Muramyldipeptide - based compounds in current medicine: focus on glucosaminylmuramyl dipeptide
- Authors: Ushkalova EA1, Zyryanov SK1,2, Zatolochina KE1
-
Affiliations:
- Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)
- City Clinical Hospital No. 24
- Issue: Vol 91, No 12 (2019)
- Pages: 122-127
- Section: Editorial
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3660/article/view/33756
- DOI: https://doi.org/10.26442/00403660.2019.12.000471
- ID: 33756
Cite item
Full Text
Abstract
The role of immune mechanisms in the pathogenesis of almost all human diseases shown in recent decades, increase in antibiotic resistance and secondary immunodeficiency, aging of the population and widespread use of immunosuppressive drugs and procedures suggest a wider use of immunomodulators in current clinical practice, but the use of most of them limits the lack of knowledge. The most promising compounds for the development as immunomodulating agents and adjuvants for a wide range of vaccines are low molecular weight fragments of peptidoglycan - muramylpeptides. The article describes the mechanisms of action of muramylpeptides, their biological effects and properties of medicines developed on their basis. Special emphasis is placed to glucosaminylmuramyl dipeptide registered in the Russian Federation under the trade name Likopid, which is currently the best - studied drug in its group. The results of Likopid studies when used as a prophylactic and therapeutic agent for infections of various localization in adults and children, for oncological diseases and complications of chemotherapy and radiation therapy, psoriasis, atopic and other diseases are presented. It is emphasized that in diseases associated with human papillomavirus and plaque psoriasis, according to current criteria of evidence - based medicine, Likopid should be classified as drug with level A efficacy (high efficiency in 80-100% of patients). High safety of Likopid in adults and children, including newborns, is noted.
Keywords
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
E A Ushkalova
Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)Moscow, Russia
S K Zyryanov
Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University); City Clinical Hospital No. 24Moscow, Russia
K E Zatolochina
Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)Moscow, Russia
References
- Zmora N, Bashiardes S, Levy M, Elinav E. The role of the immune system in metabolic health and disease. Cell Metab. 2017;25(3):506-21. doi: 10.1016/j.cmet.2017.02.006
- Strissel K.J, Denis G.V, Nikolajczyk B.S. Immune regulators of inflammation in obesity - associated type 2 diabetes and coronary artery disease. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 2014;21:330-8. doi: 10.1097/MED.0000000000000085
- Cox A.J, West N.P, Cripps A.W. Obesity, inflammation, and the gut microbiota. Lancet Diabetes Endocrinol. 2015;3:207-15. doi: 10.1016/S2213-8587(14)70134-2
- Bomfim G.F, Cau S.B.A, Bruno A.S, Fedoce A.G, Carneiro F.S. Hypertension: a new treatment for an old disease? Targeting the immune system. Br J Pharmacol. 2019;176(12):2028-48. doi: 10.1111/bph.14436
