Регуляция иммунного ответа метаболитами микроорганизмов многолетнемерзлых пород через эффекторные Т-лимфоциты
- Авторы: Петров С.А.1, Суховей Ю.Г.1, Каленова Л.Ф.1, Костоломова Е.Г.2, Касторнов А.А.1
-
Учреждения:
- ФГБУН ФИЦ Тюменский научный центр СО РАН
- ФГБОУ ВО Тюменский государственный медицинский университет Минздрава России
- Выпуск: Том 15, № 3 (2025)
- Страницы: 543-550
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- URL: https://bakhtiniada.ru/2220-7619/article/view/315136
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-ROI-17758
- ID: 315136
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Инфекционные агенты тесно взаимодействовали с иммунной системой человека, приобретая набор очень сложных механизмов для модуляции иммунитета. Одна из стратегий выживания вирусов, бактерий, простейших, гельминтов и грибов — воздействие на регуляторную сеть Т-клеток (Treg: CD4+CD25hiCD127–), которые контролируют иммунопатогенные реакции при многих инфекциях. Не только патогены, но и комменсалы способны напрямую индуцировать превращение наивных Т-клеток в супрессивные Foxp3-экспрессирующие Treg, в то время как другие активируют ранее существовавшие естественные Treg, в обоих случаях подавляя специфические для патогенов эффекторные реакции. Тем не менее Treg также могут способствовать укреплению иммунитета в определенных условиях, например на начальных стадиях инфекции, когда эффекторные клетки должны получить доступ к месту инфекции, и впоследствии при обеспечении генерации эффекторной памяти. Примечательно, что в настоящее время имеется мало информации о том, являются ли инфекции селективным приводом к патоген-специфическим Treg, и если да, то являются ли эти клетки также реактивными к аутоантигенам. Дальнейший анализ специфичности, наряду с более четкой картиной относительной динамики подмножеств Treg в течение заболевания, должен привести к рациональным стратегиям иммунного вмешательства для оптимизации иммунитета и ликвидации инфекционного процесса. Таким образом, восстановление функции Treg значимо при лечения инфекционных, аутоиммунных и других заболеваний и может служить маркером успешного лечения данных патологий. В статье проведена оценка влияния экзометаболитов бактерий рода Bacillus из многолетних мерзлых пород, полученных при разных температурных режимах их культивирования, на активность дифференцировки Тreg и эффекторных Т-лимфоцитов. Установлены значимые различия: вторичные экзометаболиты микроорганизмов оказывают влияние на дифференцировку Treg (CD4+CD25hiCD127–) и экспрессию активационных маркеров (CD69, CD25, HLA-DR) на CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитах. Данное воздействие регулируется видом метаболитов, полученных при различных температурах — «холодовые» (полученные при 5°C инкубации бактерий), «среднетемпературные» (при 22°C) и «тепловые» (при 37°C) метаболиты. При этом повышение уровня Treg ассоциируется при влиянии «холодовых» вторичных экзометаболитов со снижением активности дифференцировки CD4+ Т-лимфоцитов, «тепловых» вторичных экзометаболитов — со снижением активности дифференцировки CD8+ Т-лимфоцитов, а «среднетемпературные» метаболиты оказывают примерно равнозначное влияние на активность дифференцировки CD4+ и CD8+ T-лимфоцитов.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Сергей Анатольевич Петров
ФГБУН ФИЦ Тюменский научный центр СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: tumiki@yandex.ru
д.м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела биоресурсов криосферы
Россия, ТюменьЮрий Геннадиевич Суховей
ФГБУН ФИЦ Тюменский научный центр СО РАН
Email: i_yura62@mail.ru
д.м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела биоресурсов криосферы
Россия, ТюменьЛюдмила Федоровна Каленова
ФГБУН ФИЦ Тюменский научный центр СО РАН
Email: lkalenova@mail.ru
д.б.н., главный научный сотрудник отдела биоресурсов криосферы
Россия, ТюменьЕлена Геннадиевна Костоломова
ФГБОУ ВО Тюменский государственный медицинский университет Минздрава России
Email: lenakost@mail.ru
к.б.н., доцент кафедры микробиологии
Россия, ТюменьАлександр Александрович Касторнов
ФГБУН ФИЦ Тюменский научный центр СО РАН
Email: alexkastornov@yandex.ru
младший научный сотрудник отдела биоресурсов криосферы
Россия, ТюменьСписок литературы
- Гариб Ф.Ю., Ризопулу А.П. Использование Т-регуляторных клеток хозяина в стратегии иммунной эвазии патогенов (обзор) // Биохимия. 2015. Т. 80, вып. 8. С. 1141–1159. [Garib F.Yu., Rizopulu A.P. T-regulatory cells as part of the strategy of immune evasion by pathogens. Biokhimiya = Biochemistry (Moscow), 2015, vol. 80, iss. 8, pp. 1141–1159. (In Russ.)]
