ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИОЦИНОВ НА ФУНКЦИИ КЛЕТОК ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА IN VIVO И IN VITRO



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме

Цель исследования -  изучить влияние варнерина и хоминина — лантибиотиков, выделенных из сред роста Staphylococcus warneri и Staphylococcus hominis соответственно, а также низина и синтетической полиаминокислоты поли-L-аргинина на функциональную активность клеток врожденного иммунитета in vivo и in vitro.

Материалы и методы. В работе исследованы лантибиотики варнерин (APD ID: AP02801), полученный из среды роста бактерий Staphylococcus warneri DSM 16081, хоминин, выделенный из сред роста Staphylococcus hominis ГИСК-284 и низин из Lactococcus lactis (Sigma, США), а также поликатионный синтетический пептид с антибактериальными свойствами – поли-L-агринин гирдохлорид с мол. массой 5000-15000 Да (Sigma, США).

В исследованиях in vivo объектом служили клетки перитонеальной полости белых лабораторных мышей породы Swiss, массой 20-22 г. Исследуемые пептиды вводили мышам внутрибрюшинно, через 1 ч мышей выводили из эксперимента методом декапитации под эфирным наркозом. В качестве объекта исследований in vitro использовались лейкоциты периферической крови здоровых доноров-добровольцев. Поглотительную активность клеток перитонеальной полости оценивали методом проточной цитометрии, продукцию активных форм кислорода оценивали с помощью реакции люминолзависимой хемилюминесценции.

Результаты. Установлено, что варнерин и хоминин достоверно модулировали продукцию АФК in vivo. Оба пептида усиливали генерацию АФК перитонеальными макрофагами во всем диапазоне исследуемых доз, низин демонстрировал более слабое стимулирующее действие, увеличивая продукцию АФК только в дозе 0,1 мг/кг. Варнерин in vivo оказывал статистически значимый угнетающий эффект на поглотительную активность перитонеальных клеток, в то время как хоминин и низин во всем диапазоне исследуемых доз на процент фагоцитоза не влияли. In vitro варнерин как в спонтанных, так и в стимулированных пробах в высоких концентрациях угнетал, а в низких - стимулировал образование активных форм кислорода. Хоминин, напротив, усиливал микробицидный потенциал в нестимулированных культурах, но снижал зиозаниндуцированную продукцию АФК, оба пептида in vitro снижали поглотительную активность моноцитов и нейтрофилов. Низин и поли-L-аргинин на фагоцитарную активность и микробицидный потенциал влияния не оказывали.

Выводы.  полученные данные подтверждают гипотезу о том, что антимикробные пептиды сдерживают рост конкурентной микрофлоры и оказывают модулирующее действие на врожденный иммунитет.

Об авторах

Сергей Владимирович Гейн

Институт экологии и генетики микроорганизмов - филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, 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

Татьяна Полюдова

Институт экологии и генетики микроорганизмов - филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия

Email: poludova76@mail.ru

кандидат биологических наук, научный сотрудник, заведующая лабораторией биохимии развития микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Россия

Матвей Ибатуллин

Институт экологии и генетики микроорганизмов - филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия;
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия

Автор, ответственный за переписку.
Email: manovvi@yandex.ru

магистрант кафедры микробиологии и иммунологии ПГНИУ; лаборант лаборатории молекулярной иммунологии; инженер лаборатории биохимии развития микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Россия

Список литературы

  1. Патент РФ. 2014. № 2528055 Patent of the Russian Federation. 2014. No. 2528055 http://www.findpatent.ru/patent/252/2528055.html
  2. Полюдова Т.В., Лемкина Л.М., Лихацкая Г.Н., Коробов В.П. Оптимизация условий получения и моделирование 3D-cтруктуры нового антибактериального пептида семейства лантибиотиков // Прикладная биохимия и микробиология. – 2017. – Т. 53 № 1. – С. 47-54. Polyudova T.V., Lyamkina Lum., Likhatskaya G.N., Korobov V.P. Optimization of the conditions for obtaining and modeling the 3D structure of a new antibacterial peptide of the lantibiotic family // Applied Biochemistry and Microbiology. – 2017. – Vol. 53 No. 1. – pp. 47-54. https://doi.org/10.7868/S0555109917010147
  3. Barbour A., Smith L., Oveisi M., Williams M., Huang R. C., Marks C., Fine N., Sun C., Younesi F., Zargaran S., Orugunty R., Horvath T. D., Haidacher S. J., Haag A. M., Sabharwal, A., Hinz, B., & Glogauer, M. Discovery of phosphorylated lantibiotics with proimmune activity that regulate the oral microbiome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2023, Vol. 120(22), e2219392120. https://doi.org/10.1073/pnas.2219392120
  4. Carson D. A., Barkema H. W., Naushad S., & De Buck, J. Bacteriocins of Non-aureus Staphylococci Isolated from Bovine Milk. Applied and environmental microbiology, 2017, Vol. 83(17), e01015-17. https://doi.org/10.1128/AEM.01015-17
  5. Cogen A. L., Yamasaki K., Muto J., Sanchez K. M., Crotty Alexander L., Tanios J., Lai Y., Kim J. E., Nizet V., Gallo R. L. Staphylococcus epidermidis antimicrobial delta-toxin (phenol-soluble modulin-gamma) cooperates with host antimicrobial peptides to kill group A Streptococcus. PloS one, 2010, Vol. 5(1), e8557. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0008557
  6. Fernández-Fernández R., Elsherbini A. M. A., Lozano C., Martínez A., de Toro M., Zarazaga M., Peschel A., Krismer B., Torres C. Genomic Analysis of Bacteriocin-Producing Staphylococci: High Prevalence of Lanthipeptides and the Micrococcin P1 Biosynthetic Gene Clusters. Probiotics and antimicrobial proteins, 2025, Vol. 17(1), pp. 159–174. https://doi.org/10.1007/s12602-023-10119-w
  7. Field D., Fernandez de Ullivarri M., Ross R. P., Hill C. After a century of nisin research - where are we now?. FEMS microbiology reviews, 2023, Vol. 47(3), fuad023. https://doi.org/10.1093/femsre/fuad023
  8. Li J., Jin J., Li S., Zhong Y., Jin Y., Zhang X., Xia B., Zhu Y., Guo R., Sun X., Guo J., Hu F., Xiao W., Huang F., Ye H., Li R., Zhou Y., Xiang X., Yao H., Yan Q., Su L., Wu L., Luo T., Liu Y., Guo X., Qin J., Qi H., He J., Wang J., Li Z. Tonsillar Microbiome-Derived Lantibiotics Induce Structural Changes of IL-6 and IL-21 Receptors and Modulate Host Immunity. Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 2022, Vol. 9(30), e2202706. https://doi.org/10.1002/advs.202202706
  9. Mookherjee N., Anderson M. A., Haagsman H. P., Davidson D. J. Antimicrobial host defence peptides: functions and clinical potential. Nature reviews. Drug discovery, 2020, Vol. 19(5), pp. 311–332. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0058-8
  10. Nakatsuji T., Chen T. H., Narala S., Chun K. A., Two A. M., Yun T., Shafiq F., Kotol P. F., Bouslimani A., Melnik A. V., Latif H., Kim J. N., Lockhart A., Artis K., David G., Taylor P., Streib J., Dorrestein P. C., Grier A., Gill S. R., Zengler K., Hata T.R. Leung D. Y. M., Gallo R. L. Antimicrobials from human skin commensal bacteria protect against Staphylococcus aureus and are deficient in atopic dermatitis. Science translational medicine, 2017, Vol. 9(378), eaah4680. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aah4680
  11. Nakatsuji T., Gallo R. L. Antimicrobial peptides: old molecules with new ideas. The Journal of investigative dermatology, 2012, Vol. 132(3 Pt 2), pp. 887–895. https://doi.org/10.1038/jid.2011.387
  12. O'Sullivan J. N., Rea M. C., O'Connor P. M., Hill C., Ross, R. P. Human skin microbiota is a rich source of bacteriocin-producing staphylococci that kill human pathogens. FEMS microbiology ecology, 2019, Vol. 95(2), fiy241. https://doi.org/10.1093/femsec/fiy241
  13. Sanford J. A., & Gallo R. L. Functions of the skin microbiota in health and disease. Seminars in immunology, 2013, Vol. 25(5), pp. 370–377. https://doi.org/10.1016/j.smim.2013.09.005
  14. Tomic-Canic M., Burgess J. L., O'Neill K. E., Strbo N., Pastar I. Skin Microbiota and its Interplay with Wound Healing. American journal of clinical dermatology, 2020, Vol. 21(Suppl 1), pp. 36–43. https://doi.org/10.1007/s40257-020-00536-w
  15. Zhang Z. J., Cole C., Lin H., Wu C., Haro F., McSpadden E., van der Donk W. A., Pamer E. G. Exposure and resistance to lantibiotics impact microbiota composition and function. bioRxiv : the preprint server for biology, 2023.12.30.573728.
  16. https://doi.org/10.1101/2023.12.30.573728

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Гейн С.В., Полюдова Т., Ибатуллин М.,

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