- Carnagarin R, Matthews V, Zaldivia M.T.K, Peter K, Schlaich M.P. The bidirectional interaction between the sympathetic nervous system and immune mechanisms in the pathogenesis of hypertension. Br J Pharmacol. 2019;176(12):1839-52. doi: 10.1111/bph.14481
- Rosenblat J, Mc Intyre R. Bipolar disorder and immune dysfunction: epidemiological findings, proposed pathophysiology and clinical implications. Brain Sci. 2017;7:144. doi: 10.3390/brainsci7110144
- Goldsmith D.R, Rapaport M.H, Miller B.J. A meta - analysis of blood cytokine network alterations in psychiatric patients: comparisons between schizophrenia, bipolar disorder and depression. Mol Psychiatry. 2016;21:1696-709. doi: 10.1038/mp.2016.3
- Wang A.K, Miller B.J. Meta - analysis of cerebrospinal fluid cytokine and tryptophan catabolite alterations in psychiatric patients: comparisons between schizophrenia, bipolar disorder, and depression. Schizophr Bull. 2018;44:75-83. doi: 10.1093/schbul/sbx035
- Thümmler S, Dor E, David R, Leali G, Battista M, David A, Askenazy F, Verstuyft C. Pharmacoresistant severe mental health disorders in children and adolescents: functional abnormalities of cytochrome P450 2D6. Front Psychiatry. 2018;9:2. doi: 10.3389/fpsyt.2018.00002
- Ajnakina O, Horsdal H.T, Lally J, Mac Cabe J.H, Murray R.M, Gasse C, Wimberley T. Validation of an algorithm - based definition of treatment resistance in patients with schizophrenia. Schizophr Res. 2018;197:294-7. doi: 10.1016/j.schres.2018.02.017
- Herron J.W, Nerurkar L, Cavanagh J. Neuroimmune biomarkers in mental illness. Curr Top Behav Neurosci. 2018;40:45-78. doi: 10.1007/7854_2018_45
- Keenan C.R, Allan R.S. Epigenomic drivers of immune dysfunction in aging. Aging Cell. 2019;18(1):e12878. doi: 10.1111/acel.12878
- Fougère B, Boulanger E, Nourhashémi F, Guyonnet S, Cesari M. Chronic inflammation: accelerator of biological aging. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2017;72(9):1218-25. doi: 10.1093/gerona/glw240
- Meyer K.C. The role of immunity and inflammation in lung senescence and susceptibility to infection in the elderly. Semin Respir Crit Care Med. 2010;31(5):561-74. doi: 10.1055/s-0030-1265897
- Dewan S.K, Zheng S.B, Xia S.J, Bill K. Senescent remodeling of the immune system and its contribution to the predisposition of the elderly to infections. Chin Med J. 2012;125(18):3325-31. doi: 10.3760/cma.j.issn.0366-6999.2012.18.023
- Ma Y, Fang M. Immunosenescence and age - related viral diseases. Sci China Life Sci. 2013;56(5):399-405. doi: 10.1007/s11427-013-4478-0
- Verhoeven D. Immunometabolism and innate immunity in the context of immunological maturation and respiratory pathogens in young children. J Leukoc Biol. 2019;106(2):301-8. doi: 10.1002/JLB.MR0518-204RR
- Самсыгина Г.А., Трошина В.В., Перцева А.Д. Особенности механизмов врожденного и адаптивного иммунитета у часто болеющих детей. Вестник РГМУ. 2013;(2):42-6.
- Хрянин А.А. Наш ответ резистентности. Иммуномодулирующая терапия инфекций, передаваемых половым путем, с позиции доказательной медицины. Status Praesens. Гинекология, акушерство, бесплодный брак. 2016;3(32):46-55.
