Сравнительный анализ особенностей взаимодействия макрофагов с антигенами туберкулезных и нетуберкулезных микобактерий in vitro

Обоснование. В настоящее время активно продолжаются исследования, связанные с изучением взаимодействия микобактерий и инфицированных ими макрофагов человека и животных. В ответ на инфекцию макрофаги производят специфические молекулы, известные как цитокины, среди которых выделяются IFNγ, TNF, IL-1, IL-6, IL-12p40 и IL-12p70. Эти вещества играют ключевую роль в патогенезе туберкулёза и других заболеваний, вызванных микобактериями. В этой связи, целью нашей работы было сравнительное исследование паттернов цитокинов, вырабатываемых макрофагами человека в результате взаимодействия с антигенами патогенных и слабопатогенных микобактерий in vitro.

Методы. Из моноцитов крови здоровых добровольцев получали культуру макрофагов. Макрофаги культивировали с микобактериальными антигенами Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium и Mycobacterium kansasii. Через 24 часа проводили исследование изменения профиля экспрессии генов макрофагов (экспрессионный анализ) и продукции этими клетками прои противовоспалительных факторов. В качестве отрицательного контроля использовали культуру макрофагов, культивируемых без антигенов микобактерий.

Результаты. Показано что, стимуляция макрофагов антигенами разных микобактерий приводит к формированию различных фенотипов клеток: протективного (M. tuberculosis) – с экспрессией генов IL6, IFNΓ и TNF; провоспалительного (M. kansasii) – с активной экспрессией генов IL6, IL1β и TNF и амбивалентного (M. avium) – с экспрессией генов IL6, IL12. Результаты исследования продукции цитокинов макрофагами человека в ответ на антигены различных микобактерий полностью подтвердили данные, полученные с помощью экспрессионного анализа.

Заключение. Выявленные в работе особенности реакции макрофагов на антигены различных видов микобактерий позволяют более детально охарактеризовать механизмы персистенции туберкулёзных и нетуберкулёзных микобактерий в макрофагах.

1. World Health Organization. Global tuberculosis report 2024. Geneva Switzerland: 2024 Contract No.: CC BYNC-SA 3.0 IGO. [2024]. URL: https://iris.who.int/server/api/core/bitstreams/7292c91e-ffb0-4cef-ac39-0200f06961ea/ content [April 20, 2026].

2. Zheng W, Chang IC, Limberis J, Budzik JM, Zha BSh, Howard Z, et al. Mycobacterium tuberculosis resides in lysosome-poor monocyte-derived lung cells during chronic infection. PLoS Pathog. 2024; 20(5): e1012205. doi: 10.1371/journal.ppat.1012205

3. Bo H, Moure UAE, Yang Y, Pan J, Li L, Wang M, et al. Mycobacterium tuberculosis-macrophage interaction: Molecular updates. Front Cell Infect Microbiol. 2023; 13: 1062963. doi: 10.3389/fcimb.2023.1062963

4. Cronan MR, Beerman RW, Rosenberg AF, Saelens JW, Johnson MG, Oehlers SH, et al. Macrophage Epithelial Reprogramming Underlies Mycobacterial Granuloma Formation and Promotes Infection. Immunity. 2016; 45(4): 861–876. doi: 10.1016/j.immuni.2016.09.014

5. Владимирова Е.Б., Шмелев Е.И., Зайцева А.С., Касимцева С.А., Щепихин Е.И., Смирнова Т.Г. и др. Побочные реакции при лечении пациентов с нетуберкулезным микобактериозом легких и возможности их решения. Терапевтический архив. 2024; 96(11): 1049–1055. doi: 10.26442/00403660.2024.11.202992

6. Kang K, Kim JY,Yim JJ, Kim D. Gut-lung axis and microbiome alterations in mycobacterial infections: from pathogenesis to therapeutic potential. Gut Microbes. 2026; 18(1): 2612428. doi: 10.1080/19490976.2025.2612428

7. Dahl VN, Molhave M, Floe A, van Ingen J, Schön T, Lillebaek T, et al. Global trends of pulmonary infections with nontuberculous mycobacteria: a systematic review. Int J Infect Dis. 2022; 125: 120–131. doi: 10.1016/j.ijid.2022.10.013

