Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1662710.46235/1028-7221-16627-IOESHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationInfluence of endomorphins-1, 2 on glucose uptake by T and B lymphocytes in vivoВлияние эндоморфинов-1, 2 на особенности поглощения глюкозы Т- и В-лимфоцитами in vivoGeinS. V.ГейнС. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Director; Professor, Department of Microbiology and Immunology

д.м.н., директор; профессор кафедры микробиологии и иммунологии

gein@iegm.ruKadochnikovaYa. A.КадочниковаЯ. А.
Russian Federation

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии

gein@iegm.ruInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of SciencesИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»Perm State National Research UniversityФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»01042024120820242721972022203202424032024Copyright ©; 2024, Gein S.V., Kadochnikova Y.A.Copyright ©; 2024, Гейн С.В., Кадочникова Я.А.2024Gein S.V., Kadochnikova Y.A.Гейн С.В., Кадочникова Я.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/16627

The main method of treating pain syndrome is the use of morphine and its analogues, which have a wide range of side effects. In this regard, many modern studies are aimed at finding safer analgesic compounds. Currently, among morphine analogues, much attention is paid to endogenous opioid peptides, which, along with an analgesic effect, have pronounced immunoregulatory properties. It is now known that the functional activity of immune cells is ensured by metabolism. This process supplies cells with the energy necessary for activation, differentiation, proliferation, apoptosis, etc. Glucose metabolism plays a key role in ensuring the functions of immune cells. The aim of this work is to evaluate the effect of endomorphins-1, 2 on the characteristics of glucose uptake by T and B lymphocytes in vivo. The subjects of the study were white male mice, peptides were administered to mice intraperitoneally at a dose of 100 ìg/kg, and glucose uptake by cells was assessed using fluorescent analogues of glucose (2-NBDG). It was found that endomorphin-1 did not affect at the intensity of glucose consumption in both T and B cells. Administration of endomorphin-2, on the contrary, led to a significant increase in glucose uptake in T lymphocytes. However, the level of glucose consumption in B cells after administration of endomorphin-2 did not change significantly. In a study of two subsets of T lymphocytes, it was noted that endomorphin-2 leads to an increase in glucose uptake in both CD4+ and CD4-T cells. Administration of endomorphin-1 had no significant effect on the level of uptake of this substrate in both subsets of T lymphocytes. Proliferating B lymphocytes increased glucose consumption in the presence of LPS after administration of endomorphin-2. Both endomorphins did not have a significant effect on glucose consumption in proliferating CD4+ and CD4-T cells.

Thus, endomorphin-1, unlike endomorphin-2, does not have a significant effect on glucose metabolism in T and B cells. Taking into account the role of glycolysis in the functioning of immune cells and inflammation, it can be concluded that the use of endomorphin-1 may be associated with a lower risk of immune system-related side effects.

Основным способом лечения болевого синдрома является применение морфина и его аналогов, обладающих широким спектром побочных эффектов. В связи с этим, многие современные исследования направлены на поиск более безопасных анальгезирующих соединений. В настоящее время, среди аналогов морфина большое внимание уделяется эндогенным опиоидным пептидам, которые вместе с анальгетическим эффектом обладают выраженными иммунорегуляторными свойствами. В настоящее время известно, что функциональная активность иммунных клеток обеспечивается метаболизмом. Данный процесс снабжает клетки энергией, необходимой для активации, дифференцировки, пролиферации, апоптоза и др. Ключевую роль в обеспечении функций иммунных клеток играет метаболизм глюкозы. Цель настоящей работы – оценить влияние эндоморфинов-1, 2 на особенности поглощения глюкозы Т- и В-лимфоцитами in vivo. Объектом исследования являлись белые мыши самцы, пептиды вводились мышам внутрибрюшинно в дозе 100 мкг/кг, поглощение глюкозы клетками оценивали с использованием флуоресцентных аналогов глюкозы (2-NBDG). Установлено, что эндоморфин-1 не влиял на интенсивность потребления глюкозы как в Т-, так и в В-клетках. Введение животным эндоморфина-2, напротив, приводило к существенному усилению поглощения глюкозы в Т-лимфоцитах. При этом уровень потребления глюкозы в В-клетках после введения эндоморфина-2 значительно не изменялся. При исследовании двух субпопуляций Т-лимфоцитов было отмечено, что эндоморфин-2 приводит к увеличению потребления глюкозы как в CD4+, так и в CD4-Т-клетках. Введение эндоморфина-1 не оказало существенного влияния на уровень поглощения этого субстрата в обеих субпопуляциях Т-лимфоцитов. Пролиферирующие В-лимфоциты, в отличие от покоящихся клеток, после введения эндоморфина-2 усиливали потребление глюкозы в присутствии LPS. Оба эндоморфина на потребление глюкозы в пролиферирующих CD4+ и CD4-Т-клетках существенного влияния не оказали.

