Anticytokine activity of microorganisms isolated in chronic bacterial prostatite

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of the present study was to evaluate the anticytokine activity of opportunistic micro-organisms isolated from the prostate gland secretions in patients with chronic bacterial prostatitis (CBP). In vitro testing was performed with 50 strains of pathogenic bacterial species isolated from the prostate secretions of males who had complaints and confirmed diagnosis of CBP. Isolated bacteria included different Staphylococcus species (Staphylococcus aureus, S. haemolyticus, S. epidermidis), Enterococcus faecalis и Escherichia coli. To assess the anti-cytokine activity (ACA) of bacteria in relation to cytokines of IL-4, IL-6, IL-8, IL-17A and tumor necrosis factor alpha (TNF α), ELISA technique was used using the Cytokine SLR kits (St. Petersburg). The obtained data demonstrated that the anticytokine activity is widespread among various types of conditionally pathogenic bacteria isolated from the prostate gland secretions in patients with CBP. In particular, we have found that the isolates of S. aureus show statistically significant differences in the ACA level towards IL-6 and IL-17A. The cultures of S. haemolyticus were active in relation to IL-4 compared to other studied micro-organisms. Meanwhile, the expression of ACA against IL-8 and TNF α did not differ for different bacterial species. Anticytokine activity may be considered an important marker of bacterial survival under conditions of prolonged interaction with factors of local host immunity in CBP. Further studies in this direction can give new practically useful insights, including those relating to the development of new approaches to the diagnosis of chronic bacterial prostatitis.

Full Text

Введение

В настоящее время простатит рассматривается как заболевание предстательной железы, обусловленное множеством факторов, возбудителей и ассоциированное тремя основными показателями: болевой синдром в области гениталий, промежности, нарушенное мочеиспускание и качество жизни больных [1].

Бухарин О.В. с соавторами (2020) предположили, что выявленные ими изменения антипептидной активности микробиоты в отношении ряда цитокинов, также могут вносить свой вклад в нарушение иммунного гомеостаза биотопа, приводя к формированию очага хронической инфекции [2].

Известно, что при простатите отмечаются нарушения в гуморальном и местном звеньях иммунитета. Установлено, что у пациентов с хроническим бактериальным простатитом (ХБП) наблюдаются патологические изменения иммунологических показателей, свидетельствующие о депрессии иммунной системы (снижение уровней IFNα и IFNγ, sIgA, функциональной активности нейтрофилов, повышение концентраций IgG, IgM) [3].

Другие авторы отмечают, что цитокины выявляют в повышенных концентрациях даже у относительно здоровых лиц, но их уровень, безусловно, еще больше повышается при наличии в предстательной железе любого очага воспаления [4, 5].

Установлено значение грамположительных микроорганизмов и атипичных бактерий при ХБП [6, 7]. Проведенный данными авторами обзор литературы показал, что наиболее часто при ХБП выделялись Enterococcus faecalis (46,9%), Staphylococcus spp. (22,3%), Escherichia coli (15,1%) и атипичные бактерии (6,0%).

Вместе с тем недостаточно исследовано влияние этих микроорганизмов на локальный цитокиновый профиль хозяина.

Цель исследования – оценить АЦА условно-патогенных микроорганизмов, выделенных из секрета простаты больных ХБП.

Материалы и методы

В работе исследованы клинические штаммы, выделенные из секрета простаты больных ХБП: Enterococcus faecalis (n = 10), Staphylococcus aureus (n = 10), S. haemolyticus (n = 10), S. epidermidis (n = 10), Escherichia coli (n = 10).

Видовую принадлежность микроорганизмов оценивали с помощью масс-спектрометра MALDI-TOF серии Microflex (Bruker Daltonics, Германия), идентификацию микроорганизмов с расчетом коэффициента достоверности проводили с использованием программного обеспечения Maldi BioTyper 3,0.

