Роль стрептокиназы в моделировании постстрептококкового гломерулонефрита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Постстрептококковый гломерулонефрит (PSGN) относится к осложнениям острой инфекции, вызванной Streptococcus pyogenes (стрептококком группы А, СГА). Данная патология изучается давно, но и сегодня предпринимаются попытки идентификации продуктов жизнедеятельности стрептококков, способных инициировать иммунопатологический процесс в почках. Наибольшее внимание уделяется стрептокиназе — ферменту, трансформирующему плазминоген крови в плазмин, способный в комплексе с плазминовым рецептором (NAPlr) повреждать структуру почечных гломерул, а также активировать систему комплемента. Цель исследования состояла в решении двух задач: в изучении способности стрептокиназы СГА трансформировать плазминоген различной видовой принадлежности в плазмин, а также в изучении его роли в развитии PSGN у кроликов с подкожно имплантированными сетчатыми тканевыми камерами. Материалы и методы. В работе использованы СГА типов М1, М12, М22 и их ska– мутанты. Препараты чистого плазминогена получали из свежей плазмы крови человека, кролика или мыши с помощью хроматографии на колонках с лизин-сефарозой 4B. Для выявления способности стрептокиназы активировать плазминоген в плазмин к ее препарату в концентрации 1 мг/мл добавляли по 10 мкг очищенного плазминогена человека, кролика или мыши. Концентрацию плазмина определяли фотометрически с использованием хроматогенного субстрата S-2251 (Chromogenix, США). С целью воспроизведения PSGN на кроликах им под кожу вживляли по четыре камеры; животных заражали путем введения культур СГА в камеры после полного заживления ран и наблюдали в течение трех недель. На 14-й день животных обрабатывали бензилпенициллином. Почки выживших кроликов подвергали иммуногистологическому анализу. Результаты. Стрептокиназа из СГА типа М1, М12 и М22 в опытах in vitro показала выраженную функциональную активность в отношении плазминогена человека, трансформируя его в плазмин: показатели оптической плотности при ë = 405 нм составляли 0,4–0,7 в сравнении с отрицательным контролем (ОП < 0,001). Стрептокиназа не активировала мышиный плазминоген (ОП = 0,001) и крайне слабо влияла на трансформацию кроличьего плазминогена (ОП = 0,002). В опытах на кроликах по индукции PSGN не удалось выявить участие стрептокиназы, поскольку не были обнаружены какие-либо различия в инициации гломерулонефрита как исходными штаммами, так и ska– изогенными мутантами. Мутантные штаммы, дефицитные по гену, ответственному за синтез стрептокиназы, но сохранившие способность связывать IgG кролика и человека, вызывали изменения в ткани почек, характерные для PSGN. Проведен сравнительный анализ кроличьей и мышиной моделей PSGN; выполненные по одной и той же схеме, они допускают противоположные выводы о роли стрептокиназы в развитии экспериментального гломерулонефрита. Обсуждается роль IgG Fc-связывающих белков СГА в генезе экспериментального постстрептококкового гломерулонефрита.

Об авторах

Л. А. Бурова

ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"

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

Бурова Лариса Александровна,  д.м.н., ведущий научный сотрудник отдела молекулярной микробиологии 

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, 12

Тел.: 8 (812) 234-05-42

Россия

Е. А. Гаврилова

ГБУЗ Госпиталь для ветеранов войн

Email: lburova@yandex.ru

к.м.н., зав. кардиологическим отделением 

Санкт-Петербург

П. В. Пигаревский

ФГБНУ "Институт экспериментальной медицины"

Email: lburova@yandex.ru

д.б.н., руководитель отдела общей морфологии 

Санкт-Петербург

Артем А. Тотолян

ФГБНУ Институт экспериментальной медицины

Email: lburova@yandex.ru

академик РАН, д.м.н., главный научный сотрудник отдела молекулярной микробиологии 

Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Бурова Л.А., Гаврилова Е.А., Пигаревский П.В., Селиверстова В.Г., Нагорнев В.А., Шален К., Тотолян Артем А. Способность стрептококков группы А типа М12 связывать иммунные комплексы и их роль в патогенезе постстрептококкового гломерулонефрита // Медицинская иммунология. 2006. Т. 8, № 5–6. С. 623–630. [Burova L.A., Gavrilova E.A., Pigarevskay P.V., Seliverstova V.G., Nagornev V.A., Schalen K., Totolian Artem A. Capacity of group A type M12 streptococci to bind immune complexes and their role in pathogenesis of post-streptococcal glomerulonephritis. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2006, vol. 8, no. 5–6, pp. 623–630. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2006-5-6-623-630
  2. Бурова Л.А., Королева И.В., Тотолян Артем А. Выявление и оценка биологической активности рецепторов у штаммов стрептококков, выделенных от носителей и больных // Вестник Академии медицинских наук СССР. 1989. № 6. С. 30–34. [Burova L.A., Koroleva I.V., Totolian Artem A. Identification and evaluation of the biological activity of receptors in streptococcal strains isolated from carriers and patients. Vestnik Akademii medicinskih nauk SSSR = Bulletin of the Medical Sciences Academy of the USSR, 1989, no. 6, pp. 32–37. (In Russ.)]
  3. Бурова Л.А., Тотолян А.А. Роль стрептококковых Fc рецепторов для IgG в формировании микробного очага и развитии иммунопатологических состояний // Ревматология. 1988. № 3. С. 9–12. [Burova L.A., Totolian A.A. The role of streptococcal Fc receptors for IgG in the formation of a microbial focus and the development of immunopathological conditions. Revmatologiya = Rheumatology, 1988, no. 3, pp. 9–12. (In Russ.)]
  4. Гаврилова Е.А. Сравнительная оценка экспериментальных моделей изучения патогенеза острого постстрептококкового гломерулонефрита // Медицинский академический журнал. 2004. Т. 3, № 4. С. 34. [Gavrilova E.A. Comparative evaluation of experimental models for studying the pathogenesis of acute post-streptococcal glomerulonephritis. Meditsinskiy akademicheskiy zhurnal = Medical Academic Journal, 2004, vol. 3, no. 4, p. 34. (In Russ.)]
  5. Тотолян А.А., Бурова Л.А. Fc-рецепторные белки Streptococcus pyogenes и патогенез постинфекционных осложнений (критический обзор) // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014. № 3. С. 78–90. [Totolian Artem A., Burova L.A. Fc-receptor proteins of Streptococcus pyogenes and pathogenesis of post-infection complications. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2014, no. 3, pp. 78–90. (In Russ.)]
  6. Тотолян А.А., Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пигаревский П.В. Анализ механизмов развития иммунопатологичес кого постстрептококкового гломерулонефрита (APSGN) // Терапевтический архив. 2008. Т. 80, № 6. С. 90–95. [Totolian A.A., Burova L.A., Nagornev V.A., Pigarevsky P.V. Analysis of mechanisms of development of immunopathological post-streptococcal glomerulonephritis (APSGN). Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive, 2008, vol. 80, no. 6, pp. 90–95. (In Russ.)]
  7. Тотолян А.А., Бурова Л.А., Пигаревский П.В. Экспериментальный постстрептококковый гломерулонефрит. СПб.: Издательство «Человек», 2019. 108 с. [Totolian A.A., Burova L.A., Pigarevsky P.V. Experimental post-streptococcal glomerulonephritis. St. Petersburg: “Chelovek” Publishing House, 2019. 108 p. (In Russ.)]
  8. Тотолян Артем А. Патогенность стрептококков и ее молекулярные и генетические механизмы. Л., Наука, 1988. 18 с. [Totolian Artem A. Pathogenicity of streptococci and its molecular and genetic mechanisms. Leningrad: Nauka, 1988. 18 p. (In Russ.)]
