Imunomodulatorni citokini u karotidnoj bolesti

Abstract

Karotidna bolest je aterosklerotsko suženje karotidnih arterija, gde inflamacija igra ključnu ulogu u patološkoj i kliničkoj progresiji razvoja aterosklerotskih plakova. Uprkos toj činjenici, precizni molekulski i ćelijski mehanizmi stvaranja karotidnog plaka i dalje nisu u potpunosti razjašnjeni. U našem istraživanju ispitivali smo serumski nivo IL-10, kao i serumski nivo i tkivnu ekspresiju IL-33 i ST2 receptora u aterosklerotskim plakovima kod pacijenata podvrgnutih operativnom lečenju aterosklerotskog oboljenja karotidnih arterija, karotidnoj endarterektromiji. U studiji su učestvovali pacijenti sa aterosklerotskom stenozom karotidne arterije i zdrave osobe. Serumske koncentracije IFN-γ, TNF-α, IL-6, IL-17, IL-1β, IL-23, IL-18, IL-10, IL-33 i ST2 su određivane ELISA metodom. Takođe, preoperativno su mereni serumski nivoi IL-33 i rastvorljivog ST2 (sST2). Izvršena je histološka klasifikacija aterosklerotskih plakova dobijenih tokom operacije, kao i imunohistohemijska analiza ekspresije IL33, IL-33R, CD68 i alfa-SMA. Prikupljeni su demografski i klinički podaci o pacijentima podvrgnutim operativnom lečenju- pol, starost, pušački status, krvni pritisak, glikemija, nivo hemoglobina i kreatinina, prateći komorbiditeti, nakon čega su poređenja među varijablama statistički analizirana. Pacijenti podrvgnuti endarterektomiji su imali značajno više serumske vrednosti IL-10 u poređenju sa zdravim kontrolama. Pacijenti sa stepenom stenoze karotidne arterije manjim od 70% ili većim od 70% se nisu razlikovali u odnosu na pol, starost, kardiovaskularne rizikofaktore izuzev hipertenzije, neurosimptoma i AHA tipa plaka. Serumski nivo IL-10 se značajno razlikuje između bolesnika sa različitim tipovima aterosklerotskog plaka. Pacijenti sa nekomplikovanim plakom su imali značajno više vrednosti serumskog IL-10 u odnosu na pacijente sa komplikovanim plakom, pa cirkulišući IL-10 može da diferencira bolesnike sa komplikovanim plakovima od onih sa nekomplikovanim plakom. Serumski nivoi IL-33 i sST2 bili su značajno veći u grupi pacijenta podvrgnutih karotidnoj endarterektomiji u poređenju sa zdravim ispitanicima. Pokazali smo obilnu tkivnu ekspresiju IL-33 i ST2 u aterosklerotskim lezijama karotidne arterije. Nivoi ekspresije IL-33 i IL-33R bili su značajno veći kod nestabilnih plakova i značajno koreliraju sa stepenom infiltracije inflamacijskih ćelija u ovim plakovima. Imunohistohemijskom analizom je takođe otkriveno da ćelije odgovorne za ekspresiju IL-33 nisu samo mononuklearne ćelije ograničene na inflamacijske aterosklerotske lezije, već i glatkomišićne ćelije koje su stekle fenotipske karakteristike penastih ćelija i ispunile se lipidnim kapljicama. Dobijeni rezultati potvrđuju značaj IL33/ST2 osovine u procesu ateroskleroze i ukazuju na njenu dvosmislenu funkciju u imunskom odgovoru, bilo kao proinflamacijski citokin u uznapredovalim aterosklerotskim lezijama, ili kao profibrotičan, u ranim fazama lezija. Serumski IL-10 može biti potencijalni biomarker za razlikovanje bolesnika sa karotidnom bolešću od zdravih osoba. Niži nivoi IL-10 su povezani sa prisustvom komplikovanih plakova.

Carotid atherosclerosis is manifested by atherosclerotic narrowing of the carotid arteries where inflammation plays a key role in the progression of atherosclerotic plaques. Despite this fact, the precise molecular and cellular mechanisms of carotid plaque formation are still not fully elucidated. The role of IL-10 in carotid disease has not been fully investigated. In our study, we examined serum IL-10 levels, as well as serum levels and tissue expression of IL-33 and ST2 receptors in atherosclerotic plaques in patients undergoing carotid endarterectomy. Patients with atherosclerotic carotid stenosis and healthy controls were enrolled in this study. Serum IFN-γ, TNF-α, IL-6, IL-17, IL-1β, IL-23, IL-18, IL-10, IL-33 and ST2 levels were determined by ELISA. Also, serum levels of IL-33 and soluble ST2 (sST2) were measured preoperatively. Atherosclerotic plaques obtained during surgery were initially histologically classified and immunohistochemical analyzes of IL-33, IL-33R, CD68, and alpha-SMA expression was performed. Demographic and clinical data such as gender, age, smoking status, blood pressure, glycaemia, hemoglobin and creatinine levels and comorbidities were collected and the comparisons between variables were statistically evaluated. Patients undergoing endarterectomy had significantly higher circulating IL-10 levels in comparison with healthy controls and IL-10 has good discriminatory efficacy between these two groups. Patients with < 70% and those with > 70% of carotid stenosis did not differ in terms of age, sex, cardiovascular risk factors except hypertension, neurosymptoms, and AHA plaque types. Circulating IL-10 levels differed significantly among patients with different carotid plaque types. Patients with uncomplicated plaques had significantly higher serum levels of IL-10 compared to those with complicated plaques. Serum levels of IL-33 and sST2 were significantly higher in the group of patients undergoing carotid endarterectomy compared to healthy subjects. We demonstrated abundant tissue expression of IL-33 and ST2 in atherosclerotic carotid artery lesions. The levels of IL-33 and IL-33R expression were significantly higher in vulnerable plaques and significantly correlated with the degree of inflammatory cells infiltration in these plaques. Immunohistochemical analysis also revealed that cells responsible for IL-33 expression are not only mononuclear cells confined to inflammatory atherosclerotic lesions but also smooth muscle cells which gained phenotypic characteristics of foam cells and were loaded with lipid droplets. The obtained results confirm the importance of IL-33/ST2 axis in the process of atherosclerosis, and indicate its ambiguous function in immune response, whether as proinflammatory cytokine in advanced atherosclerotic lesions or as profibrotic, in early lesions. IL-10 might be a potential biomarker in discriminating patients with carotid disease from healthy controls. Decreased serum levels of IL-10 are related to complicated carotid plaques.