ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИЙ БИОПЛЕНОК UPEC И ИХ СУПЕРНАТАНТОВ НА СЕКРЕЦИЮ МИЕЛОПЕРОКСИДАЗЫ И КАТЕПСИНА G НЕЙТРОФИЛАМИ И МОНОНУКЛЕАРАМИ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме

Способность уропатогенных Escherichia coli (UPEC) образовывать биопленки является одним из факторов, обусловливающих рецидивы при инфекциях мочевыводящих путей. Миелопероксидаза и катепcин G фагоцитов образуют противомикробную защиту при воспалении. Не исключено существование перекрестных взаимодействий между бактериями UPEC, внеклеточным матриксом биопленок и эффекторными клетками иммунной системы. Цель исследования - оценить секрецию миелопероксидазы и катепсина G нейтрофилами и мононуклеарами периферической крови человека при взаимодействии с клетками биопленок и их супернатантами референтного и клинического UPEC. В работе использовали нейтрофилы и мононуклеарные клетки периферической крови здоровых мужчин (n = 6), выделенных на двойном градиенте фиколл-урографина (1,077 г/мл и 1,112 г/мл). Референтный штамм E. coli DL82 (fimH, papC, papGII, sfa, hlyA, usp, fyuA, iucD,iroCD, iroN) и клинический изолят E. coli R44 (fimH) (106 кл/мл) выращивали в 96-луночных полистироловых планшетах на среде LB в течение 24 ч. Супернатант биоплёнок стерилизовали фильтрацией (0.22 мкм). Клетки бактерий освобождали из биоплёнок ультразвуком. Нейтрофилы культивировали с бактериями биоплёнок или их супернатантами в течение 1 ч, затем откручивали при 400g, супернатант отбирали и замораживали при -20оС. Активность МПО и катепсина G оценивали с использованием О-фенилендиамин дигидрохлорида и N-бензоил-L-тирозин этилового эфира, соответственно, по оптической плотности в супернатантах нейтрофилов и мононуклеарных клеток. Статистическая обработка проведена с использованием программы Excel. Показано, что секреция МПО нейтрофилами увеличивалась при взаимодействии с супернатантами биопленок E. coli DL82, в отличие от супернатантов E. coli R44. Клетки биопленок E. coli DL82 и E. coli R44 не влияли на секрецию МПО. Секреция МПО мононуклеарными клетками периферической крови человека оставалась на уровне контроля при действии клеток и супернатантов UPEC. Контакт нейтрофилов с бактериями и супернатантами штамма Ecoli R44 приводил к уменьшению концентрации катепсина G в среде по сравнению с контролем. Таким образом, экзометаболиты бактериальных биопленок UPEC, вероятно, оказывают более значительное влияние на секреторную активность нейтрофилов, чем сами бактерии.

Об авторах

Ирина Леонидовна Масленникова

«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: I.Maslennikova1974@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2776-8023
SPIN-код: 5445-9973
Scopus Author ID: 6603950974
ResearcherId: ABD-1206-2020