АЦА микроорганизмов в отношении IL-4, IL- 6, IL-8, TNFα и IL-17А определяли методом иммуноферментного анализа по известной методике [3] с использованием наборов ООО «Цитокин» (Санкт-Петербург). В центрифужные пробирки вносили по 150 мкл взвеси микроорганизмов и растворы соответствующих цитокинов в соотношении 1:1, пробы инкубировали в течение 2 часов при 37 °С. После инкубации реакцию останавливали на холоде, пробы центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 мин (+4 °С) и отбирали супернатанты, результаты учитывали на фотометре StatFax 2100 (США) при длине волны 450 нм.

В качестве контроля использовали растворы цитокинов, внесенные в физиологический раствор. Конечная концентрация цитокинов в контрольных пробах составляла для IL-4 – 30,7 пг/ мл, IL-6 – 83,3 пг/мл, IL-8 – 83,3 пг/мл, TNFα – 52,3 пг/мл и IL-17А – 461,5 пг/мл. Для оценки АЦА вычисляли долю инактивации цитокинов в опыте относительно контроля и выражали в пг/мл.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Microsoft Excel 2007 и BIOSTATISTICA. Значимость различий средних величин показателей оценивали с помощью методов вариационной статистики (t-критерий Стьюдента). Статистически значимыми отличия считали при p < 0,05.

Результаты и обсуждение

У изученных микроорганизмов установлена АЦА в отношении IL-4, IL-6, IL-8, TNFα и IL-17А.

Условно-патогенные микроорганизмы разных видов характеризовались самым высоким уровнем выраженности АЦА в отношении IL- 17А (123,9±9,02 пг/мл). Экспрессия признака была максимальной у штаммов S. aureus (157±9,8 пг/ мл) и в 1,4 – 1,7 раза превышала аналогичный показатель у изолятов S. haemolyticus (111,2±8,5 пг/мл, р < 0,01), S. epidermidis (102,9±8,9 пг/ мл, р < 0,001), E. coli (97,8±8,9 пг/ мл, р < 0,001) и E. faecalis (91,8±8,1 пг/мл, р < 0,001).

Максимальный уровень АЦА в отношении IL-8 выявлен у штаммов S. epidermidis (40,7±2,6 пг/ мл) и уменьшался в ряду E. coli (39,6±2,4 пг/ мл), E. faecalis (38,9± 2,9 пг/ мл), S. haemolyticus (34,3±1,8 пг/ мл), S. aureus (34,2±2,6 пг/мл).

Выраженность АЦА в отношении TNFα у разных видов микроорганизмов отличалась незначительно, составив у S. epidermidis 27,4±1,8 пг/ мл, у S. haemolyticus 27,9±1,7 пг/мл, у E. faecalis 27,6±2,1 пг/мл, у E. coli 26,7±2,1 пг/мл, у S. aureus 24,6±1,8 пг/мл.

Экспрессия признака в отношении IL-6 была самой высокой у изолятов S. aureus (6,5±0,7 пг/ мл), а самой низкой у S. haemolyticus (3,3±0,2 пг/мл, р < 0,001). У других изученных видов микроорганизмов АЦА была достоверно выше, чем у гемолитических стафилококков и составляла в среднем у S. epidermidis 5,9±0,3 пг/ мл, р < 0,001, у E. coli – 5,1±0,7 пг/мл, р < 0,05, у E. faecalis – 4,6±0,2 пг/мл, р < 0,001.

Кроме того, выявлены статистически значимые отличия в уровне АЦА в отношении IL-6 у S. aureus (р < 0,01) и S. epidermidis (р < 0,01) по сравнению с E. faecalis.

Проведенные исследования показали, что АЦА в отношении IL-4 оказалась достоверно более высокой у S. haemolyticus (7,2±0,51 пг/мл, р < 0,01), S. epidermidis (6,7±0,6 пг/мл, р < 0,05) и E. coli (6,7±0,3 пг/мл р < 0,01) по сравнению с E. faecalis (5,1±0,5 пг/мл), средний уровень выраженности признака у S. aureus составлял 6,2±0,6 пг/мл.

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о широком распространении антицитокинового признака среди разных видов условно-патогенных бактерий, выделенных из секрета простаты у больных ХБП.

В настоящее время широко изучается цитокиновый профиль хозяина при ХБП [8].

