Circulating stem and progenitor cells as markers of inflammation, endothelial regeneration, and prediction of vascular complications in metabolic syndrome and type 1 and 2 diabetes mellitus
Authors: Першина О.В. , Пахомова А.В. , Ермакова Н.Н. , Рыбалкина О.Ю. , Крупин В.А. , Пан Э.С. , Ваизова О.Е. , Кравченко А.И. , Самойлова Ю.Г. , Ротканк М.А. , Дыгай А.М. , Скурихин Е.Г. 
Published: December 2020

Цель исследования состояла в выявлении информативных клеточных маркеров сосудистых осложнений, регенерации микрососудистой сети и воспаления в венозной крови здоровых волонтеров, больных с метаболическим синдромом, сахарным диабетом 1 и 2 типа. Методы. Обследованы больные с метаболическим синдромом (МС), диабетом 2 типа без осложнений, диабетом 1 типа средней степени тяжести и здоровые волонтеры. Диагноз пациентов подтвержден общеклиническими, биохимическими, коагулометрическими и иммуноферментными методами исследования, для оценки экспрессии антигенов использовался многопараметрический цитометрический анализ. Результаты. При анализе экспрессии маркеров показано изменение числа эндотелиальных клеток, мезенхимальных стволовых клеток (МСК) и гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) в крови в зависимости от патологии. Эндотелиальные клетки миелоидного (CD45CD14CD34CD309CD144CD31) и немиелоидного (CD45CD14CD34CD309CD144CD31) происхождения, CD309-эндотелиальные клетки и МСК (CD44CD73CD90CD105) предлагаются в качестве маркеров повреждения эндотелия при диабетической симптоматике. При этом ГСК (CD45CD34) могут выступать ценным диагностическим и прогностическим маркером воспаления. Заключение. Для подтверждения сосудистых повреждений и прогноза развития осложнений при диабете 1 и 2 типа в венозной крови пациентов целесообразно оценивать эндотелиальные прогениторные клетки (ЭПК) не костномозговой локализации (CD31CD309CD144) и костномозговой локализации (CD34CD309), и ЭПК c высоким регенеративным потенциалом (CD45CD34CD31CD144). Циркулирующие ЭПК, формирующие колонии in vitro (CD45CD34CD31), рекомендуется использовать в качестве дифференциального маркера состояния регенерации эндотелия при диабете 2 типа.

The aim of this study was to identify mesenchymal stem cells (MSC), hematopoietic stem cells (HSC), mature endothelial cells, and endothelial progenitor cells (EPC) in the blood of healthy volunteers, patients with metabolic syndrome, and type 1 and 2 diabetes mellitus as new, informative cellular markers of vascular complications, endothelial regeneration, and inflammation. Methods. The diagnosis was confirmed by general clinical, biochemical, coagulometeric and ELISA studies; multi-parameter cytometric assay was used for evaluation of antigen expression. Results. Changes in the count of MSC, HSC, mature endothelial cells, and endothelial progenitor cells in blood of patients with metabolic syndrome and type 1 and 2 diabetes depended on the type of pathology. We propose using endothelial cells of myeloid (CD45CD14CD34CD309CD144CD31) and non-myeloid origin (CD45CD14CD34CD309CD144CD31), CD309-endothelial cells, and MSCs with the CD44CD73CD90CD105 phenotype as nonspecific markers of endothelial damage in presence of diabetic symptoms. Furthermore, HSCs (CD45CD34) can be used as a valuable diagnostic and prognostic marker of inflammation. Conclusions. It is relevant to evaluate EPCs of non-bone marrow localization (CD31CD309CD144) and bone marrow localization (CD34CD309) and EPCs with a high regenerative potential (CD45CD34CD31CD144) in the blood of patients with type 1 and 2 diabetes to confirm the presence of vascular damage and predict development of complications. Circulating, in vitro colony-forming EPCs (CD45CD34CD31) are recommended as a differential marker for inhibition of endothelial regeneration in type 2 diabetes.