Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1724810.46235/1028-7221-17248-CFDSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationСell-free DNA in blood of mice with Th1- and Th2-dependent variants of chronic graft-versus-host diseaseВнеклеточная ДНК в крови мышей при Th1- и Th2-зависимом варианте развития хронической реакции «трансплантат против хозяина»https://orcid.org/0000-0002-2014-3397GavrilovaElena D.ГавриловаЕлена Давидовна
Russian Federation

PhD (Biology), Head, Laboratory of Experimental Immunotherapy

к.б.н., заведующая лабораторией экспериментальной иммунотерапии

edav.gavr@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6443-6917GoimanElena V.ГойманЕлена Владимировна
Russian Federation

PhD (Medicine), Researcher, Laboratory of Experimental Immunotherapy

к.м.н., научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунотерапии

l.goiman@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0001-5178-5616DemchenkoElena N.ДемченкоЕлена Николаевна
Russian Federation

PhD (Chemistry), Researcher, Laboratory of Experimental Immunotherapy

к.х.н., научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунотерапии

elena.demchenko@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9341-1997VolskiyNikolay N.ВольскийНиколай Николаевич
Russian Federation

PhD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Experimental Immunotherapy

к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной иммунотерапии

dtheory@yandex.ruResearch Institute of Fundamental and Clinical ImmunologyФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»31072025280920252849079123004202522062025Copyright ©; 2025, Gavrilova E.D., Goiman E.V., Demchenko E.N., Volskiy N.N.Copyright ©; 2025, Гаврилова Е.Д., Гойман Е.В., Демченко Е.Н., Вольский Н.Н.2025Gavrilova E.D., Goiman E.V., Demchenko E.N., Volskiy N.N.Гаврилова Е.Д., Гойман Е.В., Демченко Е.Н., Вольский Н.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/17248

According to current concepts, the levels of extracellular DNA (cfDNA) in patients with various disorders may significantly depend on the severity of their systemic inflammation. Predominance of Th1- or Th2-dependent immune responses during the disease development is directly related to the mechanisms of emerging inflammatory process. The aim of this work was to study the effect of Th1/Th2 balance on the cfDNA levels in blood of experimental animals using an animal model chronic graft-versus-host disease (cGVHD). This condition was induced by transferring lymphoid cells from DBA mice to the first-generation hybrid mice (C57Bl/6xDBA/2)F1. In a subgroup of animals, the predominance of Th1-dependent variant led to a pronounced immunodeficiency state. In other subgroup, this immunological disorder manifested as a Th2-dependent variant, ultimately resulting in the formation of immune complex glomerulonephritis. Cell-free DNA (cfDNA) was measured at different time points during the development of cGVHD. We have shown that in a subgroup of mice, an increased level of plasma cfDNA was observed as soon as at early stages upon induction of cGVHD, whereas the contents of cell membrane-associated cfDNA remained unchanged. By the time of registering clinical outcomes of cGVHD, in the case of the Th1-dependent variant, the concentrations of cfDNA do not differ from appropriate values in the animals subjected to syngeneic transplant. The data obtained suggest that the dominance of Th1 lymphocyte activity does not lead to increased cfDNA level in murine blood. In another group of animals, with a predominance of the immunopathology developing via Th2-dependent pathway, a significantly increased level of cfDNA in blood is found, apparently, due to development of immune complex-associated glomerulonephritis. Thus, the preceding dominance of Th2 lymphocyte activity does not prevent the occurrence of nephritis, accompanied by increased cfDNA levels.

Согласно общепринятым сегодня представлениям, уровни внеклеточной ДНК у пациентов с различными патологиями значительно отличаются в зависимости от выраженности у них системного воспаления. Одним из факторов, непосредственно связанных с механизмами развития воспалительного процесса, является преобладание Th1- или Th2-зависимых иммунных реакций при развитии заболевания. Целью данной работы являлось изучение влияния Th1/Th2-баланса на уровень внеклеточной ДНК в крови экспериментальных животных в модельной системе развития хронической реакции «трансплантат против хозяина». Хроническая РТПХ индуцировалась переносом лимфоидных клеток от мышей линии DBA мышам-гибридам первого поколения (C57Bl/6xDBA/2)F1. У одной части подопытных животных преобладание Th1-зависимого варианта приводило к возникновению выраженного иммунодефицитного состояния, в то время как у другой части мышей проявляется Th2-зависимый вариант этого иммунопатологического процесса с формированием в конечном итоге иммунокомплексного гломерулонефрита. Внеклеточная ДНК измерялась в разных временных точках развития хронической реакции «трансплантат против хозяина». Показано, что в группе мышей при индукции хРТПХ уже на ранних сроках наблюдается увеличение уровня вкДНК в плазме крови, при этом концентрация вкДНК, связанная с мембраной клетки, остается неизменной. К моменту формирования клинических исходов хРТПХ, в случае Th1-зависимомого варианта концентрации вкДНК не отличаются от соответствующих значений в группе животных с сингенным переносом. Полученные данные свидетельствуют о том, что доминирование активности Th1-лимфоцитов не приводит к повышению уровня вкДНК в крови. У другой группы животных, с преобладанием иммунопатологического процесса, проходящего по Th2-зависимому пути, обнаруживается значительное повышение уровня вкДНК в крови обусловленное, по-видимому, развитием иммунокомплексного гломерулонефрита. Таким образом, предшествовавшее преобладание активности Th2-лимфоцитов не предотвращает возникновения нефрита, сопровождающегося увеличением уровня вкДНК.