- Mulder W.J.M, Ochando J, Joosten L.A.B, Fayad Z.A, Netea M.G. Therapeutic targeting of trained immunity. Nat Rev Drug Discov. 2019;18(7):553-66. doi: 10.1038/s41573-019-0025-4
- Пинегин Б.В., Пащенков М.В. Иммуностимуляторы мурамилпептидной природы в лечении и профилактике инфекционно - воспалительных процессов. Иммунология. 2019;40(3):43-8. doi: 10.24411/0206-4952-2019-13001
- Irazoki O, Hernandez S.B, Cava F. Peptidoglycan muropeptides: release, perception, and functions as signaling molecules. Front Microbiol. 2019;10:500. doi: 10.3389/fmicb.2019.00500
- Horcajo P, De Pedro M.A, Cava F. Peptidoglycan plasticity inbacteria: stress - induced peptidoglycan editing by noncanonical D-amino acids. Microb Drug Resist. 2012;18:306-13. doi: 10.1089/mdr.2012.0009
- Boudreau M.A, Fisher J.F, Mobashery S. Messenger functions of the bacterial cell wall - derived muropeptides. Biochemistry. 2012;51:2974-90. doi: 10.1021/bi300174x
- Dworkin J. The medium is the message: interspecies and interkingdom signaling by peptidoglycan and related bacterial glycans. Annu Rev Microbiol. 2014;68:137-54. doi: 10.1146/annurev-micro-091213-112844
- Макацария А.Д., Бицадзе В.О., Хизроева Д.Х., Викулов Г.Х., Гомберг М.А., Хрянин А.А. Эффективность и безопасность глюкозаминилмурамилдипептида в лечении заболеваний, ассоциированных с вирусом папилломы человека: систематический обзор. Акушерство, гинекология и репродукция. 2019;13(2):132-54. doi: 10.17749/2313-7347. 2019.13. 2.132-154
- Clarke T.B, Davis K.M, Lysenko E.S, Zhou A.Y, Yu Y, Weiser J.N. Recognition of peptidoglycan from the microbiota by Nod1 enhances systemic innate immunity. Nat Med. 2010;16:228-31. doi: 10.1038/nm.2087
- Arentsen T, Qian Y, Gkotzis S, Femenia T, Wang T, Udekwu K, et al. The bacterial peptidoglycan - sensing molecule Pglyrp2 modulates brain development and behavior. Mol Psychiatry. 2017;22:257-66. doi: 10.1038/mp.2016.182
- Charroux B, Capo F, Kurz C.L, Peslier S, Chaduli D, Viallat-Lieutaud A, Royet J. Cytosolic and secreted peptidoglycan - degrading enzymes in drosophila respectively control local and systemic immune responses to microbiota. Cell Host Microbe. 2018;23(2):215-28. doi: 10.1016/j.chom.2017.12.007
- Mukherjee T, Hovingh E.S, Foerster E.G, Abdel-Nour M, Philpott D.J, Girardin S.E. NOD1 and NOD2 in inflammation, immunity and disease. Arch Biochem Biophys. 2019;670:69-81. doi: 10.1016/j.abb.2018.12.022
- Caruso R, Warner N, Inohara N, Núñez G. NOD1 and NOD2: signaling, host defense, and inflammatory disease. Immunity. 2014;41(6):898-908. doi: 10.1016/j.immuni.2014.12.010
- Girardin S.E, Boneca I.G, Carneiro L.A.M, Antignac A, Jéhanno M, Viala J, et al. Nod1 detects a unique muropeptide from gram - negative bacterial peptidoglycan. Science. 2003;300(5625):1584-7. doi: 10.1126/science.1084677
- Kitaura H, Ishida M, Kimura K, Sugisawa H, Kishikawa A, Shima K, Ogawa S, Qi J, Shen W.R. Role of muramyl dipeptide in lipopolysaccharide - mediated biological activity and osteoclast activity. Anal Cell Pathol (Amst). 2018;2018:8047610. doi: 10.1155/2018/8047610
- Половинкина В.С., Марков Е.Ю. Иммуноадъювантные свойства мурамилдипептида. Acta Biomedica Scientifica. 2012;1(83):149-53.
