The ratio of immunocompetent cells, immunoglobulins and cytokines in individuals with a comorbid background after COVID-19 in the Arctic region

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The level of resistance to the effects of the environmental factors among people living in the North is significantly reduced due to slower development of the immune system in children and a lower reserve capabilities of immune reactions among adults. This is important in the context of a new coronavirus infection. Respiratory diseases are the main causes of morbidity among the residents of the North. Little is known about the state of immune homeostasis after COVID-19 among residents of the Arctic with a history of chronic respiratory diseases.

AIM: To identify concentrations of immunocompetent cells, immunoglobulins, and cytokines after COVID-19 in individuals with a comorbid background.

MATERIAL AND METHODS: In total, 45 residents of Arkhangelsk including 25 women and 20 men, aged 18–40 with a history of laboratory confirmed COVID-19 (U07.1) of mild or moderate severity comprised the sample. All the study participants had a history of concomitant chronic bronchitis.

RESULTS: In women, high values of cellular immunological parameters CD8+ and CD95+, as well as immunoglobulins IgM, IgG, IgE were associated with elevated values of cytokine IL-1β in 17–45% of cases, depending on the indicator (all p <0.01). Only in 10% of cases we observed increased content of IL-10 and TNF-α. In men, high concentrations of CD8+ and CD95+ cells were associated with increased levels of IgA (5%), IgM, IgG, IgE (13–25%). Seventeen percent of cases had high levels of IL-10 and 15% had high concentrations of TNF-α.

CONCLUSIONS: Young residents of the North with a history of chronic bronchitis after Covid-19 of mild or moderate severity have high concentrations of CD8+ and CD95+ cells, IgM, IgG, IgE, IL-10 and TNF-α c low concentrations combined with CD10+ and IL-4 cells.

About the authors

Elizaveta Y. Shashkova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Аcademy of Science

Author for correspondence.
Email: eli1255@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-1735-6690
SPIN-code: 8137-0571

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Ekaterina V. Popovskaya

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Аcademy of Science

Email: miakati15@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6306-1068
SPIN-code: 4890-4668
Russian Federation, Arkhangelsk

Oxana E. Filippova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Аcademy of Science

Email: eli1255@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-6117-0562
SPIN-code: 8507-7525

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Lyubov S. Shchegoleva

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Аcademy of Science

Email: shchegoleva60@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4900-4021
SPIN-code: 6859-2123