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Лаборатория иммунорегуляции

Россия

Список литературы

  1. Кузнецова М.В., Масленникова И.Л., Некрасова И.В., Ширшев С.В. Влияние супернатантов смешанной культуры Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli на апоптоз, некроз и окислительную активность нейтрофилов // Доклады Академии наук. – 2015. Т. 461. № 1. – С. 110-113. Kuznetsova M.V., Maslennikova I.L., Nekrasova I.V., Shirshev S.V. Effect of mixed culture supernatants of Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli on apoptosis, necrosis, and oxidative activity of neutrophils. Doklady Biological Sciences, 2015, Vol. 461, no. 1, pp. 112-115. https://www.researchgate.net/publication/273905899_Vlianie_supernatantov_smesannoj_kultury_Pseudomonas_aeruginosa_i_Escherichia_coli_na_apoptoz_nekroz_i_okislitelnuu_aktivnost_nejtrofilov
  2. Масленникова И.Л., Некрасова И.В., Орлова Е.Г., Горбунова О.Л., Ширшев С.В. Взаимодействие нейтрофилов, предобработанных гормонами, с биопленками комменсального и уропатогенного штаммов Escherichia coli in vitro // Инфекция и иммунитет. – 2020. – Т. 10. № 1. – С. 64-72. Maslennikova I.L., Nekrasova I.V., Orlova E.G., Gorbunova O.L., Shirshev S.V. In vitro interaction of hormone-conditioned neutrophils with commensal and uropathogenic Escherichia coli biofilms. Russian journal of infection and immunity, 2020, Vol. 10, no. 1, pp. 64-72. https://iimmun.ru/iimm/article/view/1146/927%3B
  3. Abraham S.N., Miao Y. The nature of immune responses to urinary tract infections. Nat. Rev. Immunol., 2015, Vol. 15, no. 10, pp. 655-663. doi: 10.1038/nri3887. Abraham S.N., Miao Y. The nature of immune responses to urinary tract infections. Nat. Rev. Immunol., 2015, Vol. 15, no. 10, pp. 655-663. doi: 10.1038/nri3887. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26388331/
  4. Atwal M, Lishman EL, Austin CA, Cowell IG. Myeloperoxidase enhances etoposide and mitoxantrone-mediated DNA damage: a target for myeloprotection in cancer chemotherapy. Mol Pharmacol., 2017, Vol. 91, no. 1, pp. 49-57. doi: 10.1124/mol.116.106054 Atwal M, Lishman EL, Austin CA, Cowell IG. Myeloperoxidase enhances etoposide and mitoxantrone-mediated DNA damage: a target for myeloprotection in cancer chemotherapy. Mol Pharmacol., 2017, Vol. 91, no. 1, pp. 49-57. doi: 10.1124/mol.116.106054 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5198516/
  5. Berry M.R., Mathews R.J., Ferdinand J.R., Jing C., Loudon K.W., Wlodek E., Dennison T.W., Kuper C., Neuhofer W., Clatworthy M.R. Renal sodium gradient orchestrates a dynamic antibacterial defense zone. Cell, 2017, Vol. 170, no. 5, pp. 860-874.e19. doi: 10.1016/j.cell.2017.07.022. Berry M.R., Mathews R.J., Ferdinand J.R., Jing C., Loudon K.W., Wlodek E., Dennison T.W., Kuper C., Neuhofer W., Clatworthy M.R. Renal sodium gradient orchestrates a dynamic antibacterial defense zone. Cell, 2017, Vol. 170, no. 5, pp. 860-874.e19. doi: 10.1016/j.cell.2017.07.022. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28803730/
  6. Gao S., Zhu H., Zuo X., Luo H. Cathepsin G and its role in inflammation and autoimmune diseases. Arch Rheumatol., 2018, Vol. 33, no. 4, pp. 498-504. doi: 10.5606/ArchRheumatol.2018.6595. Gao S., Zhu H., Zuo X., Luo H. Cathepsin G and its role in inflammation and autoimmune diseases. Arch Rheumatol., 2018, Vol. 33, no. 4, pp. 498-504. doi: 10.5606/ArchRheumatol.2018.6595. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30874236/
  7. Gigon L., Yousefi S., Karaulov A., Simon H.U. Mechanisms of toxicity mediated by neutrophil and eosinophil granule proteins. Allergol Int., 2021, Vol. 70, no. 1, pp. 30-38. doi: 10.1016/j.alit.2020.11.003. Gigon L., Yousefi S., Karaulov A., Simon H.U. Mechanisms of toxicity mediated by neutrophil and eosinophil granule proteins. Allergol Int., 2021, Vol. 70, no. 1, pp. 30-38. doi: 10.1016/j.alit.2020.11.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33277190/
  8. Hung C., Zhou Y., Pinkner J.S., Dodson K.W., Crowley J.R., Heuser J., Chapman M.R., Hadjifrangiskou M., Henderson J.P., Hultgren S.J. Escherichia coli biofilms have an organized and complex extracellular matrix structure. mBio., 2013, Vol. 4, no. 5, pp. e00645-13. doi: 10.1128/mBio.00645-13. Hung C., Zhou Y., Pinkner J.S., Dodson K.W., Crowley J.R., Heuser J., Chapman M.R., Hadjifrangiskou M., Henderson J.P., Hultgren S.J. Escherichia coli biofilms have an organized and complex extracellular matrix structure. mBio., 2013, Vol. 4, no. 5, pp. e00645-13. doi: 10.1128/mBio.00645-13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24023384/
