Over last decade, microbial biosurfactants, being conventionally used as emulsifiers and solubilizers of hydrophobic substances, have attracted attention as potential biomedical agents, due to their unique biological effetcs that are not found in synthetic analogs, i.e., their antibacterial, antifungal, antiviral, antitumor, or immunomodulatory activity depending on the molecular structure. The purpose of the work was to study the effect of Rhodococcus biosurfactant and its monoacyltrehalose fraction on the production of IL-2, IL-4, IFNγ, IL-17, apoptosis of CD4+ and CD8+ splenocytes caused by a single oral administration, as well as upon humoral and cell-mediated immunity as well as on host versus graft (HVG) response during a course of in vivo oral administration. We have found that a single oral administration of monoacyltrehalose fraction of Rhodococcus biosurfactant caused inhibition of ConA-induced production of IL-2 and IFNγ, stimulated IL-4 production and had no effect on IL-17 levels in splenocytes. Unfractionated Rhodococcus biosurfactant had an inhibitory effect only on IFNγ production. Oral administration of monoacyltrehalose to mice resulted in decreased percentage of early and late apoptosis of CD8+ lymphocytes, and lower rates of late apoptosis of CD4+T cells. Only the percentage of early apoptosis among CD8+T cells was reduced by unfractionated biosurfactant. During 24 hours in ConA-stimulated cultures from mice treated with monoacyltrehalose, we have found a significantly reduced percentage of CD4+ cells in late apoptosis. When being orally administered, the monocyaltrehalose fraction led to a decreased number of nucleated cells in the spleen, inhibition of antibody levels, as well as milder severity of DTH and HVG responses. Thus, oral administration of the monoacyltrehalose fraction of Rhodococcus biosurfactant to mice resulted in decreased Th1 cytokine production, which contributes to a shift in Th0 differentiation towards Th2 cells. The monoacyltrehalose fraction had no apoptogenic effect and, on the contrary, reduced the percentage of late apoptosis of CD4+ and CD8+T lymphocytes. Therefore, apoptosis of lymphoid cells is not a potential mechanism of immunosuppression induced by the components of Rhodococcus ruber biosurfactant.
В последнее десятилетие микробные биосурфактанты, наряду с традиционным применением в качестве эмульгаторов и солюбилизаторов гидрофобных веществ, привлекают внимание как возможные агенты биомедицины. Это обусловлено уникальными проявлениями биологической активности биосурфактантов, не обнаруживаемыми у синтетических аналогов: способность проявлять антибактериальную, противогрибковую, противовирусную, противоопухолевую или иммуномодулирующую активность в зависимости от структуры молекул. Цель работы – изучение влияния Rhodococcus-биосурфактанта и его моноацилтрегалозной фракции на продукцию IL-2, IL-4, IFNγ, IL-17, апоптоз CD4+ и CD8+ спленоцитов при однократном пероральном введении, а также на гуморальный и клеточноопосредованный иммунитет и реакцию «хозяин против трансплантата» (РХПТ) при курсовом пероральном введении in vivo. Установлено, что при пероральном однократном введении моноацилтрегалозная фракция Rhodococcus-биосурфактанта угнетала КонА-индуцированную продукцию IL-2 и IFNγ, стимулировала выработку IL-4 и не влияла на уровень IL-17 спленоцитами, нефракционированный Rhodococcus-биосурфактант оказывал угнетающее действие только на продукцию IFNγ. Пероральное однократное введение мышам моноацилтрегалозы приводило к снижению процента раннего и позднего апоптоза CD8+ лимфоцитов, а также позднего апоптоза CD4+T-клеток. При этом нефракционированный биосурфактант снижал только процент раннего апоптоза CD8+T-лимфоцитов. В процессе 24 ч культивирования CD4+ и CD8+T-лимфоцитов выявлено лишь единичное статистически значимое снижение процента CD4+ клеток в состоянии позднего апоптоза в стимулированных КонА культурах у мышей, получавших моноацилтрегалозу. В условиях курсового перорального введения моноциалтрегалозная фракция приводила к снижению количества ядросодержащих клеток в селезенке, угнетению антителогенеза, а также к подавлению выраженности реакций ГЗТ и РХПТ. Таким образом, пероральное введение мышам моноацилтрегалозной фракции Rhodococcus-биосурфактанта приводило к снижению продукции Th1-цитокинов, что способствует смещению дифференцировки Th0 в сторону Th2-клеток. Моноацилтрегалоза не оказывала апоптогенного действия и даже, напротив, снижала процент позднего апоптоза CD4+ и CD8+Т-лимфоцитов. Следовательно, апоптоз не является одним из возможных механизмов реализации иммуносупрессии, индуцированной компонентами Rhodococcus-биосурфактанта.