ВЛИЯНИЕ МОНОАЦИЛТРЕГАЛОЗНОЙ ФРАКЦИИ RHODOCOCCUS-БИОСУРФАКТАНТА НА ОТДЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ПЕРОРАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме

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, IFN-γ, IL-17, апоптоз CD4+ и CD8+ - спленоцитов при однократном пероральном введении, а также на гуморальный и клеточноопосредованный иммунитет и реакцию хозяин против трансплантата (РХТП) при курсовом пероральном введении in vivo.

Установлено, что при пероральном однократном введении моноацилтрегалозная фракция Rhodococcus-биосурфактанта угнетала Кон А-индуцированную продукцию IL-2 и IFN-γ, стимулировала выработку IL-4 и не влияла на уровень IL-17 спленоцитами, нефракционированный Rhodococcus-биосурфактант оказывал угнетающее действие только на продукцию IFN-γ. 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 Кон А 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.

Об авторах

Сергей Владимирович Гейн

Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия;
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия

Email: hein73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0799-3397

Иммунология, фундаментальная медицина

Зам. директора по научным вопросам Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН,

кафедра микробиологии и иммунологии ПГНИУ

SPIN: 2323-9572

Россия

Юлия Дмитриевна Южанинова

Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Email: yulyayd@mail.ru

Младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии 

Россия

Мария Станиславовна Куюкина

Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия;
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия

Email: kuyukina@iegm.ru
ORCID iD: 0000-0002-9165-8363
SPIN-код: 7912-7031
Scopus Author ID: 6603140098

профессор кафедры микробиологии и иммунологии ПГНИУ

Россия

Ирина Борисовна Ившина

ФГБУ «Институт экологии и генетики микроорганизмов» УрО РАН; ФГБУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivshina@iegm.ru
ORCID iD: 0000-0003-2558-4789
SPIN-код: 7806-1357
Scopus Author ID: 6701606381