  9. Kargi H.A., Campbell E.J., Kuhn C. 3rd. Elastase and cathepsin G of human monocytes: heterogeneity and subcellular localization to peroxidase-positive granules. J Histochem Cytochem., 1990, Vol. 38, no. 8, pp. 1179-86. doi: 10.1177/38.8.2164060. Kargi H.A., Campbell E.J., Kuhn C. 3rd. Elastase and cathepsin G of human monocytes: heterogeneity and subcellular localization to peroxidase-positive granules. J Histochem Cytochem., 1990, Vol. 38, no. 8, pp. 1179-86. doi: 10.1177/38.8.2164060. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2164060/
  10. Kavanaugh J.S., Leidal K.G., Nauseef W.M., Horswill A.R. Cathepsin G degrades Staphylococcus aureus biofilms. J Infect Dis., 2021, Vol. 223, no. 11, pp. 1865-1869. doi: 10.1093/infdis/jiaa612. Kavanaugh J.S., Leidal K.G., Nauseef W.M., Horswill A.R. Cathepsin G degrades Staphylococcus aureus biofilms. J Infect Dis., 2021, Vol. 223, no. 11, pp. 1865-1869. doi: 10.1093/infdis/jiaa612. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32995850/
  11. Kuznetsova M.V., Maslennikova I.L., Pospelova J.S., Žgur Bertok D., Starčič Erjavec M. Differences in recipient ability of uropathogenic Escherichia coli strains in relation with their pathogenic potential. Infection, Genetics and Evolution, 2022, Vol. 97, pp. 105160. doi: 10.1016/j.meegid.2021.105160. Kuznetsova M.V., Maslennikova I.L., Pospelova J.S., Žgur Bertok D., Starčič Erjavec M. Differences in recipient ability of uropathogenic Escherichia coli strains in relation with their pathogenic potential. Infection, Genetics and Evolution, 2022, Vol. 97, pp. 105160. doi: 10.1016/j.meegid.2021.105160. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34839025/
  12. Kuznetsova M.V., Pospelova J.S., Maslennikova I.L., Starčič Erjavec M. Dual-species biofilms: biomass, viable cell ratio/cross-species interactions, conjugative transfer. International Journal of Molecular Sciences, 2023, Vol. 24, no. 19, pp. 76-82. Kuznetsova M.V., Pospelova J.S., Maslennikova I.L., Starčič Erjavec M. Dual-species biofilms: biomass, viable cell ratio/cross-species interactions, conjugative transfer. International Journal of Molecular Sciences, 2023, Vol. 24, no. 19, pp. 76-82. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37833945/
  13. Melbouci D., Haidar Ahmad A., Decker P. Neutrophil extracellular traps (NET): not only antimicrobial but also modulators of innate and adaptive immunities in inflammatory autoimmune diseases. RMD Open, 2023, Vol. 9, no. 3, pp. e003104. doi: 10.1136/rmdopen-2023-003104. Melbouci D., Haidar Ahmad A., Decker P. Neutrophil extracellular traps (NET): not only antimicrobial but also modulators of innate and adaptive immunities in inflammatory autoimmune diseases. RMD Open, 2023, Vol. 9, no. 3, pp. e003104. doi: 10.1136/rmdopen-2023-003104. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37562857/
  14. Olson P.D., Hunstad D.A. Subversion of host innate immunity by uropathogenic Escherichia coli. Pathogens, 2016, Vol. 5, no. 1, pp. 2. doi: 10.3390/pathogens5010002. Olson P.D., Hunstad D.A. Subversion of host innate immunity by uropathogenic Escherichia coli. Pathogens, 2016, Vol. 5, no. 1, pp. 2. doi: 10.3390/pathogens5010002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26742078/
  15. Zamolodchikova T.S., Tolpygo S.M., Shoibonov B.B., Kotov A.V. Human catheptsin G - multifunctional immunity protease. Immunologiya, 2018, Vol. 39, no. 2-3, pp. 151-157. Zamolodchikova T.S., Tolpygo S.M., Shoibonov B.B., Kotov A.V. Human catheptsin G - multifunctional immunity protease. Immunologiya, 2018, Vol. 39, no. 2-3, pp. 151-157. https://www.researchgate.net/profile/Tolpygo-Svetlana/publication/329538429_Human_catheptsin_G_-_Multifunctional_immunity_protease/links/5ef60385299bf18816e835cc/Human-catheptsin-G-Multifunctional-immunity-protease.pdf?origin=scientificContributions

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Масленникова И.Л.,

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