extracellular DNAexperimental modelchronic graft-versus-host diseasesystemic lupus erythematosusTh1/Th2 balanceinflammationвнеклеточная ДНКэкспериментальная модельхроническая реакция трансплантат против хозяинаcистемная красная волчанкаTh1/Th2-балансвоспалениеМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation075-00486-24-00Гаврилова Е.Д., Демченко Е.Н., Гойман Е.В., Чумасова О.А., Вольский Н.Н., Сизиков А.Э., Козлов В.А. Внеклеточная ДНК в плазме крови и активность нейтрофильных лейкоцитов у пациентов с ревматоидным артритом // Российский иммунологический журнал, 2022. Т. 25, № 2. С. 147-154. [Gavrilova E.D., Demchenko E.N., Goiman E.V., Chumasova O.A., Volsky N.N., Sizikov A.E., Kozlov V.A. Extracellular DNA in blood plasma and neutrophil leukocyte activity in patients with rheumatoid arthritis. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2022, Vol. 25, no. 2. pp. 147-154. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1110-PED.Гаврилова Е.Д., Гойман Е.В., Демченко Е.Н., Демина Д.В., Вольский Н.Н., Козлов В.А. Особенности изменения уровня внеклеточной ДНК, показателей нетоза и воспаления в периферической крови у пациентов с бронхиальной астмой // Российский иммунологический журнал, 2023. Т. 26, № 4. С. 533-540. [Gavrilova E.D., Goiman E,V., Demchenko E.N., Demina D.V., Volskiy N.N., Kozlov V.A. Characteristic changes of extracellular DNA levels, indices of netosis and inflammation in peripheral blood in patients with asthma. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2023, Vol. 26, no 4, pp. 533-540. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-13925-CCO.Козлов В.А., Кудаева О.Т., Колесникова О.П., Сафронова И.В., Лактионов П.П., Рыкова Е.Ю., Обухова Л.А. Th1- и Th2-зависимые варианты хронической реакции трансплантат против хозяина // Иммунология, 2002. Т. 23, № 3. С. 143-146. [Kozlov V.A., Kudaeva O.T., Kolesnikova O.P., Saphronova I.V., Laktionov P.P., Rykova E.Yu., Obukhova L.A. Th1- and Th2-dependent variants of chronic graft-versus-host reaction. Immunologiya = Immunologiya, 2002, Vol. 23, no. 3, pp. 143-146. (In Russ.)]Козлов В.А. Свободная внеклеточная ДНК в норме и при патологии // Медицинская иммунология, 2013. Т. 15, № 5. С. 399-412. [Kozlov V.А. Free extracellular DNA in normal state and under pathological conditions. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2013, Vol. 15, no. 5, pp. 399-412. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2013-5-399-412.Grabuschnig S., Bronkhorst A.J., Holdenrieder S., Rodriguez I.R., Schliep K.P., Schwendenwein D., Ungerer V., Sensen C.W. Putative origins of cell-free DNA in humans: A review of active and passive nucleic acid release mechanisms. Int. J. Mol. Sci., 2020, Vol. 21, no. 21, 8062. doi: 10.3390/ijms21218062.Kudaeva O.T., Kolesnikova O.P., Goiman E.V., Tkachev V.O., Volsky N.N., Perminova O.M., Gavrilova E.D., Kozlov V.A. The experimental model of the autoimmune glomerulonephritis induced by the chronic graft versus host reaction. In: Prabhakar S.S. (ed.). An update on glomerulopathies. Etiology and pathogenesis. Rijeka: In Tech; 2011, pp. 49-86.Rykova E., Sizikov A., Roggenbuck D., Antonenko O., Bryzgalov L., Morozkin E., Skvortsova K., Vlassov V., Laktionov P., Kozlov V. Circulating DNA in rheumatoid arthritis: pathological changes and association with clinically used serological markers. Arthritis Res. Ther., 2017, Vol. 19, no. 1, pp. 85-94.Rus V., Svetic A., Nguyen P., Gause W.C., Via C.S. Kinetics of Th1 and Th2 cytokine production during the early course of acute and chronic murine graft-versus-host disease. Regulatory role of donor CD8+ T cells. J. Immunol., 1995, Vol. 155, no. 5, pp. 2396-2406.Zhang S., Lu X., Shu X., Tian X., Yang H., Yang W., Zhang Y., Wang G. Elevated plasma cfDNA may be associated with active lupus nephritis and partially attributed to abnormal regulation of neutrophil extracellular traps (NETs) in patients with systemic lupus erythematosus. Intern. Med., 2014, Vol. 53, no. 24, pp. 2763-2771.