8. Wosen JE, Mukhopadhyay D, Macaubas C, Mellins ED. Epithelial MHC Class II expression and its role in antigen presentation in the gastrointestinal and respiratory tracts. Front Immunol. 2018; 9: 2144. doi: 10.3389/fimmu.2018.02144

9. Егорова А.Д., Карпина Н.Л., Еремеев В.В. Иммунологические и генетические особенности человеческого организма, связанные с микобактериозом органов дыхания (обзор литературы). Туберкулёз и болезни лёгких. 2025; 103(1): 94–101. doi: 10.58838/2075-1230-2025-103-1-94-101

10. Roque S, de Sá-Calçada D, Cerqueira-Rodrigues B, Monteiro S, Guerreiro SG, Palha JA, et al. Chronic Mycobacterium avium infection differentially affects the cytokine expression profile of three mouse strains, but has no effect on behavior. Sci Rep. 2023; 13(1): 6199. doi: 10.1038/s41598-023-33121-2

11. Andalibi F, Bostanghadiri N, Amirmozafari N, Irajian G, Mirkalantari S. Efficacy and treatment outcome of infected patients with pulmonary Mycobacterium kansasii: A systematic review. J Clin Tuberc Other Mycobact Dis. 2024; 36: 100463. doi: 10.1016/j.jctube.2024.100463

12. Mussi VO, Simão TLBV, Almeida FM, Machado E, de Carvalho LD, et al. A murine model of Mycobacterium kansasii infection reproducing necrotic lung pathology reveals considerable heterogeneity in virulence of clinical isolates. Front Microbiol. 2021; 12: 718477. doi: 10.3389/fmicb.2021.718477

13. Zhao S, Zhang Z, Xu J, Zhou Z, Wu Y, Wu Y, et al. Plasma cytokine levels as markers of pathogenesis and treatment response in patients with non-tuberculous mycobacterial pulmonary disease. Braz J Med Biol Res. 2024; 57: e13755. doi: 10.1590/1414-431X2024e13755

14. Scriba TJ, Maseeme M, Young C, Taylor L, Leslie AJ. Immunopathology in human tuberculosis. Sci Immunol. 2024; 9(102): eado5951. doi: 10.1126/sciimmunol.ado5951

15. Шепелькова Г.С., Евстифеев В.В., Еремеев В.В. Гиперэкспрессия miR-222-3p в культуре инфицированных Mycobacterium Tuberculosis макрофагов не оказывает влияния на их бактериостатическую активность. Инфекция и иммунитет. 2024; 14(3): 532–538. doi: 10.15789/2220-7619-OMI-16717

16. World Medical Association. World Medical Association Declaration of Helsinki: ethical principles for medical research involving human subjects. JAMA. 2013; 310(20): 2191–2194. doi: 10.1001/jama.2013.281053

17. Авдиенко В.Г., Бабаян С.С., Бочарова И.В. Характеристики и применение моноклональных антител против Mycobacterium kansasii. Вестник ЦНИИТ. 2024; 4(29): 51–63. doi: 10.57014/2587-6678-2024-8-4-51-63

18. Beltan E, Horgen L, Rastogi N. Secretion of cytokines by human macrophages upon infection by pathogenic and non-pathogenic mycobacteria. Microb Pathog. 2000; 28: 313–318. doi: 10.1006/mpat.1999.0345

19. Song CH, Lee JS, Kim HJ, Park JK, Paik TH, Jo EK. Interleukin-8 is differentially expressed by human-derived monocytic cell line U937 infected with Mycobacterium tuberculosis H37Rv and Mycobacterium marinum. Infect Immun. 2003; 71: 5480–5487. doi: 10.1128/iai.71.10.5480-5487.2003

20. Feng Z, Bai X, Wang T, Garcia C, Bai A, Li L, et al. Differential Responses by Human Macrophages to Infection with Mycobacterium tuberculosis and Non-tuberculous Mycobacteria. Front Microbiol. 2020; 11: 116. doi: 10.3389/fmicb.2020.00116

21. Koh J, Kim S, Kim JY, Yim JJ, Kwak N. Immunologic features of nontuberculous mycobacterial pulmonary disease based on spatially resolved whole transcriptomics. BMC Pulm Med. 2024; 24(1): 392. doi: 10.1186/s12890-024-03207-2