Dr. Sci. (Biology), рrofessor

Russian Federation, Arkhangelsk

References

  1. Demin AV, Popova ON, Gudkov AB. Fiziologicheskie riski zdorov’ya zhenshchin starshih vozrastnyh grupp v usloviyah demograficheskogo postareniya obshchestva. Obshchestvennoe zdorov’e i zdravoohranenie: demograficheskie problemy i puti ih resheniya 2019:33–35. (In Russ).
  2. Shchegoleva LS, Sergeeva TB, Shashkova EYu, et al. Peculiarity of immunological activity of peripheral blood in persons of different age groups in polar regions. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2016;23(8):15–20. doi: 10.33396/1728-0869-2016-8-15-20
  3. La Voy ECP, Mc Farlin BK, Simpson RJ. Immune Responses to Exercising in a Cold Environment. Wilderness & Environmental Medicine. 2011;22(4):343–351. doi: 10.1016/j.wem.2011.08.005
  4. Dobrodeeva LK, Patrakeeva VP. Vliyanie migracionnyh i proliferativnyh processov limfocitov na sostoyanie immunnogo fona cheloveka, prozhivayushchego v usloviyah vysokih shirot. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; 2018. 203 p.
  5. Dobrodeeva LK, Filippova OE, Balashova SN. The ratio of the content of immunocompetent cells in the regulation of the immune status of a person living in the North. Vestnik Ural’skoi meditsinskoi akademicheskoi nauki. 2014;(2):132–134. (In Russ).
  6. Chen Y, Liu Q, Guo D. Emerging coronaviruses: Genome structure, replication, and pathogenesis. Journal of Medical Virology. 2020;92(4): 418–423. doi: 10.1002/jmv.25681
  7. Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020;395(10223):497–506. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30183-5
  8. Tisoncik JR, Korth MJ, Simmons CP, et al. Into the eye of the cytokine storm. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2012;76(1):16–32. doi: 10.1128/MMBR.05015-11
  9. Smirnova MI, Antipushina DN, Kurekhyan AS. Asthma and allergic rhinitis in the COVID-19 era: data from publications of the first spring of the pandemic and expert recommendations. Тhe Russian Journal оf Preventive Medicine. 2021;24(4):105–112. doi: 10.17116/profmed202124041105
  10. World Medical Association. World Medical Association. Declaration of Helsinki: Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects. JAMA. 2013;310(20):2191–2194. doi: 10.1001/jama.2013.281053
  11. Donaldson S, Adlard B, Odland JØ. Overview of human health in the Arctic: conclusions and recommendations. International journal of circumpolar health. 2016;75:33807. doi: 10.3402/ijch.v75.33807
  12. Donaldson SG, Van Oostdam J, Tikhonov C, et al. Environmental contaminants and human health in the Canadian Arctic. Science of the Total Environment. 2010;408(22):5165–5234. doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.04.059
  13. Sundseth K, Pacyna JM, Banel A, et al. Climate Change Impacts on Environmental and Human Exposure to Mercury in the Arctic. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2015;12(4): 3579–3599. doi: 10.3390/ijerph120403579
  14. Bondar SS, Terekhov IV, Nikiforov VS, et al. The Role of SOCS2 Cytokine Signaling Suppressor in the Regulation of ProInflammatory Activity of Whole Blood Cells after Lower Respiratory Tract Infection. The Russian Archives of Internal Medicine. 2022;(3):212–220. doi: 10.20514/2226-6704-2022-12-3-212-220
  15. Durham GA, Williams JJL, Nasim MT, Palmer TM. Targeting SOCS Proteins to Control JAK-STAT Signalling in Disease. Trends in pharmacological sciences. 2019;40(5):298–308. doi: 10.1016/j.tips.2019.03.001
  16. Bondar SS, Terekhov IV, Nikiforov VS, et al. The role of suppressor of cytokine signaling SOCS7 in the regulation of the phosphorylation of inhibitor of nuclear transcription factor NF-κB in mononuclear leukocytes and production of cytokines in community-acquired bacterial pneumonia. Meditsinskiy sovet = Medical Council. 2018;(15):138–140. doi: 10.21518/2079-701X-2018-15-138-140
  17. Terekhov IV, Nikiforov VS, Bondar SS, et al. State of RIG-I and NF-κB signaling pathways in whole blood mononuclear cells of apparently healthy individuals and pneumonia convalescents subjected to mitogenic stimulation. Genes and Cells. 2019;14(3):131–136. doi: 10.23868/201906023
  18. Bobkova SS, Zhukov AA, Protsenko DN, et al. Critical analysis of the concept of “cytokine storm” in patients with novel coronavirus infection COVID-19. Literature review. Annals of Critical Care. 2021;1:57–68. doi: 10.21320/1818-474X-2021-1-57-68
  19. Song P, Li W, Xie J, et al. Cytokine storm induced by SARS-CoV-2. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry. 2020;509:280–287. doi: 10.1016/j.cca.2020.06.017
  20. Bhattacharyya S. Inflammation During Virus Infection: Swings and Roundabouts. Dynamics of Immune Activation in Viral Diseases. 2019:43–59. doi: 10.1007/978-981-15-1045-8_3
  21. Sinha P, Matthay MA, Calfee CS. Is a “Cytokine Storm” Relevant to COVID-19? JAMA internal medicine. 2020;180(9):1152–1154. doi: 10.1001/jamainternmed.2020.3313
  22. Darif D, Hammi I, Kihel A, et al. The pro-inflammatory cytokines in COVID-19 pathogenesis: What goes wrong?. Microbial pathogenesis. 2021;153:104799. doi: 10.1016/j.micpath.2021.104799
  23. Ray A, Gulati K, Joshi J, et al. Cytokines and their Role in Health and Disease: A Brief Overview. MOJ Immunol. 2016;4(2):00121. doi: 10.15406/moji.2016.04.00121
  24. Kany S, Vollrath JT, Relja B. Cytokines in Inflammatory Disease. International journal of molecular sciences. 2019;20(23):6008. doi: 10.3390/ijms20236008
  25. Zhang H, Wu T. CD4+T, CD8+ T counts and severe COVID-19: A meta-analysis. The Journal of infection. 2020;81(3):e82–e84. doi: 10.1016/j.jinf.2020.06.036

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».