Заведующий лабораторией, академик РАН, лаборатория алканотрофных микроорганизмов

Россия

Список литературы

  1. Баева Т.А., Гейн С.В., Куюкина М.С. и др. Влияние гликолипидного Rhodococcus–биосурфактанта на секреторную активность нейтрофилов in vitro // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014. Т. 157, №2. С. 202-206. Baeva T.A., Gein S.V., Kuyukina M.S. et. al. Effect of glycolipid Rhodococcus biosurfactant on secretory activity of neutrophils in vitro. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2014, Vol. 157, no. 3, pp. 202-206 (In Russ.) https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23961315
  2. Гейн С.В., Кочина О.А., Куюкина М.С. и др. Влияние моноацилтрегалозной фракции Rhodococcus-биосурфактанта на показатели врождённого и адаптивного иммунитета in vivo // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020. Т. 169. №. 4. С. 457–461. Gein S.V., Kochina O.A., Kuyukina M.S. et. al. Effects of monoacyltrehalose fraction of Rhodococcus biosurfactant on the innate and adaptive immunity parameters in vivo. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2020, Vol. 169, no. 4, pp. 457–461 (In Russ.) https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42631193
  3. Кочина О.А., Куюкина М.С., Ившина И.Б. Влияние Rhodococcus-биосурфактанта и его доминирующей фракции на выраженность гуморального ответа в системе in vivo // Медицинская иммунология. 2017. Т. 19. № S. С. 40-41. Kochina O.A., Kuyukina M.S., Ivshina I.B. Influence of Rhodococcus-biosurfactant and its dominant fraction on the severity of humoral response in the in vivo system. Meditsinskaya Immunologiya, 2017, Vol. 19, no. S, pp. 40-41. (In Russ.)
  4. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29758094
  5. Куюкина М.С., Ившина И.Б., Гейн С.В. и др. In vitro иммуномодулирующая активность биосурфактантного гликолипидного комплекса из Rhodococcus ruber // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 144, N 9. С. 301- 305. Kuyukina M.S., Ivshina I.B., Gein S.V. et. al. In vitro immunomodulating activity of biosurfactant glycolipid complex from Rhodococcus ruber. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2007, Vol. 144, no. 9, pp. 301 - 305 (In Russ.)
  6. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9541496
  7. Черешнев В.А., Гейн С.В., Баева Т.А. и др. Модуляция цитокиновой секреции и окислительного метаболизма эффекторов врожденного иммунитета под влиянием Rhodococcus-биосурфактанта // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010. Т. 149, N 6. С. 673-677. Chereshnev V.A., Gein S.V., Baeva T.A. et. al. Modulation of cytokine secretion and oxidative metabolism of innate immune effectors by Rhodococcus biosurfactant. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2010, Vol. 149, no. 6, pp. 673-677 (In Russ.)
  8. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15168707
  9. Ширшев С.В., Шилов Ю.И., Владыкина В.П. Динамика функциональной активности фагоцитирующих клеток при реакциях трансплантационного иммунитета и ее модуляция женскими стероидными гормонами // Медицинская иммунология. 2000. Т. 2. № 2. С. 205. Shirshev S.V., Shilov J.I., Vladikina V.P. Dynamics of functional activity of phagocytic cells during transplantation immunity reactions and its modulation by female steroid hormones. Meditsinskaya Immunologiya, 2000, Vol. 2, no. 2, pp. 205. (In Russ.)
  10. https://www.elibrary.ru/contents.asp?id=33282308
  11. Banat I.M., De Rienzo M.A.D., Quinn G.A. Microbial biofilms: biosurfactants as antibiofilm agents // Applied microbiology and biotechnology. 2014. Vol. 98. P. 9915–9929. doi: 10.1007/ s00253-014-6169-6
  12. Cameotra S.S., Makkar R.S. Recent applications of biosurfactants as biological and immunological molecules // Current opinion in microbiology. 2004. Vol. 7. №. 3. P. 262–266. doi: 10.1016/j.mib.2004.04.006
  13. Diaz-Rodriguez P., Chen H., Erndt-Marino J.D. et al. Impact of select sophorolipid derivatives on macrophage polarization and viability // ACS Applied Bio Materials. 2018. Vol.2. №. 1. P. 601-612. doi: 10.1021/acsabm.8b00799
  14. Gein S.V., Kuyukina M.S., Ivshina I.B. et al. In vitro cytokine stimulation assay for glycolipid biosurfactant from Rhodococcus ruber: role of monocyte adhesion // Cytotechnology. 2011. Vol. 63. P. 559–566. doi: 10.1007/s10616-011-9384-3
  15. Gein S.V., Yuzhaninova J.D., Kuyukina M.S. et al. Effects of Monoacyltrehalose Biosurfactant from Rhodococcus ruber on the in vivo Production of IL-2, IL-4, IFN-γ, IL-17 // Lecture Notes in Networks and Systems. 2023. P. 444-449. doi: 10.1007/978-3-031-28086-3_38
  16. Fujiwara Y., Shiba H., Iwase R. et al. Inhibition of nuclear factor kappa-B enhances the antitumor effect of combination treatment with tumor necrosis factor-alpha gene therapy and gemcitabine for pancreatic cancer in mice // Journal of the American College of Surgeons. 2013. Vol. 216. №. 2. P. 320–332. e3. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2012.09.016
  17. Gupta S., Pruthi V. Exploiting the Significance of Biosurfactant for the Treatment of Multidrug‐Resistant Pathogenic Infections // Biosurfactants for a Sustainable Future: Production and Applications in the Environment and Biomedicine. 2021. P. 339–352. doi: 10.1002/9781119671022.ch15
  18. Kügler J.H., Muhle-Goll C., Kühl B. et al. Trehalose lipid biosurfactants produced by the actinomycetes Tsukamurella spumae and T. pseudospumae // Applied microbiology and biotechnology. 2014. Vol. 98. P. 8905–8915. doi: 10.1007/s00253-014-5972-4
  19. Naughton P.J., Marchant R., Naughton V. et al. Microbial biosurfactants: current trends and applications in agricultural and biomedical industries // Journal of applied microbiology. 2019. Vol. 127. №. 1. P. 12–28. doi: 10.1111/jam.14243
  20. Sakaguchi I., Ikeda N., Nakayama M. et al. Trehalose 6, 6′-dimycolate (cord factor) enhances neovascularization through vascular endothelial growth factor production by neutrophils and macrophages // Infection and immunity. 2000. Vol. 68. №. 4. P. 2043–2052. doi: 10.1128/IAI.68.10.5991-5997.2000
  21. Satpute S.K., Ibrahim M. B., Prashant K. D. et al. Biosurfactants, bioemulsifiers and exopolysaccharides from marine microorganisms // Biotechnology advances. 2010. Vol. 28. №. 4. P. 436–450. doi: 10.1016/j.biotechadv.2010.02.006

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Гейн С.В., Южанинова Ю.Д., Куюкина М.С., Ившина И.Б.,

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах