Mestan KK, Sharma AM, Lazar S, Pandey S, Parast MM, Laurent LC, Prince LC, Sahoo D. Bronchopulmonary dysplasia: signatures of monocyte-macrophage reactivity and tolerance define novel placenta-lung endotypes. Pediatr Res. 2025 Apr 3. doi:10.1038/s41390-025-04065-5.
https://doi.org/10.1038/s41390-025-04025-w
6. van Leeuwen LM, Fourie E, van den Brink G, Bekker V, van Houten MA. Diagnostic value of maternal, cord blood and neonatal biomarkers for early-onset sepsis: a systematic review and meta-analysis. Clin Microbiol Infect. 2024;30(7):850-857.
https://doi.org/10.1016/j.cmi.2024.03.005
7. Blok EL, Burger RJ, Bergeijk JEV, Bourgonje AR, Goor HV, Ganzevoort W, Gordijn SJ. Oxidative stress biomarkers for fetal growth restriction in umbilical cord blood: a scoping review. Placenta. 2024;154:88-109.
https://doi.org/10.1016/j.placenta.2024.06.018
8. Wang WJ, Huang R, Zheng T, Du Q, Yang MN, Xu YJ, Liu X, Tao MY, He H, Fang F, Li F, Fan JG, Zhang J, Briollais L, Ouyang F, Luo ZC. Genome-wide placental gene methylations in gestational diabetes mellitus, fetal growth and metabolic health biomarkers in cord blood. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:875180.
https://doi.org/10.3389/fendo.2022.875180
9. Le T, Aronow RA, Kirshtein A, Shahriyari L. A review of digital cytometry methods: estimating the relative abundance of cell types in a bulk of cells. Brief Bioinform. 2021;22(4):bbaa219.
https://doi.org/10.1093/bib/bbaa219
10. Folci M, Ramponi G, Arcari I, Zumbo A, Brunetta E. Eosinophils as major player in type 2 inflammation: autoimmunity and beyond. Adv Exp Med Biol. 2021;1347:197-219.
https://doi.org/10.1007/5584_2021_640
11. Ramirez GA, Yacoub MR, Ripa M, Mannina D, Cariddi A, Saporiti N, Ciceri F, Castagna A, Colombo G, Dagna L. Eosinophils from physiology to disease: a comprehensive review. Biomed Res Int. 2018;2018:9095275.
https://doi.org/10.1155/2018/9095275
12. Long H, Liao W, Wang L, Lu Q. A player and coordinator: the versatile roles of eosinophils in the immune system. Transfus Med Hemother. 2016;43:96-108.
https://doi.org/10.1159/000445215
13. Whetstone CE, Amer R, Maqbool S, Javed T, Gauvreau GM. Pathobiology and regulation of eosinophils, mast cells, and basophils in allergic asthma. Immunol Rev. 2025;331:e70018. https://doi.org/10.1111/imr.70018
14. Buyukeren M, Celik HT, Yigit S, Yurdakok M. Predictive value of eosinophilia and basophilia in the diagnosis of bronchopulmonary dysplasia in premature infants. Gynecol Obstet Reprod Med. 2022;28:98-107.
https://doi.org/10.21613/GORM.2021.1171
15. Choi SH, Chung SH, Lee KS, Bae CW, Rha YH. Eosinophil activation markers in blood and urine in preterms developing bronchopulmonary dysplasia. Allergy Asthma Respir Dis. 2022;10:40-44.
https://doi.org/10.4168/aard.2022.10.1.40
16. Kelchtermans J, March ME, Hakonarson H, McGrath-Morrow SA. Phenotype-wide association study links bronchopulmonary dysplasia with eosinophilia in children. Sci Rep. 2024;14:21391.
https://doi.org/10.1038/s41598-024-72348-5
17. Junge KM, Hörnig F, Herberth G, Röder S, Kohajda T, Rolle-Kampczyk U, von Bergen M, Borte M, Simon JC, Heroux D, Denburg JA, Lehmann I. The LINA cohort: cord blood eosinophil/basophil progenitors predict respiratory outcomes in early infancy. Clin Immunol. 2014;152:68-76.