Роль дисбаланса цитокинов в патогенезе хронического простатита к настоящему времени убедительно продемонстрирована как в экспериментальных моделях заболевания [9, 10], так и в многочисленных клинических исследованиях [11, 12].

Установлено важное значение оценки цитокинового профиля у больных ХБП для диагностики заболевания [14]. Показана диагностическая значимость IL-4 в развитии мужского бесплодия у больных с хроническим простатитом [15]. Полученные данные представляют интерес в связи с тем, что ранее у стафилококков разных видов, выделенных из секрета предстательной железы у мужчин с симптомами урогенитальной инфекции, установлено наличие АЦА, причем самая высокая выраженность признака отмечена у Staphylococcus xylosus в отношении IL-4 [13].

Исследовано влияние микробиоты, выделенной из спермоплазмы, на локальный цитокиновый профиль у мужчин с ХБП и установлено иммуномодулирующее действие симбиотических бактерий, выделенных как от здоровых лиц, так и больных ХБП. Получены достоверные данные о высоком уровне АЦА в отношении TNFα, IFNγ и IL-17 у штаммов коринебактерий, IL-10 у стафилококков, TNFα и IL-10 у вейлонелл, выделенных от больных [2].

Выводы

АЦА можно рассматривать как маркер выживания бактерий в условиях длительного взаимодействия с факторами местного иммунитета хозяина при ХБП.

Дальнейшие исследования в этом направлении могут дать новые практически полезные сведения, в том числе касающиеся диагностики ХБП.

×

About the authors

Lidia P. Popova

Orenburg Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ploomy@list.ru

PhD (Medicine), Senior Researcher, Laboratory of Microbial Persistence and Symbiosis, Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis

Russian Federation, Orenburg

M. D. Kuzmin

Orenburg Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ploomy@list.ru

PhD, MD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory for the Study of the Mechanisms of Formation of Human Microbial Biocenosis, Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis

Russian Federation, Orenburg

O. L. Kartashova

Orenburg Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ploomy@list.ru

PhD, MD (Biology), Associate Professor, Leading Researcher, Laboratory of Microbial Persistence and Symbiosis, Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Бухарин О.В., Кузьмин М.Д., Перунова Н.Б., Никифоров И.А., Чайникова И.Н., Иванова Е.В. Диагностический цитокиновый маркер бесплодия мужчин – интерлейкин 4 // Клиническая лабораторная диагностика, 2022. Т. 67, № 3. С. 151-157. [Bukharin O.V., Kuzmin M.D., Perunova N.B., Nikiforov I.A., Chainikova I.N., Ivanova E.V. Diagnostic cytokine marker of male infertility – interleukin 4. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics, 2022, Vol. 67, no. 3, pp. 151-157. (In Russ.)]
  2. Бухарин О.В., Кузьмин М.Д., Перунова Н.Б., Иванова Е.В., Бекбергенова А.В., Бондаренко Т.А. Характеристика микробиоты и цитокинового профиля спермоплазмы у больных хроническим бактериальным простатитом // Урология, 2020. № 5. С. 67-72. [Bukharin O.V., Kuzmin M.D., Perunova N.B., Ivanova E.V., Bekbergenova A.V., Bondarenko T.A. Characterization of the microbiota and cytokine profile of spermoplasma in patients with chronic bacterial prostatitis. Urologiya = Urology, 2020, no. 5, pp. 67-72. (In Russ.)]
  3. Бухарин О.В., Перунова Н.Б., Чайникова И.Н., Иванова Е.В., Смолягин А.И. Антицитокиновая активность микроорганизмов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2011. № 4. С. 56-61. [Bukharin A.V., Perunova N.B., Chaynikova I.N., Ivanova E.V., Smolyagin A.I. Anti-cytokine activity of microorganisms of languages. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2011, no. 4, pp. 56-61. (In Russ.)]
  4. Камалов А.А., Ефремов Е.А., Дорофеев С.Д., Охоботов Д.А., Мельник Я.И., Бедретдинова Д.А. Клинико-иммунопатологические аспекты хронического бактериального простатита на фоне проведения иммуномодулирующей терапии // Урология и нефрология, 2007. № 3. С. 10-12. [Kamalov A.A., Efremov E.A., Dorofeev S.D. Okhobotov D.A., Melnik Ya.I., Bedretdinova D.A. Clinical and immunopathological aspects of chronical bacterial prostatitis against the background of immunomodulating therapy. Urologiya i nefrologiya = Urology and Nephrology, 2007, no. 3, pp. 10-12. (In Russ.)]
  5. Карташова О.Л., Пашкова Т.М., Пашинина О.А., Морозова Н.В. Антицитокиновая активность и способность к продукции цитокиноподобных веществ стафилококков, выделенных из секрета предстательной железы у мужчин с симптомами урогенитальной инфекции // Российский иммунологический журнал, 2021. Т. 24, № 2. С. 257-260. [Kartashova O.L., Pashkova T.M., Pashinina O.A., Morozova N.V. Anti-cytokine activity and ability to produce cytokine-like substances of staphylococci isolated from the secret of the anterior gland in men with symptoms of urogenital infection. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2021, Vol. 24, no. 2, pp. 257-260. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-995-aaa.
  6. Коган М.И., Набока Ю.Л., Исмаилов Р.С., Белоусов И.И., Гудима И.А. Бактериальный простатит: эпидемиология и этиология // Урология, 2018. № 6. С. 144-148. [Kogan M.I., Naboka Y.L., Ismailov R.S., Belousov I.I., Gudima I.A. Bacterial prostatitis: epidemiology and etiology. Urologiya = Urology, 2018, no. 6, pp. 144-148. (In Russ.)]
  7. Коган М.И., Набока Р.С., Исмаилов Р.С. Микробиота секрета простаты: сравнительный анализ хронического простатита II и IIIА категории // Урология, 2020. № 2. С. 16-22. [Kogan M.I., Naboka R.S., Ismailov R.S. Microbiota secret of prostate: comparative analysis of chronical prostatitis of categories II and IIIA. Urologiya = Urology, 2020, no. 2, pp. 16-22. (In Russ.)]
  8. Тюзиков И.А., Греков Е.А., Смирнов А.В. Локальная цитокинотерапия в комплексном лечении хронического простатита // Эффективная фармакотерапия, 2022. Т. 18, № 27. С. 26-38. [Tyuzikov I.A., Grekov E.A., Smirnov A.V. Local cytokinotherapy in the complex treatment of chronic prostatitis. Effektivnaya farmakoterapiya = Effective Pharmacotherapy, 2022, Vol. 18, no. 27, pp. 26-38. (In Russ.)]
  9. Borisov V.V. Chronic prostatitis. Clinical lecture No. 1: Etiology and pathogenesis. Therapy, 2024, no. 2, pp. 110-120.
  10. Chen L., Xia W.P., Zhou Z.H. Morphological and proinflammatory expression of the experimental autoimmune prostatitis in the rat model. Zhonghua Nan Ke Xue, 2007, Vol. 13, no. 5, pp. 444-448.
  11. Fülöp T., Larbi A., Witkowski J.M. Human inflammaging. Gerontology, 2019, Vol. 65, no. 5, pp. 495-504.
  12. He H., Luo H., Xu H., Qian B., Zou X., Zhang G., Zeng F., Zou J. Preclinical models and evaluation criteria of prostatitis. Front. Immunol., 2023, Vol. 14, 1183895. (In Chinese) doi: 10.3389/fimmu.2023.1183895.
  13. He Q.X., Li X.D. Chronic prostatitis and cytokines. Zhonghua Nan Ke Xue, 2011, Vol. 17, no. 10, pp. 939-942. (In Chinese)
  14. Mendoza-Rodríguez R., Hernández-Chico I., Gutiérrez-Soto B., Navarro-Marí J.M., Gutiérrez-Fernández J. Microbial etiology of bacterial chronic prostatitis: systematic review. Rev. Esp. Quimioter., 2023, Vol. 36, no. 2, pp. 144-151. (In Spanish)
  15. Yao C., Narumiya S. Prostaglandin-cytokine crosstalk in chronic inflammation. Br. J. Pharmacol., 2019, Vol. 176, no.3, pp. 337-354.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Popova L.P., Kuzmin M.D., Kartashova O.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies