Cовременные направления в биомедицине

Текущий выпуск

RUS
XML для выпуска: Скачать JATS

Анализ экспрессии генов адипоцитов в жировой ткани у пациентов с метаболическим синдромом

Adipocytokine gene expression analysis in adipose tissue in patients with metabolic syndrome
Аннотация

Адипоциты, иммунные клетки и стромально-васкулярные элементы являются источником большого количества биологически активных веществ. Эффекты большинства адипоцитокинов хорошо изучены, однако роль отдельных молекул, секретируемых жировой тканью, в патогенезе воспаления при метаболическом синдроме (МС) и ассоциированных с ним заболеваний окончательно не выяснена и часто трактуется специалистами неоднозначно.
Цель — оценка экспрессии генов адипоцитокинов в биоптатах (фрагментах) висцеральной жировой ткани большого сальника у больных с МС.
Материалы и методы. В исследовании приняли участие 19 человек: основная группа — 14 пациентов с МС, группа сравнения — 5 пациентов без МС. В биоптатах жировой ткани большого сальника, полученных во время плановой эндоскопической холецистэктомии, исследовали уровень экспрессии генов цитокинов (IL1B, IL6, IL8, TNF-α) и пептидных гормонов (LEP (лептин), NAMPT (висфатин), RETN (резистин), ADIPOQ (адипонектин)) по уровню матричной РНК с помощью количественной ПЦР в реальном времени с предварительной наработкой комплементарной ДНК в реакции обратной транскрипции.
Результаты. Значимых различий по уровню мРНК IL-1B, -6, -8, TNF-α, а также гормонов LEP, NAMPT, RETN в жировой ткани у пациентов с МС и лиц группы сравнения выявлено не было (р > 0,05). Статистически значимые различия были установлены только по уровню экспрессии гена ADIPOQ: у пациентов с МС уровень экспрессии гена ADIPOQ в жировой ткани оказался в среднем в 2,8 раза ниже, чем в группе сравнения (2,34 и 0,81 усл. ед. соответственно, р < 0,05).
Заключение. Анализ профилей экспрессии генов ключевых адипоцитокинов, функциональных и метаболических особенностей висцеральной жировой ткани представляется перспективным для поиска диагностических и прогностических и маркеров МС и ассоциированных с ним заболеваний.

Abstract

Adipocytes, immune cells, and cells of the stromal vascu­lar fraction are sources of many biologically active substances. The effects of most adipocytokines are well studied; however, the role of individual molecules secreted by adipose tissue in the patho­genesis of inflammation associated with metabolic syndrome (MS) and related diseases has not been fully elucidated and remains a matter of debate.<br> <br> Aim — To evaluate the expression of adipocytokine genes in biop­sies (fragments) of visceral adipose tissue of the gastrocolic omen­tum in patients with MS.<br> <br> Materials and methods. The study included 19 patients: the main group — 14 patients with MS, the comparison group — 5 patients without MS. The level of expression of cytokine genes (IL1B, IL6, IL8, TNF-α) and peptide hormones (LEP (leptin), NAMPT (visfatin), RETN (resistin), ADIPOQ (adiponectin)) was studied in biopsies of adipose tissue of the greater omentum obtained during planned cholecystectomy for medical reasons by the level of matrix RNA using quantitative real-time PCR with preliminary development of complementary DNA in the reverse transcription reaction.<br> <br> Results. There were no significant differences in the level of mRNA of IL-1B, -6, -8, TNF-α, as well as the hormones LEP, NAMPT, RETN in adipose tissue in patients with MS and in the comparison group (р &gt; 0.05). Statistically significant differences were established only in the level of ADIPOQ gene expression: the level of ADIPOQ gene expression in adipose tissue was on average 2.8 times lower than in the comparison group (2.34 and 0.81 units, respectively, p &lt; 0.05).<br> <br> Conclusion. Analysis of the expression profiles of genes encoding key adipocytokines and of the functional and metabolic characte­ristics of visceral adipose tissue appears promising for identifying diagnostic and prognostic markers of MS and associated diseases.

Скачать статью Download an article

Роль Fcγ-рецепторов в реализации биологического действия С-реактивного белка на тучные клетки человека

The role of Fcγ-receptors in the biological action of C-reactive protein on human mast cells
Аннотация

Современные данные убедительно подтверждают ключевую роль тучных клеток в запуске провоспалительных реакций и регенераторные свойства фибробластов на этапе разрешения воспалительного процесса. Тем не менее вопросы их синергии в острой фазе воспалительного ответа, включая влияние белков острой фазы на межклеточную коммуникацию, остаются малоисследованными. В рамках настоящей работы при помощи проточной цитометрии и количественной флюоресцентной оценки клеточной адгезии мы смогли показать, что стимуляция Fcγ-рецепторнов тучных клеток линии HMC-1 специфическими лигандами (C-реактивный белок, агрегированные иммуноглобулины G, сывороточный P-компонент амилоида) приводит к усилению адгезивных свойств клеток к элементам стромы — фибробластам и межнеклеточному матриксу. Примечательно, что нативные тучные клетки HMC-1 не демонстрируют секреторного ответа на стимуляцию C-реактивного белка в виде высвобождения гистамина. Способность к запуску дегрануляционной реакции с выделением гистамина при контакте с C-реактивным белком связана с экспрессией высокоаффинных FcγRI-рецепторов, индуцируемой на мембране тучных клеток под действием IFNγ. Эти данные раскрывают новые аспекты регуляции межклеточных взаимодействий в условиях острого воспаления, подчеркивая роль цитокиновой модуляции в реализации эффекторных функций иммунокомпетентных клеток.

Abstract

Current evidence convincingly supports the key role of mast cells in triggering pro-inflammatory reactions, and of fibroblasts in tissue regeneration during the resolution phase of inflammation. Nevertheless, questions concerning their synergy during the acute phase of the inflammatory response — including the influence of acute-phase proteins on intercellular communication — remain poorly studied. In this work, using flow cytometry and quantitative fluorescence-based assessment of cell adhesion, we demonstrate that stimulation of Fcγ receptors on HMC-1 mast cells with specific ligands (C-reactive protein, aggregated immunoglo­bulin G, and serum amyloid P component) enhances the adhesive properties of these cells toward stromal elements — fibroblasts and the extracellular matrix. Notably, native HMC-1 mast cells did not show a secretory response to C-reactive protein sti­mulation in the form of histamine release. The ability to trigger a degranulation response with histamine release upon contact with C-reactive protein was associated with the expression of high-affinity FcγRI receptors, induced on the mast cell membrane by IFNγ. These findings reveal new aspects of the regulation of intercellular inte­ractions under conditions of acute inflammation, highlighting the role of cytokine modulation in the effector functions of immunocompetent cells.

Скачать статью Download an article

Иммунологические нарушения при гликогеновой болезни типа Ib (клинический случай)

Immunological Disorders in Glycogen Storage Disease Type Ib: A Case Report
Аннотация

Гликогеновая болезнь типа Ib относится к редким наследственным заболеваниям углеводного обмена и характеризуется сочетанием тяжелых метаболических и иммунологических нарушений. В статье представлен клинический случай ребенка с гликогеновой болезнью типа Ib, осложненной хронической нейтропенией, рецидивирующими инфекционно-воспалительными поражениями кожи и признаками иммунной дисрегуляции. Проведена комплексная оценка клинических, лабораторных, инструментальных и иммунологических показателей, включая функциональную активность нейтрофилов, иммунофенотипирование лимфоцитов, анализ митохондриальной активности и исследование сигнального пути NF-κB.

Полученные данные демонстрируют системный характер иммунных нарушений при глюкогеновой болезни типа Ib и подчеркивают клиническую значимость расширенного иммунологического мониторинга у данной категории пациентов.

Abstract

Glycogen storage disease type Ib is a rare inherited metabolic disorder characterized by a combination of severe metabolic abnormalities and immune dysfunction. This article presents a clinical case of a pediatric patient with glycogen storage disease type Ib, complicated by chronic neutropenia, recurrent infectious and inflammatory skin lesions, and signs of immune dysregulation. A comprehensive clinical, laboratory, instrumental, and immunological assessment was performed, including evaluation of neutrophil functional activity, lymphocyte immunophenotyping, mitochondrial activity analysis, and assessment of the NF-κB signaling pathway. The findings demonstrate the systemic nature of immune alterations in GSD Ib and highlight the clinical relevance of extended immunological monitoring in affected patients.

Скачать статью Download an article

Цитокиновая дисрегуляция в патогенезе эндометриоза, миомы матки и их сочетанной формы

Cytokine dysregulation in the pathogenesis of endometriosis, uterine fibroids and their combined forms
Аннотация

Эндометриоз и миома матки относятся к гормонозависимым заболеваниям, патогенез которых тесно связан с хроническим воспалением и нарушением иммунной регуляции.

Цель — определить характер изменений сывороточного цитокинового профиля у женщин с эндометриозом, интрамуральной миомой матки и их сочетанной формой.

Материалы и методы. В исследование включены 88 женщин репродуктивного возраста, распределенные на четыре группы. Сывороточные уровни IL-2, IL-6, IL-8 и IL-10 определяли методом иммуноферментного анализа.

Результаты. Установлено, что при эндометриозе и миоме матки наблюдается дисбаланс цитокинов, характеризующийся снижением IL-2 и повышением провоспалительных медиаторов. Наиболее выраженные изменения выявлены при сочетанной патологии, где отмечено максимальное повышение IL-6 и IL-8 на фоне значительного снижения IL-2 и IL-10.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о ведущей роли иммуновоспалительной дисрегуляции в патогенезе данных заболеваний и подчеркивают клинико-патогенетическую значимость оценки цитокинового профиля.

Abstract

Endometriosis and uterine fibroids are hormone-dependent gynecological disorders whose pathogenesis is closely associated with chronic inflammation and impaired immune regulation. Aim — to determine the pattern of changes in the serum cytokine profile in women with endometriosis, intramural uterine fibroids, and their combination. Materials and methods. The study included 88 women of reproductive age divided into four groups. Serum levels of IL-2, IL-6, IL-8, and IL-10 were measured using enzyme-linked immunosorbent assay. Results. A cytokine imbalance was identified in patients with endometriosis and uterine fibroids, characterized by decreased IL-2 levels and increased pro-inflammatory mediators. The most pronounced alterations were observed in the combined pathology, with maximal elevations of IL-6 and IL-8 accompanied by a marked reduction in IL-2 and IL-10. Conclusion. The findings indicate a leading role of immunoinflammatory dysregulation in the pathogenesis of these conditions and highlight the clinical and pathogenetic relevance of assessing the serum cytokine profile.

Скачать статью Download an article

Современные иммунологические подходы к поиску биомаркеров эффективности и безопасности иммунотерапии в онкологии

Modern Immunological Approaches to the Search for Biomarkers Predicting Efficacy and Safety of Cancer Immunotherapy
Аннотация

Иммунотерапия является мощной клинической стратегией лечения злокачественных новообразований. Количество одобренных иммуноонкологических препаратов неуклонно растет, а множество новых методов лечения находятся на стадии клинических и доклинических испытаний. Несмотря на успехи, ключевой проблемой для широкого внедрения иммунотерапии остается сложность контролируемой активации иммунной системы. Существующие подходы могут вызывать серьезные побочные эффекты, включая аутоиммунные реакции и неспецифическое воспаление. В связи с этим понимание механизмов, позволяющих увеличить долю пациентов, позитивно отвечающих на терапию, является решающим фактором как для повышения эффективности лечения, так и для контроля нежелательных явлений.

Цель настоящего обзора — анализ и обобщение данных о прогностической и предиктивной значимости биомаркеров, ассоциированных с эффективностью и безопасностью иммунотерапии солидных злокачественных новообразований. В работе рассмотрены молекулярно-генетические изменения (включая циркулирующую опухолевую ДНК), раково-тестикулярные антигены, антигены главного комплекса гистосовместимости, белок PD-1 и его лиганды, а также третичные лимфоидные структуры. Отдельное внимание уделено показателям системного и локального иммунного ответа. Показано, что клеточный состав микроокружения опухоли и периферической крови тесно связан с прогнозом заболевания, а уровни цитокинов и растворимых иммунных факторов могут предсказывать эффективность иммунотерапии и вероятность развития побочных эффектов. В статье также рассмотрены реакция гиперчувствительности замедленного типа и современные методы обнаружения биомаркеров, используемые для оценки специфического противоопухолевого иммунного ответа.

Авторы отмечают, что наиболее перспективным направлением является одновременный анализ нескольких видов биомаркеров с применением современных вычислительных методов. Это позволит повысить эффективность и безопасность иммунотерапии и приблизит переход к персонализированному лечению пациентов.

Abstract

Immunotherapy is a powerful clinical strategy for the treatment of malignant tumours. The number of approved immuno-oncology drugs is growing, and many new therapeutic ap-proaches are currently at the stages of clinical and preclinical trials. Despite these ad-vances, a key challenge for the widespread use of immunotherapy remains the difficulty of controlled activation of the immune system. Existing approaches may cause serious side effects, including autoimmune reactions and nonspecific inflammation. In this regard, understanding the mechanisms that can increase the proportion of patients who respond to the therapy is a crucial factor both for improving treatment efficacy and for controlling its side effects. The aim of this research is to examine and summarize data on the prognostic and predictive significance of biomarkers associated with the efficacy and safety of immunotherapy in malignant tumours. The study examines molecular genetic alterations (including circulat-ing tumour DNA), cancer-testis antigens, the PD-1 protein and its ligands, as well as ter-tiary lymphoid structures. Special attention is given to biomarkers of systemic and local responses. It has been shown that the cellular composition of the tumour microenvironment and peripheral blood is associated with disease prognosis, while levels of cytokines and soluble immune factors may predict the effectiveness of immunotherapy and the likelihood of side effects. The article also discusses delayed-type hypersensitivity reactions and modern methods for detecting biomarkers, which are used to evaluate the specific anti-tumor immune response. The authors conclude that the most promising direction is the simultaneous analysis of multiple types of biomarkers using modern computational methods. This approach may improve the effectiveness and safety of immunotherapy and facilitate a transition to per-sonalized treatment.

Скачать статью Download an article

Модулирование воспалительной реакции в экспериментальных моделях у мышей различных линий с использованием синтетических лигандов TLR9

Modulation of the inflammatory response in experimental models of mice of different strains using synthetic TLR9 ligands
Аннотация

Внеклеточная ДНК животных и человека обладает иммуномодулирующими свойствами и в основе механизма ее действия может лежать связывание с рецепторами распознавания образов, например TLR9. В результате активации этих рецепторов инициируется воспаление и увеличивается продукция провоспалительных цитокинов. Представляется актуальным изучение влияния активации TLR9-рецептора специфическим агонистом ODN 1826 на изменение уровней вкДНК и продукцию TNF-α в ответ на экзогенный провоспалительный стимул у мышей C57BL/6 и Balb/c, оппозитных линий — в ответ на развитие воспаления и продукцию TNF-α — в ответ на экзогенный провоспалительный стимул.

Установлено, что введение агониста рецептора TLR9 — олигонуклеотида ODN 1826 — увеличивает у мышей показатели интенсивности воспаления при введении LPS, характеризующиеся повышением концентрации TNFα и вкДНК в крови и уменьшением содержания вкДНК, ковалентно связанной с белками на поверхности клеток. На раннем этапе развития воспаления реакция мышей Balb/c на LPS качественно не отличалась от аналогичной реакции у мышей линии C57BL/6. Результаты дают основание предполагать, что способные активировать TLR9 препараты могут оказаться эффективными фармакологическими средствами при лечении иммунопатологических процессов, при которых требуется коррекция Th1/Th2-баланса.