https://doi.org/10.1016/j.clim.2014.02.013
18. Chen J, Chen Y, Du X, Liu G, Fei X, Peng JR, Zhang X, Xiao F, Wang X, Yang X, Feng Z. Integrative studies of human cord blood derived mononuclear cells and umbilical cord derived mesenchyme stem cells in ameliorating bronchopulmonary dysplasia. Front Cell Dev Biol. 2021;9:679866.
https://doi.org/10.3389/fcell.2021.679866
19. Mestan KK, Gotteiner N, Porta N, Grobman W, Su EJ, Ernst LM. Cord blood biomarkers of placental maternal vascular underperfusion predict bronchopulmonary dysplasia-associated pulmonary hypertension. J Pediatr. 2017;185:33-41.
https://doi.org/10.1016/j.jpeds.2017.01.015
20. Wang M, Luo C, Shi Z, Cheng X, Lei M, Cao W, Zhang J, Ge J, Song M, Ding W, Zhang Y, Zhao M, Zhang Q. The relationship between cord blood cytokine levels and perinatal characteristics and bronchopulmonary dysplasia: a case-control study. Front Pediatr. 2022;10:807932.
https://doi.org/10.3389/fped.2022.807932
21. Omar SA, Abdul-Hafez A, Ibrahim S, Pillai N, Abdulmageed M, Thiruvenkataramani RP, Mohamed T, Madhukar BV, Uhal BD. Stem-cell therapy for bronchopulmonary dysplasia (BPD) in newborns. Cells. 2022;11:1275.
https://doi.org/10.3390/cells11081275
22. Areia AL, Mota-Pinto A. Inflammation and preterm birth: a systematic review. Reprod Med. 2022;3:101-111.
https://doi.org/10.3390/reprodmed3020009
23. Lee KY. M1 and M2 polarization of macrophages: a mini-review. Med Biol Sci Eng. 2019;2:1-5.
https://doi.org/10.30579/mbse.2019.2.1.1
24. Xiang X, Zhou L, Lin Z, Qu X, Chen Y, Xia H. Metformin regulates macrophage polarization via the Shh signaling pathway to improve pulmonary vascular development in bronchopulmonary dysplasia. IUBMB Life. 2022;74:259-271.
https://doi.org/10.1002/iub.2588
25. He Y, Li D, Zhang M, Li F. Bioinformatic analysis reveals the relationship between macrophage infiltration and Cybb downregulation in hyperoxia-induced bronchopulmonary dysplasia. Sci Rep. 2024;14:20089.
https://doi.org/10.1038/s41598-024-70877-7
26. Cyr-Depauw C, Mižik I, Cook DP, Lesage F, Vadivel A, Renesme L, Deng Y, Zhong S, Bardin P, Xu L, Möbius MA, Marzahn J, Freund D, Stewart DJ, Vanderhyden BC, Rüdiger M, Thébaud B. Single-Cell RNA Sequencing to Guide Autologous Preterm Cord Mesenchymal Stromal Cell Therapy. Am J Respir Crit Care Med. 2025;211(3):391-406.
https://doi.org/10.1164/rccm.202403-0569oc
27. Strizova Z, Benesova I, Bartolini R, Novysedlak R, Cecrdlova E, Foley LK, Striz I. M1/M2 macrophages and their overlaps—myth or reality? Clin Sci (Lond). 2023;137:1067-1093.
https://doi.org/10.1042/CS20220531
28. Denburg JA, O'Byrne PM, Gauvreau GM. Eosinophil plasticity and diversity: proceedings of the 2023 International Eosinophil Society Symposium. J Leukoc Biol. 2024;116:244-246.
https://doi.org/10.1093/jleuko/qiae089
29. Van Hulst G, Bureau F, Desmet CJ. Eosinophils as drivers of severe eosinophilic asthma: endotypes or plasticity? Int J Mol Sci. 2021;22:10150.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 А.А. Абильбаева, А.С. Тарабаева, И.В. Исгандаров, И.М. Охас, Н.К. Шактай
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Публикуемые в этом журнале статьи размещены под лицензией CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution — Non Commercial — No Derivatives 4.0 International), которая предусматривает только их некоммерческое использование. В соответствии с этой лицензией пользователи имеют право копировать и распространять материалы, охраняемые авторским правом, но им не разрешается изменять или использовать их в коммерческих целях. Полная информация о лицензировании доступна по адресу https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
