Macrophage differentiation in the tissues of myomatous nodes, depending on MRI pattern

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Macrophage differentiation is known to be regulated by specific microenvironment invaded by these cells. However, despite numerous studies on pathogenesis of uterine leiomyoma, a common benign tumor of reproductive system, the features of macrophage polarization within myoma nodes are still scarcely studied. The aim of our work was to reveal some differentiation features of macrophages which invade the tissues of myomatous nodes in the patients with different types of uterine leiomyoma (UL) dependent on MRI patterns observed. We have performed a study of 42 patients in their reproductive age with intramural UL. All the patients were subjected to MRI of pelvic area. Twelve samples of endometrium have been taken from healthy women without any signs of UL, being used as controls. UL biopsies and endometrium in its projection served as study material. Phenotype of endometrial and UL-invading macrophages was evaluated by means of multi-color flow cytometry. Expression of Activin А and RARα mRNAs was estimated in endometrial and myoma node macrophages. Likewise, collagen type 1 mRNA expression was evaluated by means of reverse-transcription real time PCR. The collagen type 1 concentration in myomatous nodes was assessed by ELISA technique. We have revealed that peripheral blood monocytes, macrophages in endometrium, and UL nodes each consist of three different subpopulations, dependent on expression levels of expression levels of CD14 and CD16 membrane receptors. For endometrium projected onto myomatous node, the ratios of “intermediate” macrophages (CD14++CD16+), and alternatively activated macrophages (CD36+) was increased, thus exerting potentially negative effects upon reproductive functions in women with uterine leiomyoma. Immediately in myomatous tissue, we have found a shift of macrophage differentiation from ‘classic’ forms towards “intermediate” and “non-classical” macrophages associated with alternative activation. However, the percentage of scavenger receptor-expressing macrophages (CD36+, CD206+) was decreased in the myoma nodes. Enhanced expression of RARα mRNA was observed in macrophages invading the myomatous nodes, whereas Activin А synthesis was higher in the macrophages invading leiomyomas with MRI pattern of simple and degenerative nodes. Imbalance between “intermediate” and “non-classical” UL-invading macrophages was associated with fibrosis, or degenerative changes of myomatous tissues, thus, probably, representing an important pathogenetic link in development of different clinical variants of uterine leiomyoma.

About the authors

N. Yu. Sotnikova

V. Gorodkov Ivanovo Research Institute of Maternity and Childhood

Author for correspondence.
Email: niimid.immune@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0608-0692

Sotnikova Natalia Yu., PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Laboratory of Clinical Immunology

153045, Ivanovo, Pobedy str., 20

 

Russian Federation

A. I. Malyshkina

V. Gorodkov Ivanovo Research Institute of Maternity and Childhood

Email: ivniimid@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-1145-0563

Malyshkina Anna Ivanovna, PhD, MD (Medicine), Professor, Director

Ivanovo

Russian Federation

D. N. Voronin

V. Gorodkov Ivanovo Research Institute of Maternity and Childhood

Email: niimid.immune@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2836-8694

Voronin Dmitry Nicolaevich, PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Clinical Immunology

Ivanovo

Russian Federation

S. N. Nagornyi

V. Gorodkov Ivanovo Research Institute of Maternity and Childhood

Email: nagornomu@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2324-5951

Nagornyi Sergey Nicolaevich, Clinical Radiologist, Department of X-ray Diagnostics

Ivanovo

Russian Federation

D. L. Voskresnskaya

V. Gorodkov Ivanovo Research Institute of Maternity and Childhood

Email: kasyanikdariakis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0177-4812

Voskresnskaya Daria Leonidovna, PhD (Medicine), Obstetrician-Gynecologist

Ivanovo

Russian Federation

References

  1. Малышкина А.И., Сотникова Н.Ю., Анциферова Ю.С., Красильникова А.К. Иммунные механизмы быстрого роста миомы матки. Иваново: Иваново, 2010. 270 с.
  2. Cassetta L., Pollard J.W. Targeting macrophages: therapeutic approaches in cancer. Nat. Rev. Drug Discov., 2018, Vol. 17, no. 12, pp. 887-904.
  3. Ciarmela P., Islam M.S., Reis F.M., Gray P.C., Bloise E., Petraglia F., Vale W., Castellucci M. Growth factors and myometrium: biological effects in uterine fibroid and possible clinical implications. Hum. Reprod. Update, 2011, Vol. 17, no. 6, pp. 772-790.
  4. Davies L.C., Taylor P.R. Tissue-resident macrophages: then and now. Immunology, 2015, Vol. 144, no. 4, pp. 541-548.
  5. Funaki K., Fukunishi H., Funaki T., Kawakami C. Mid-term outcome of magnetic resonance-guided focused ultrasound surgery for uterine myomas: from six to twelve months after volume reduction. J. Minim. Invasive Gynecol., 2007, Vol. 14, no. 5, pp. 616-621.
  6. Islam M.S., Catherino W.H., Protic O., Janjusevic M., Gray P.C., Giannubilo S.R., Ciavattini A., Lamanna P., Tranquilli A.L., Petraglia F., Castellucci M., Ciarmela P. Role of activin-A and myostatin and their signaling pathway in human myometrial and leiomyoma cell function. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2014, Vol. 99, no. 5, pp. E775-E785.
  7. Koohestani F., Braundmeier A.G., Mahdian A., Seo J., Bi J., Nowak R.A. Extracellular matrix collagen alters cell proliferation and cell cycle progression of human uterine leiomyoma smooth muscle cells. PLoS One, 2013, Vol. 8, no. 9, e75844. doi: 10.1371/journal.pone.0075844.
  8. Nagy L., Szanto A., Szatmari I., Széles L. Nuclear hormone receptors enable macrophages and dendritic cells to sense their lipid environment and shape their immune response. Physiol. Rev., 2012, Vol. 92, no. 2, pp. 739-789.
  9. Miura S., Khan K.N., Kitajima M., Hiraki K., Moriyama S., Masuzaki H., Samejima T., Fujishita A., Ishimaru T. Differential infiltration of macrophages and prostaglandin production by different uterine leiomyomas. Hum. Reprod., 2006, Vol. 21, no. 10, pp. 2545-
  10. Orciani M., Caffarini M., Biagini A., Lucarini G., Delli Carpini G., Berretta A., Di Primio R., Ciavattini A. Chronic inflammation may enhance leiomyoma development by the involvement of progenitor cells. Stem Cells Int., 2018, Vol. 13, 1716246. doi: 10.1155/2018/1716246.
  11. Shrivastava R., Shukla N. Attributes of alternatively activated (M2) macrophages. Life Sci., 2019, Vol. 224, pp. 222-231.
  12. Tugal D., Liao X., Jain M.K. Transcriptional control of macrophage polarization. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2013, Vol. 33, no. 6, pp. 1135-1144.
  13. Whynott R.M., Vaught K.C.C., Segars J.H.. The effect of uterine fibroids on infertility: a systematic review. Semin. Reprod. Med., 2017, Vol. 35, no. 6, pp. 523-532.
  14. Wynn T.A., Vannella K.M. Macrophages in tissue repair, regeneration, and fibrosis. Immunity, 2016, Vol. 44, no. 3, pp. 450-462.
  15. Ziegler-Heitbrock L., Ancuta P., Crowe S., Dalod M., Grau V., Hart D.N., Leenen P.J., Liu Y.J., MacPherson G., Randolph G.J., Scherberich J., Schmitz J., Shortman K., Sozzani S., Strobl H., Zembala M., Austyn J.M., Lutz M.B. Nomenclature of monocytes and dendritic cells in blood. Blood, 2010, Vol. 116, no. 16, pp. e74-e80.
  16. Zhong C., Pu L., Fang M., Rao J., Wang X. ATRA regulates innate immunity in liver ischemia/reperfusion injury via RARα/Akt/Foxo1 Signaling. Biol. Pharm. Bull., 2018, Vol. 41, no. 4, pp. 530-535.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Sotnikova N.Y., Malyshkina A.I., Voronin D.N., Nagornyi S.N., Voskresnskaya D.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».