Abstract

Cell-free DNA (cfDNA) from animals and humans possesses immunomodulatory properties, and the underlying me­chanism of its action may involve binding to pattern recognition receptors such as TLR9. Activation of these receptors initiates inflammation and increases the production of proinflammatory cytokines. It is therefore relevant to study the effect of TLR9 receptor activation by the specific agonist ODN 1826 on changes in blood cfDNA levels and TNF-α production in response to an exogenous proinflammatory stimulus in C57BL/6 and Balb/c mice — strains known to differ in their response to the development of inflammation. It was found that administration of the TLR9 receptor agonist ODN 1826 increased inflammation intensity in LPS-treated mice, as characterized by increased TNF-α and cfDNA concentrations in the blood and a decrease in the content of cfDNA covalently bound to proteins on the cell surface. At the early stage of inflammation development, the response of Balb/c mice to LPS was not qualitatively different from that of C57BL/6 mice. These results suggest that agents capable of activating TLR9 may prove to be effective pharmacological tools for the treatment of immunopathological processes requiring correction of the Th1/Th2 balance.

Скачать статью Download an article

Влияние хелидоновой кислоты природного происхождения на морфофункциональное состояние внутренних органов в эксперименте

The effect of naturally occurring chelidonic acid on the morphofunctional status of internal organs: an experimental study
Аннотация

Впервые проведена комплексная in vivo оценка влияния длительного (45 суток) ежедневного внутрижелудочного введения мышам линии Balb/c водного раствора хелидоновой кислоты (ChA) — малой молекулы природного происхождения — на морфофункциональное состояние ключевых систем, участвующих в метаболизме и экскреции ксенобиотиков (желудок, печень, почки), а также иммунокомпетентного органа (селезенка). Результаты демонстрируют отсутствие патологических изменений в тканях при использовании вещества в концентрации 10 мг/кг в 0,2 мл растворителя (дистиллированная вода). При этом, как установлено ранее, ChA и ее кальциевая соль в указанной дозе обладают специфической (остеогенной) активностью в отношении мезенхимных стромальных / стволовых клеток как in vitro, так и in vivo. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии общетоксического действия на изученные органы низкой концентрации вещества при пероральном назначении линейным мышам. Это открывает перспективы дальнейших испытаний для регистрации активной фармацевтической субстанции отечественного происхождения, имеющей существенное значение для развития арсенала регенеративной биомедицины, в первую очередь в отношении биоинженерии костной ткани.

Abstract

For the first time, a comprehensive in vivo evaluation of the effects of long-term (45 days) daily intragastric administration of water solution of naturally occurring small molecules of chelidonic acid (ChA) to Balb/c mice was conducted. The study was focused on the morphofunctional state of several key organs involved in xenobiotic metabolism and excretion, including the stomach, liver, kidneys, as well as an immunocompetent organ (spleen). The obtained results demonstrate the absence of pathological changes in these organs when the substance was administered orally at a concentration of 10 mg/ kg in 0.2 ml of solvent (distilled water) for 45 days. Moreover, as previously established, ChA and its calcium salt at the indicated dose exhibit specific (osteogenic) activity against mesenchymal stromal/stem cells both in vitro and in vivo. These findings indicate an absence of general toxicity to studied organs of a low concentration of ChA in lineage mice, suggesting that it may be a promising candidate for future clinical use. This opens up promising opportunities for further research and development of an active pharmaceutical substance that is entirely domestic in origin. This is of great importance for the advancement of the field of regenerative biomedicine, primarily in the area of bone tissue engineering.

Скачать статью Download an article

Таксономические особенности оральных микробиомов у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта и их взаимосвязь с иммунологическими показателям

Taxonomic composition of the oral microbiome and its relationship with immune parameters in periodontal inflammatory disease
Аннотация

Обоснование роли пародонтопатогенных микроорганизмов при воспалительных заболеваниях пародонта и запускаемого ими иммунного ответа в 1патогенезе может открыть новые возможности для диагностики, профилактики и лечения данной патологии.