Таким образом, эндоморфин-1, в отличие от эндоморфина-2, не оказывает существенного влияния на метаболизм глюкозы в Т- и В-клетках. Принимая во внимание роль гликолиза в функционировании иммунных клеток и реализации воспаления, можно заключить, что применение эндоморфина-1 может быть сопряжено с меньшим риском возникновения побочных эффектов, связанных с иммунной системой.

endomorphinsglucoselymphocytesopioid receptorsэндоморфиныглюкозалимфоцитыопиоидные рецепторыПравительство Российской ФедерацииGovernment of the Russian Federation124021900006-5Власова В.В., Шмагель К.В. Метаболические свойства Т-лимфоцитов и методы их регуляции (обзор) // Биохимия, 2023. T. 88, № 11, С.2251-2270. [Vlasova V.V., Shmagel K.V. T-lymphocyte metabolic features and techniques to modulate them (review). Biokhimiya = Biochemistry, 2023, Vol. 88, no. 11, pp. 2251-2270. (In Russ.)]Гейн С.В., Баева Т.А. Эндоморфины: структура, локализация, иммунорегуляторная активность // Проблемы эндокринологии, 2020. Т. 66, № 1. С. 78-86. [Gein S.V., Baeva T.A. Endomorphins: structure, localization, immunoregulatory activity. Problemy endokrinologii = Problems of Endocrinology, 2020, Vol. 66, no. 1, pp. 78-86. (In Russ.)]Гейн С.В., Кадочникова Я.А. Влияние эндоморфинов-1,2 на функциональную активность нейтрофилов и моноцитов периферической крови in vitro // Физиология человека, 2021. Т. 47, № 6. С. 65-71. [Gein S.V., Kadochnikova Y.A. Effect of endomorphins-1, 2 on functional activity of neutrophils and peripheral blood monocytes in vitro. Fiziologiya cheloveka = Human Physiology, 2021, Vol. 47, no. 6, pp. 646-651. (In Russ.)]Кадочникова Я.А., Гейн С.В. Влияние эндоморфинов на гуморальный иммунный ответ, продукцию Th1/Th2/Th17-цитокинов и апоптоз CD4+, CD8+ лимфоцитов in vivo // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 3. С. 545-550. [Kadochnikova Y.A., Gein S.V. Effect of endomorphins on humoral immune response, TH1/TH2/TH17 cytokine production and CD4+, CD8+ lymphocyte apoptosis in vivo. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 3. pp. 545-550. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-EOE-2783.Bodnar R.J. Endogenous opiates and behavior. Peptides, 2010, Vol. 31, pp. 2325-2359.Horvath G. Endomorphin-1 and endomorphin-2: pharmacology of the selective endogenous -opioid receptor agonists. Pharmacol Ther., 2000, Vol. 88, no. 3, pp. 437-463.Janecka A., Staniszewska R., Fichna J. Endomorphin analogs. Curr. Med. Chem., 2007, Vol. 14, № 30, pp. 3201-3208.Keresztes A., Borics A., Tóth G. Recent advances in endomorphin engineering. Chem. Med. Chem., 2010, Vol. 5, no. 8, pp. 1176-1196.Kimmey B.A., McCall N.M., Wooldridge L.M., Satterthwaite T.D., Corder G. Engaging endogenous opioid circuits in pain affective processes. J. Neurosci. Res., 2022, Voil. 100, no. 1, pp. 66-98.Liu X., Wang Y., Xing Y., Yu J., Ji H., Kai M., Wang Z., Wang D., Zhang Y., Zhao D., Wang R. Design, synthesis, and pharmacological characterization of novel endomorphin-1 analogues as extremely potent -opioid agonists. Journal of Medicinal Chemistry, 2013, Vol. 56, no. 7, pp. 3102-3114.Ofoegbu A., Ettienne E.B. Pharmacogenomics and morphine. J. Clin. Pharmacol., 2021, Vol. 61, no. 9, pp. 1149-1155.Plein L.M., Rittner H.L. Opioids and the immune system – friend or foe. Br. J. Pharmacol., 2017, Vol. 175, no. 14, pp. 2717-2725.Pomorska D.K., Gach K., Janecka A. Immunomodulatory effects of endogenous and synthetic peptides activating opioid receptors. Med. Chem., 2014, Vol. 14, pp. 1148-1155.Rivero G., Llorente J., McPherson J., Cooke A., Mundell S.J., McArdle C.A., Rosethorne E.M., Charlton S.J., Krasel C., Bailey C.P., Henderson G., Kelly E. Endomorphin-2: A biased agonist at the -opioid receptor. Mol. Pharmacol., 2012, Vol. 82, no. 2, pp. 178-188.Zadina J.E., Nilges M.R., Morgenweck J., Zhang X., Hackler L., Fasold M.B. Endomorphin analog analgesics with reduced abuse liability, respiratory depression, motor impairment, tolerance, and glial activation. Neuropharmacology, 2016, Vol. 105, pp. 215-227.