- Литвинова Л.С., Гуцол А.А., Сохоневич Н.А., Кофанова К.А., Хазиахматова О.Г., Шуплецова В.В., Кайгородова Е.В., Гончаров А.Г. Основные поверхностные маркеры функциональной активности Т-лимфоцитов // Медицинская иммунология. 2014. Т. 6, № 1. С. 7–26. [Litvinova L.S., Gutsol A.A., Sokhonevich N.A., Kofanova K.A., Khaziakhmatova O.G., Shupletsova V.V., Kaigorodova E.V., Goncharov A.G. Basic surface markers of functional activity T-lymphocytes. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2014, vol. 6, no. 1, pp. 7–26. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2014-1-7-26
- Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Тодосенко Н.М., Литвинова Л.С. Оценка влияния γC-цитокинов (IL-2, IL-7 и IL-15) на экспрессию молекул поздней активации и апоптоза (CD95 И HLA-DR) CD4+/CD8+ Т-лимфоцитами в популяции CD45RA Т-клеток in vitro // Иммунология. 2018. Т. 39, № 1. С. 20–25. [Yurova K.A., Khaziakhmatova O.G., Todosenko N.M., Litvinova L.S. Evaluation of the effect of γccytokines (IL-2, IL-7 and IL-15) on expression of the late activation molecules and apoptosis (CD95 and HLA-DR) CD4+/CD8+ T-lymphocytes in a population of CD45RA T cells in vitro. Immunologiya = Immunologiya, 2018, vol. 39, no. 1, pp. 20–25 (In Russ.)] doi: 10.18821/0206-4952-2018-39-1-20-25
- Atarashi K., Tanoue T., Shima T., Imaoka A., Kuwahara T., Momose Y., Cheng G., Yamasaki S., Saito T., Ohba Y., Taniguchi T., Takeda K., Hori S., Ivanov I.I., Umesaki Y., Itoh K., Honda K. Induction of colonic regulatory T cells by indigenous Clostridium species. Science, 2011, vol. 331, pp. 337–341. doi: 10.1126/science.1198469
- Caramalho I., Lopes Carvalho T., Ostler D., Zelenay S., Haury M., Demengeot J. Regulatory T cells selectively express toll like receptors and are activated by lipopolysaccharide. J. Exp. Med., 2003, vol. 197, pp. 403–411. doi: 10.1084/jem.20021633
- Cibrián D., Sánchez-Madrid F. CD69: from activation marker to metabolic gatekeeper. Eur. J. Immunol., 2017, vol. 47, no. 6, pp. 946–953. doi: 10.1002/eji.201646837
- Kalenova L.F., Kolyvanova S.S. Effects of temperature on the ability of metabolites from permafrost microorganisms to activate the synthesis of systemic cytokines by mononuclear cells. Bull. Exp. Biol. Med., 2019, vol. 168, no. 1, pp. 72–75. doi: 10.1007/s10517-019-04650-6
- Kalenova L.F., Petrov S.A., Bazhin A.S. Dose-dependent effect of Bacillus sp. metabolites from permafrost on lymphocyte differentiation in the thymus. Bull. Exp. Biol. Med., 2020, vol. 169, no. 1, pp. 67–70. doi: 10.1007/s10517-020-04826-5
- Kalenova L.F., Petrov S.A., Subbotin A.M., Narushko M.V., Bazhin A.S. Influence of paleobacteria on the proliferative activity of human lymphocytes in vitro. Bull. Exp. Biol. Med., 2023, vol. 174, no. 6, pp. 758–761. doi: 10.1007/s10517-023-05787-1