Цель — анализ взаимосвязей между таксономическими особенностями микробиома содержимого десневой борозды / пародонтального кармана и иммунологическими показателями у пациентов с гингивитом и хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) различной степени тяжести.

Материалы и методы. Проводили секвенирование гена 16S рРНК в соответствии с протоколом Illumina для определения видового состава микробиома содержимого десневой борозды и пародонтального кармана 84 пациентов. В отобранных образцах методом иммуноферментного анализа определяли концентрацию про- и противовоспалительных цитокинов. В периферической крови обследованных лиц оценивали содержание иммуноглобулинов A, M и G и фагоцитарной активности нейтрофилов. Статистическая обработка данных и их корреляционный анализ проводились с помощью программного пакета Statistica 10.

Результаты и обсуждение. Установлено, что у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта в ротовой жидкости повышались уровни ИЛ-2, ФНОα и ИЛ-4, а также sIgA на фоне статистически значимого снижения уровней ИЛ-6 и ИЛ-10. В периферической крови у пациентов с ХГП отмечались дисиммуноглобулинемия и снижение фагоцитарной активности лейкоцитов. Выявлены значимая «положительная» корреляция между наличием в оральном микробиоме представителей вида V. dispar и повышением уровней ФНОα, ИЛ-2, ИЛ-4 и sIgA (τ = 0,27…0,36, p < 0,05), а также «отрицательная» корреляция встречаемости ассоциации F. nucleatum, T. forsythia и F. alocis с рядом иммунологических показателей — ФНОα, ИЛ-2, ИЛ-4, sIgA, IgA, IgМ, IgG (τ = – 0,57… – 0,86, p < 0,01).

Заключение. Присутствие в оральном микробиоме у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом P. gingivalis, F. nucleatum, F. alocis и V. dispar приводит к угнетению клеточного и гуморального звеньев иммунитета и является потенциальным биомаркером тяжелого прогрессирующего течения заболевания, что необходимо учитывать при проведении комплексной терапии.

Abstract

Elucidating the role of periodontopathogenic microor­ganisms in inflammatory periodontal diseases and the immune response they trigger in the pathogenesis may open up new op­portunities for the diagnosis, prevention, and treatment of this pa­thology. The aim is to analyze the relationships between the taxonomic fea­tures of the microbiome of the gingival sulcus/periodontal pocket contents and immunological indicators in patients with gingivitis and chronic generalized periodontitis (CGP) of varying severity. Materials and methods. The 16S rRNA gene was sequenced ac­cording to the Illumina protocol to determine the species compo­sition of the microbiome in the gingival sulcus and periodontal pocket of 84 patients. The concentration of pro- and anti-inflam­matory cytokines was determined in the selected samples using enzyme-linked immunosorbent assay. The peripheral blood of the patients was evaluated for the content of immunoglobulins A, M, and G and the phagocytic activity of neutrophils. Statistical data processing and correlation analysis were performed using the Sta­tistica 10 software package. Results and discussion. It was found that patients with inflam­matory periodontal diseases had increased levels of IL-2, TNFα, and IL-4 in their oral fluid, as well as sIgA, while there was a sta­tistically significant decrease in the levels of IL-6 and IL-10. In the peripheral blood of patients with CGP, there was a decrease in the phagocytic activity of leukocytes and dysgammaglobulinemia. A significant “positive” correlation was found between the presence of representatives of the V. dispar species in the oral microbiome and increased levels of TNFα, IL-2, IL-4, and sIgA (τ = 0.27...0.36, p < 0.05), as well as a negative correlation between the occurrence of F. nucleatum, T. forsythia, and F. alocis with a number of immunological parameters — TNFα, IL-2, IL-4, sIgA, IgA, IgM, IgG (τ = – 0.57... – 0.86, p < 0.01). Conclusion. The presence of P. gingivalis, F. nucleatum, F. alocis, and V. dispar in the oral microbiome of patients with chronic ge­neralized periodontitis contributes to the suppression of cellular and humoral immunity and is a potential biomarker of severe and progressive disease, which should be taken into account during comprehensive therapy.

Скачать статью Download an article