  9. Тотолян Артем А., Бурова Л.А. Критический анализ предполагаемых механизмов патогенеза постстрептококкового гломерулонефрита // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2001, Т. 3, № 4. С. 316–323. [Totolian Artem A., Burova L.A. Critical analysis of the proposed mechanisms of pathogenesis of post-streptococcal glomerulonephritis. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2001, vol. 3, no. 4. p. 316–323. (In Russ.)]
  10. Bajaj S.P., Castellino F.J. Activation of human plasminogen by equimolar levels of streptokinase. J. Biol. Chem., 1977, vol. 252, pp. 492–498.
  11. Barabas A.Z., Cole C.D., Lafreniere R., Weir D.M. Immunopathological events initiated and maintained by pathogenic IgG autoantibodies in an experimental autoimmune kidney disease. Autoimmunity, 2012, vol. 45, no. 7, pp. 495–509. doi: 10.3.109/089.934.2012.70281216
  12. Burova L., Pigarevsky P., Duplik N., Snegova V., Suvorov A., Schalen C., Totolian A. Immune complex binding Streptococcus pyogenes type M12/emm12 in experimental glomerulonephritis. JMM, 2013, vol. 62, pt. 9, pp. 1272–1280. doi: 10.1099/jmm.0.059196-0
  13. Burova L., Thern A., Pigarevsky P., Gladilina M., Seliverstova V., Gavrilova E., Nagornev V., Schalén C., Totolian A. Role of group A streptococcal IgG-binding proteins in triggering experimental glomerulonephritis in the rabbit. APMIS, 2003, vol. 111, pp. 955–962. doi: 10.1034/j.1600-0463.2003.1111007.x.
  14. Burova L.A., Christencen P., Grubb R., Schalen C., Svensson M.-L., Beltukov P.P., Totolian Artem A. Anti-immunoglobulins in experimental streptococcal immunization: relation to bacterial growth conditions and Fc-receptors. Acta Pathol. Microbiol. Immunol. Scand., 1985, vol. 93, pp. 19–23. doi: 10.1111/j.1699-0463.1985.tb02916.x
  15. Burova L.A., Pigarevsky P.V., Seliverstova V.G., Gupalova T.V., Schalen C., Totolian A.A. Experimental post-streptococcal glomerulonephritis elicited by IgG Fc-binding M family proteins and blocked by IgG Fc-fragment. APMIS, 2012, vol. 120, pp. 221–230. doi: 10.1111/j.1600-0463.2011.02826.x.
  16. Cu G.A., Mezzano S., Bannan J.D., Zabriskie J.B. Immunohistochemical and serological evidence for the pole of streptococcal proteinase in acute post-streptococcal glomerulonephritis. Kidney Int., 1998, vol. 54, no. 3, pp. 819–826. doi: 10.1046/j.1523-1755.1998.00052.x
  17. Cunningham M.W. Pathogenesis of group A streptococcal infections. Clin. Microbiol. Rev., 2000, vol. 13, no. 3, pp. 470–511. doi: 10.1128/cmr.13.3.470-511.2000
  18. Greenwood F.C., Hunter W.M., Glover J.S. The preparation of 125I-labelled human growth hormone of high specific activity. Biochem. J., 1963, vol. 89, no. 1, pp. 114–123. doi: 10.1042/bj0890114
  19. Heat D.G., Cleary P.P. Fc-receptor and M-protein genes of group A streptococci are products of gene duplication. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 1989, vol. 86, no. 12, pp. 4741–4745. doi: 10.1073/pnas.86.12.4741
  20. Holm S.E. Hypothesis on the pathogenesis of post-streptococcal glomerulonephritis based on recent clinical and experimental research. Zbl Bact. Hug., 1990, vol. 274, no. 3, pp. 325–332. doi: 10.1016/s0934-8840(11)80689-4
  21. Huang T.T., Malke H., Ferretti J.J. The streptokinase gene of group A streptococci: cloning, expression in Escherichia coli, and sequence analysis. Mol. Microbiol., 1989, vol. 3, no. 2, pp. 197–205. doi: 10.1111/j.1365-2958.1989.tb01808.x
  22. Johnston K.H., Chaiban J.I., Wheeler R.C. Analysis of the variable domain of the streptokinase gene from streptococci associated with post-streptococcal glomerulonephritis. Zbl Bact., 1992, vol. 22, pp. 339–342.
