Involvement of proinflammatory S100A9/A8 in the atherocalcinosis of aortic valves

Abstract

Згідно результатів Європейського дослідження серцевих вад (Euro-Heart Survey on Vascular Heart Disease), серед уражень серцевих клапанів найбільш поширеною патологією є неревматичний аортальний стеноз, який також називають кальцифікованим аортальним стенозом (КАС), так як у його патогенезі головна роль належить процесу біомінералізації стулок і кільця клапану. Демографічно-обумовлене зростання кількості людей старших вікових груп призводить до збільшення дегенеративно-метаболічних захворювань серцевих аортальних клапанів (АК), особливо спричинене атеросклеротичними процесами. Метою роботи є імуногістохімічне дослідження мінералізованих тканини аортальних серцевих клапанів, уражених атерокальцинозом. Матеріали і методи. Всього було досліджено 30 зразків мінералізованих аортальних клапанів (І група) та 10 зразків аортальних клапанів без ознак біомінералізації (ІІ група), які виступали у якості контролю. У тканині АК обох груп було проведене імуногістохімічне дослідження експресії колагену І (Collagen I), CD68, мієлопероксидази (MPO), кальгрануліну А (S100A8), кальгрануліну В (S100A9), каспази 3 (Casp 3) та остеопонтину (OPN). Оцінювання статистичної достовірності різниці результатів між групами зразків проводили за допомогою непараметричного критерію Манна-Уітні. Результати вважали статистично достовірними при ступеню вірогідності більше 95% (р<0,05). Результати. У тканині CAV виявлено розростання фібрилярного компоненту (колаген І), але кількісний і якісний склад CD68+ циркулюючих запальних клітин істотно не відрізняється від контрольної групи АК. Кальцифіковані АК містять більше MPO+ клітин (p<0.001) у порівнянні з групою АК без біомінералізації. Наші дані показують значиме підвищення експресії S100A9 і ОПН в у тканині мінералізованих АК (р<0,01). Також у CAV виявлено вищий рівень експресії Casp3 (р<0,05). Порівнюючи І і ІІ групи АК, не виявлено зв’язку між експресією S100A8. Висновки. Висока експресія Casp3 підтверджує підвищений рівень елімінації клітин у тканині CAV, що, очевидно, пов’язано із впливом високої місцевої концентрації S100A9. Ці факти можуть сприяти розвитку патологічної біомінералізації АК. Оскільки остеопонтин інгібує утворення гідроксиапатиту, зв'язуючись з поверхнею кристалів, то його гіперпродукція у тканинах АК є фактором протидії біомінералізації.

Согласно результатам Европейского исследования сердечных пороков (Euro-Heart Survey on Vascular Heart Disease), среди поражений сердечных клапанов наиболее распространенной патологией является неревматический аортальный стеноз. Это заболевание также называют кальцифицированными аортальным стенозом (КАС), так как в его патогенезе главная роль принадлежит процессу биоминерализации створок и кольца клапана. Демографически-обусловлено рост числа людей старших возрастных групп приводит к увеличению дегенеративно-метаболических заболеваний сердечных аортальных клапанов (АК), особенно вызванных атеросклеротическими процессами. Целью работы является иммуногистохимическое исследование минерализованных ткани аортальных сердечных клапанов, пораженных атерокальцинозом. Материалы и методы. Всего было исследовано 30 образцов минерализованных аортальных клапанов (I группа) и 10 образцов аортальных клапанов без признаков биоминерализации (II группа), которые выступали в качестве контроля. В ткани АК обеих групп было проведено иммуногистохимическое исследование экспрессии коллагена I (Collagen I), CD68, миелопероксидазы (MPO), кальгранулина А (S100A8), кальгранулина В (S100A9), каспазы 3 (Casp 3) и остеопонтина (OPN). Оценка статистической достоверности разницы результатов между группами образцов проводили с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Результаты считали статистически достоверными при степени достоверности более 95% (р <0,05). Результаты. В ткани кальцифицированных АК обнаружено разрастание фибриллярного компонента (коллаген I), но количественный и качественный состав CD68+ циркулирующих воспалительных клеток существенно не отличается от контрольной группы АК. Кальцифицированные АК содержат больше MPO+ клеток (p<0.001) по сравнению с группой АК без биоминерализации. Наши данные показывают значимое повышение экспрессии S100A9 и OPN в в ткани минерализованных АК (р <0,01). Также в CAV выявлено более высокий уровень экспрессии Casp3 (р <0,05). Сравнивая I и II группы АК, не обнаружено связи между экспрессией S100A8. Выводы. Высокая экспрессия Casp3 подтверждает повышенный уровень элиминации клеток в ткани кальцифицированных АК, что, очевидно, связано с влиянием высокой местной концентрации S100A9. Эти факты могут способствовать развитию патологической биоминерализации АК. Поскольку остеопонтин ингибирует образование гидроксиапатита, связываясь с поверхностью кристаллов, то его гиперпродукция в тканях АК является фактором противодействия биоминерализации.

According to the results of the Euro-Heart Survey on Vascular Heart Disease the most common pathology is nonrheumatic aortic stenosis, it is also called as calcific aortic valve stenosis (CAVS), as in its pathogenesis the process of biomineralization of valve cusps and ring plays the main role. The aim of the work is the immunohistochemical study of mineralized tissue of aortic heart valves, which are affected by atherocalcinosis. Materials and methods. 30 samples of mineralized aortic valves (I group) and 10 samples of aortic valve without evidence of biomineralization (II group - control) were studied. Immunohistochemical study of expression of collagen (Collagen I), CD68, myeloperoxidase (MPO), calgranulin A (S100A8), calgranulin B (S100A9), caspase 3 (Casp 3) and osteopontin (OPN) was conducted in AV tissue of both groups. Results. In CAV tissues the fibrillar component (collagen I) growths was found, but the quantitative and qualitative compositions of CD68+ circulating inflammatory cells are not significantly different from the control group. CAVs contain much more MPO+ -cells (p <0.001) in comparison to the group of AVs without biomineralization. Our data show a significant increase of the S100A9 and OPN expression in the mineralized tissue of AVs (p <0.01). Also, a higher expression level of Casp3 and MPO was found in CAVs (p <0.05). Comparing the first and the second groups of AVs connection between the expression of S100A8 was not determined. Conclusion. High Casp 3 expression confirms the increased level of cell elimination in the CAVs tissue, which is obviously connected with the impact of high local concentrations of S100A9. These facts can contribute to the development of pathological biomineralization of AV. Since osteopontin inhibits the hydroxyapatite formation by binding to the surface of the crystals, its hyperproduction is a counteracting factor against biomineralization in AV tissue.