- Kalenova L.F., Petrov S.A., Sukhovei Yu.G. Reparative and immunomodulatory potential of low-molecular-weight fractions of secondary metabolites of Bacillus sp. Bull. Exp. Biol. Med., 2022, vol. 172, no. 3, pp. 332–336. doi: 10.1007/s10517-022-05387-5
- Kullberg M.C., Jankovic D., Gorelick P.L., Caspar P., Letterio J.J., Cheever A.W., Sher A. Bacteria-triggered CD4(+) T regulatory cells suppress Helicobacter hepaticusinduced colitis. J. Exp. Med., 2002, vol. 196, pp. 505–515. doi: 10.1084/jem.20020556
- Maizels R.M., Smith K.A. Regulatory T cells in infection. Adv. Immunol., 2011, vol. 112, pp. 73–136. doi: 10.1016/B978-0-12-387827-4.00003-6
- Mertens J., Fabri M., Zingarelli A., Kubacki T., Meemboor S., Groneck L., Seeger J., Bessler M., Hafke H., Odenthal M., Bieler J.G., Kalka C., Schneck J.P., Kashkar H., Kalka-Moll W.M. Streptococcus pneumoniae serotype 1 capsular polysaccharide induces CD8CD28 regulatory T lymphocytes by TCR crosslinking. PLoS Pathog., 2009, vol. 5: e100059. doi: 10.1371/journal.ppat.1000596
- O’Mahony C., Scully P., O’Mahony D., Murphy S., O’Brien F., Lyons A., Sherlock G., MacSharry J., Kiely B., Shanahan F., O’Mahony L. Commensal-induced regulatory T cells mediate protection against pathogen-stimulated NF-kB activation. PLoS Pathog., 2008, vol. 4: e1000112. doi: 10.1371/journal.ppat.1000112
- Petrov S.A., Sukhovei Yu.G, Kalenova L.F, Kostolomova E.G, Subbotin A.M, Kastornov A.A. The influence of permafrost microorganisms on monocytes differentiation in vitro. Bull. Exp. Biol. Med., 2023, vol. 175, no. 3, pp. 362–366. doi: 10.1007/s10517-023-05868-1
- Round J.L., Mazmanian S.K. Inducible Foxp3+ regulatory T-cell development by a commensal bacterium of the intestinal microbiota. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2010, vol. 107, pp. 12204–12209. doi: 10.1073/pnas.0909122107
- Round J.L., Lee S.M., Li J., Tran G., Jabri B., Chatila T.A., Mazmanian S.K. The Toll-like receptor 2 pathway establishes colonization by a commensal of the human microbiota. Science, 2011, vol. 332, pp. 974–977. doi: 10.1126/science.1206095
- Sing A., Rost D., Tvardovskaia N., Roggenkamp A., Wiedemann A., Kirschning C.J., Aepfelbacher M., Heesemann J. Yersinia V antigen exploits toll like receptor 2 and CD14 for interleukin 10 mediated immunosuppression. J. Exp. Med., 2002, vol. 196, pp. 1017–1024. doi: 10.1084/jem.20020908
- Shipkova M., Wieland E. Surface markers of lymphocyte activation and markers of cell proliferation. Clin. Chim. Acta, 2012, vol. 413, no. 17–18, pp. 1338–1349. doi: 10.1016/j.cca.2011.11.006
- Sutmuller R.P., Morgan M.E., Netea M.G., Grauer O., Adema G.J. Toll-like receptors on regulatory T cells: expanding immune regulation. Trends Immunol., 2006, vol. 27, no. 8, pp. 387–393. doi: 10.1016/j.it.2006.06.005
- Wieland E., Shipkova M. Lymphocyte surface molecules as immune activation biomarkers. Clin. Biochem., 2016, vol. 49, no. 4–5, pp. 347–354. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2015.07.099
Дополнительные файлы
