Content and location of lymphocyte subpopulations with markers CD4+, CD8+ and CD20+ in the esophageal tonsil of chickens and the Meckel diverticulum of ducks

Abstract

Immune formations of birds' digestive organs, including the esophageal tonsil and Meckel's diverticulum, protect the body from foreign antigens that enter the body with food and water and play an important role in maintaining the genetic constancy of its internal environment. This unique property of the immune system is formed during ontogenesis and is associated with maintaining the selection of lymphocyte clones that are able to respond to foreign antigens and carry out a specific immune response of two types: humoral and cellular. This article presents the results of a study of T- and B-lymphocyte subpopulations of the esophageal tonsil of Shever 579 cross chickens at the age of 25, 180 and 300 days, the Meckel diverticulum of the Blagovarsky cross ducks at the age of 30, 150 and 180 days. Immunohistochemical and statistical research methods were used to determine the localization and quantitative parameters of cell populations of lymphocytes (CD4+, CD8+, CD20+) using monoclonal antibodies and the DAKO EnVision FLEX+ imaging system (Dako Cytomation, Denmark). Separate subpopulations of T-lymphocytes (CD4+ - helpers, CD8+ -cytotoxic / T-suppressors) and mature B-lymphocytes (CD20+) were found in the esophageal tonsil and Meckel diverticulum of birds. Their presence confirms that antigen-independent proliferation and differentiation of lymphocytes into effector cells occur in the immune formations of the digestive system. The lymphoid tissue of these formations is represented mainly by a well-defined diffuse form and nodules with light centers (secondary). In the esophageal tonsil of chickens, these structures are located in the tunica mucosa and tela submucosa, and in the Meckel diverticulum of ducks – also in the tunica muscularis. The content of lymphocytes with these markers predominates in diffuse lymphoid tissue compared to that in secondary lymphoid nodules. In the diffuse lymphoid tissue of the esophageal tonsil, lymphocytes are located mainly near the adenomeres and excretory ducts of the esophageal glands, blood vessels, and under the surface epithelium, and in Meckel's diverticulum – around the crypts, in their epithelium and in the epithelium of the villi. They are also found in the light centers of lymphoid nodules and on their periphery. The indices of the content of lymphocytes with the indicated markers in the esophageal tonsil and Meckel diverticulum which we determined were associated with age characteristics of the poultry in the postnatal period of ontogenesis. According to our observations, the content of CD20+ lymphocytes was the highest, while the populations of CD4+ and CD8+ lymphocytes were much smaller. This indicates an increase in the activity and predominance of the humoral immunity over the cellular one. The content of CD20+ lymphocytes was highest in birds at the age of 180 days, that is, during their sexual maturity. The data presented in the work can be used by morphologists researching the organs of the immune system, immunologists, poultry specialists involved in breeding, using and raising poultry and in educational work.

Імунні утворення органів травлення птахів, у тому числі мигдалини стравоходу та дивертикула Меккеля, захищають організм від чужорідних антигенів, які потрапляють в організм з їжею та водою, і відіграють важливу роль у підтримці генетичної сталості його внутрішнього середовища. Ця унікальна властивість імунної системи формується в процесі онтогенезу і пов'язана з підтримкою селекції клонів лімфоцитів, здатних реагувати на чужорідні антигени і здійснювати специфічну імунну відповідь двох типів: гуморальну і клітинну. У цій статті представлені результати дослідження субпопуляцій Т- і В-лімфоцитів стравохідної мигдалини курей кросу Шевер 579 у віці 25, 180 і 300 днів, дивертикулу Меккеля качок Благоварського кросу у 30, 150 і 180 днів. Для визначення локалізації та кількісних параметрів клітинних популяцій лімфоцитів (CD4+, CD8+, CD20+) використано імуногістохімічні та статистичні методи дослідження за допомогою моноклональних антитіл та системи візуалізації DAKO EnVision FLEX+ (Dako Cytomation, Данія). Окремі субпопуляції Т-лімфоцитів (CD4+ - хелпери, CD8+ -цитотоксичні / Т-супресори) та зрілі В-лімфоцити (CD20+) виявлено у стравохідній мигдалині та дивертикулі Меккеля птахів. Їх наявність підтверджує, що в імунних утвореннях травної системи відбувається антигеннезалежна проліферація та диференціація лімфоцитів в ефекторні клітини. Лімфоїдна тканина цих утворень представлена переважно чітко вираженою дифузною формою та вузликами зі світлими центрами (вторинними). У стравохідній мигдалині курей ці структури розташовані в слизовій оболонці та підслизовому тілі, а в дивертикулі Меккеля качок – також у м'язовій оболонці. Вміст лімфоцитів з цими маркерами переважає в дифузній лімфоїдній тканині порівняно з вторинними лімфоїдними вузликами. У дифузній лімфоїдній тканині стравохідної мигдалини лімфоцити розташовані переважно біля аденомерів і вивідних проток стравохідних залоз, кровоносних судин і під поверхневим епітелієм, а в дивертикулі Меккеля – навколо крипт, в їх епітелії та ворсинок. Вони також знаходяться в світлих центрах лімфоїдних вузликів і на їх периферії. Визначені нами показники вмісту лімфоцитів із зазначеними маркерами в мигдалині стравоходу та дивертикулі Меккеля були пов'язані з віковими особливостями птиці в постнатальному періоді онтогенезу. За нашими спостереженнями, вміст лімфоцитів CD20+ був найвищим, тоді як популяції лімфоцитів CD4+ та CD8+ були значно меншими. Це свідчить про підвищення активності та переважання гуморального імунітету над клітинним. Вміст лімфоцитів CD20+ був найбільшим у птахів у віці 180 днів, тобто в період статевої зрілості. Наведені в роботі дані можуть бути використані морфологами, які досліджують органи імунної системи, імунологами, птахівниками, які займаються розведенням, використанням і вирощуванням птиці та в навчально-виховній роботі.