- Moreira L.O, Zamboni D.S. NOD1 and NOD2 signaling in infection and inflammation. Front Immunol. 2012;3:328. doi: 10.3389/fimmu.2012.00328
- Travassos L.H, Carneiro L.A.M, Ramjeet M, Hussey S, Kim Y.G, Magalhes J.G, et al. Nod1 and Nod2 direct autophagy by recruiting ATG16L1 to the plasmamembrane at the site of bacterial entry. Nat Immunol. 2010;11(1):55-62. doi: 10.1038/ni.1823
- Sabbah A, Chang T.H, Harnack R, Frohlich V, Tominaga K, Dube P.H, Xiang Y, Bose S. Activation of innate immune antiviral responses by Nod2. Nat Immunol. 2009;10(10):1073-80. doi: 10.1038/ni.1782
- Kapoor A, Fan Y.H, Arav-Boger R. Bacterial muramyl dipeptide (MDP) restricts human cytomegalovirus replication via an IFN-β - dependent pathway. Sci Rep. 2016;6:20295. doi: 10.1038/srep20295
- Wiese K.M, Coates B.M, Ridge K.M. The role of nucleotidebinding oligomerization domain - like receptors in pulmonary infection. Mol Biol. 2017;57(2):151-61. doi: 10.1165/rcmb.2016-0375TR
- Le Bel M, Gosselin J. Leukotriene B4 enhances NOD2-dependentinnate response against influenza virus infection. PLoS One. 2015;10(10):e0139856. doi: 10.1371/journal.pone.0139856
- Egarnes B, Gosselin J. Contribution of regulatory t cells in nucleotide - binding oligomerization domain 2 response to influenza virus infection. Front Immunol. 2018;9:132. doi: 10.3389/fimmu.2018.00132
- Kobayashi K.S, Chamaillard M, Ogura Y, Henegariu O, Inohara N, Nuñez G, Flavell R.A. Nod2-dependent regulation of innate and adaptive immunity in the intestinal tract. Science. 2005;307:731-4. doi: 10.1126/science.1104911
- Magalhaes J.G, Fritz J.H, Le Bourhis L, Sellge G, Travassos L.H, Selvanantham T, et al. Nod2-dependent Th2 polarization of antigen - specific immunity. J Immunol. 2008;181(11):7925-35. doi: 10.4049/jimmunol.181.11.7925
- O'Reilly T, Zak O. Enhancement of the effectiveness of antimicrobial therapy by muramyl peptide immunomodulators. Clin Infect Dis.1992;14(5):1100-9. doi: 10.1093/clinids/14.5.1100/
- Dzierzbicka K, Wardowska A, Trzonkowski P. Recent developments in the synthesis and biological activity of muramylpeptides. Curr Med Chem. 2011;18(16):2438-51. doi: 10.2174/092986711795843173
- Wang L.Z, Zhang L, Wang L.L, Lu Y, Chen L, Sun Y, Zhao H.G, Song L, Sun L.R. Muramyl dipeptide and anti-CD10 monoclonal antibody immunoconjugate enhances anti - leukemia immunity of T lymphocytes. APMIS. 2016;124(9):800-4. doi: 10.1111/apm.12560
- Dong Y, Wang S, Wang C, Li Z, Ma Y, Liu G. Antagonizing NOD2 signaling with conjugates of paclitaxel and muramyl dipeptide derivatives sensitizes paclitaxel therapy and significantly prevents tumor metastasis. J Med Chem. 2017;60(3):1219-24. doi: 10.1021/acs.jmedchem.6b01704
- Андронова Т.М. Экспериментальное изучение ммуномодулирующего действия глюкозаминилмурамилдепептида (ГМДП). Влияние ГМДП на гуморальный иммунный ответ. Иммунология. 1988;9(6):34-7.
- Дегтярева М.В. Итоги 10-летнего опыта применения иммуномодулятора ликопида в неонатологии. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2007;(6):83-8.
- Хаитов Р.М., Атауллаханов Р.И., Шульженко А.Е., ред. Иммунотерапия: Руководство для врачей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭО-ТАР-Медиа, 2018.
- Laman A.G, Lathe R, Shepelyakovskaya A.O, Gartseva A, Brovko F.A, Guryanova S, Alekseeva L, Meshcheryakova E.A, Ivanov V.T. Muramyl peptides activate innate immunity conjointly via YB1 and NOD2. Innate Immun. 2016;22(8):666-73. doi: 10.1177/1753425916668982
- Воронина Е.В., Андронова Т.М. Ода врожденному иммунитету. Аллергология и иммунология. 2014;15(2):109-13.