  23. Malke H. Polymorphism of the SK gene: implication for the pathogenesis of post-streptococcal glomerulonephritis. J. Med. Microbiol. Virol. Parasitol. Infect. Dis., 1993, vol. 278, pp. 3686–3693. doi: 10.1016/S0934-8840(11)80842-X
  24. Myhre E.B., Kronvall G. Binding of murine myeloma proteins of different Ig classes and subclasses to Fc-reactive surface structures in gram-positive cocci. Scand. J. Immunol., 1980, vol. 11, pp. 37–46. doi: 10.1111/j.1365-3083.1980.tb00206.x
  25. Myhre E.B., Kronvall G. Specific binding of bovine, ovine, caprine and equine IgG subclasses to defined types of immunoglobulin receptors in gram-positive cocci. Comp. Immun. Microb. Infect. Dis., 1981, vol. 4, no. 3–4, pp. 317–328. doi: 10.1016/0147-9571(81)90018-7
  26. Nerville D.M. Jr. Molecular weight determination of protein–dodecyl sulphate complexes by gel electrophoresis in a discontinuous buffer system. J. Biol. Chem., 1971, vol. 246, pp. 6328–6334. doi: 10.1111/j.1365-3083.1980.tb00206.x
  27. Nordstrand A., McShan W.M., Ferretti J.J., Stig E., Holm S.E., Norgren M. Allele substitution of the streptokinase gene reduces the nephritogenic capacity of group A streptococcal strain NZ131. Infect. Immun., 2000, vol. 68, no. 3, pp. 1019–1025. doi: 10.1128/iai.68.3.1019-1025.2000.
  28. Nordstrand A., Norgren M., Ferretti J.J., Holm S.E. Pathogenic mechanism of acute poststreptococcal glomerulonephritis. Scand. J. Infect. Dis., 1999, vol. 31, no. 6, pp. 523–537. doi: 10.1080/00365549950164382
  29. Nordstrand A., Norgren M., Holm S.E. An experimental model for acute glomerulonephritis in mice. APMIS, 1996, vol. 104, pp. 805–816. doi: 10.1111/j.1699-0463.1996.tb04946.x.
  30. Oda T., Yoshizawa N., Yamakami K., Tamura K., Kuroki A., Sugisaki T., Sawanobori E., Higashida K., Ohtomo Y., Hotta O., Kumagai H. Localization of nephritis-associated plasmin receptor in acute poststreptococcal glomerulonephritis. Hum. Pathol., 2010, vol. 41, no. 9, pp. 1276–1285. doi: 10.1016/j.humpath.2010.02.006.
  31. Oda T., Yoshizawa N., Yamakami K., Yutaka Sakurai Y., Hanako Takechi H., Yamamoto K., Oshima N., Kumagai H. The role of nephritis-associated plasmin receptor (NAPlr) in glomerulonephritis associated with streptococcal infection. J. Biomed. Biotechnol., vol. 2012, no. 6: 417675. doi: 10.1155/2012/417675
  32. Okada K., Katano T., Kamogashira T., Zahn R.J., Morimito Y., Kagami S., Yasutomo K., Kuhara T., Kuroda Y. Streptokinase gene variable region classification in streptococci: lack of correlation with post-streptococcal glomerulonephritis. Clin Nephrol., 1995, vol. 44, no. 1, pp. 8–13.
  33. Rodrigues-Iturbe B., Haas M. Post-streptococcal glomerulonephritis. In: Streptococcus pyogenes: basic biology to clinical manifestations / Ed. by J.J. Ferretti, D.L. Stivens, V.A. Fischetti. Oklahoma City: University of Oklahoma, Health Sciences Center, 2017, pp. 869–892.
  34. Rodriguez-Iturbe B., Musser J.M. The current state of poststreptococcal glomerulonephritis. J. Am. Soc. Nephrol., 2008, vol. 19, no. 10, pp. 1855–1864. doi: 10.1681/asn.200801009
  35. Sun H., Ringdahl U., Homeister J.W., Fay W.P., Engleberg N.C., Yang A.Y., Rozek L.S., Wang X., Sjöbring U., Ginsburg D. Plasminogen is a critical host pathogenicity factor for group A streptococcal infection. Science, New Series, vol. 305, no. 5688, pp. 1283–1286. doi: 10.1126/science.1101245
  36. Tombin H., Staehelin T., Gordon J. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 1979, vol. 76, pp. 4350–4354. doi: 10.1073/pnas.76.9.4350

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Бурова Л.А., Гаврилова Е.А., Пигаревский П.В., Тотолян А.А., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 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».