- Отчет о лабораторных испытаниях иммуностимулирующей и противовирусной активности препарата ГМДП1 (GM Ala D Glu NH2) в отношении экспериментальной гриппозной инфекции. Доступно по ссылке: www.licopid.ru/sites/default/files/immunostimuliruyushchaya_i_protivovirusnaya_aktivnost_gmdp_v_otnoshenii_eksperimentalnoy_grippoznoy_infekcii.pdf (дата обращения: 20.08.2019).
- Воронина Е.В. ГМДП (Ликопид) в снижении сезонной заболеваемости у взрослых (данные слепого плацебоконтролируемого исследования). Практическая медицина. Оториноларингология. Аллергология. Пульмонология. 2011;48(1):2-4.
- Баранова И.Д., Снимщикова И.А. Эффективность бактериальных иммуномодуляторов у детей с хроническими заболеваниями респираторного тракта. Ученые записки, Т. 2: «Здравоохранение. Актуальные вопросы иммунологии и аллергологии». Орел: Издательство «Орел», 2004:21-5
- Кирюхин А.В., Парфенова Н.А., Максимова Т.А. и др. Оптимизация лечения часто и длительно болеющих детей: иммунокоррекция Ликопидом. Российский педиатрический журнал. 2001;(5):27-9.
- Менингококковая инфекция у детей (эпидемиология, клиника, диагностика, терапия и профилактика). Методические рекомендации под редакцией заслуженного деятеля науки РФ, профессора академика РАМН Ю.В. Лобзина. Санкт-Петербург: Издательство Тактик-Студио; 2009. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/meningokokkovaya_infekciya_u_detey_epidemiologiya_klinika_diagnostika_terapiya_i_profilaktika.pdf
- Соболева Н.Г., Шаповалова Т.И., Осипова И.Г. Результаты двойного слепого рандомизированного исследования клинической эффективности ликопида в комплексном лечении цитомегаловирусного гепатита у детей. Педиатрия: научно - практический журнал. 2009;87(2):100-3.
- Майчук Ю.Ф. Десятилетний опыт применения иммуномодулятора Ликопида в комплексной терапии воспалительных заболеваний глаз. Рефракционная хирургия и офтальмология. 2005;5(2):52-6.
- Майчук Ю.Ф., Поздняков В.И, Позднякова В.В. Медицинская технология №ФС-2007/020-у. Комплексная терапия тяжелых воспалительных заболеваний глаз с применением иммуномодуляторов и средств специфического лечения. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/maychukyu.f.kompleksnaya_terapiya_tyazhelyh_vospalitelnyh_zabolevaniy_glaz_s_primeneniem_immunomodulyatorov_i_sredstv_specificheskogo_lecheniya.pdf (дата обращения: 20.08.2019)
- Ликопид® - новые возможности в снижении сезонной заболеваемости у детей и взрослых. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/sbornik_statey_snizhenie_sezonnoy_zabolevaemosti.pdf (дата обращения: 20.08.2019).
- Ликопид в комплексном лечении больных туберкулезом легких. Пособие для врачей. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/ftiziatriya_likopid_v_lechenii_tuberkuleza.pdf (дата обращения: 20.08.2019).
- Ликопид® в оториноларингологии. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/likopid_v_otorinolaringologii._ sbornik_nauchnyh_statei.pdf (дата обращения: 20.08.2019)
- Алексеева Е.И., Андронова Т.М., Володин Н.Н., Дегтярева М.В., составители. Иммунотерапевтические возможности применения ликопида в педиатрии: Методическое пособие для врачей. М.: Пептек, 2005.
- Методические рекомендации №96/181 Министерства здравоохранения РФ. Иммунотерапевтические возможности применения ликопида у больных с вторичными иммунодефицитными состояниями. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/metodicheskiye-ukazaniya-1.pdf (дата обращения: 20.08.2019)
- Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза органов дыхания. Российское общество фтизиатров. Доступно по ссылке: http://obltub.ru/images/153/2/protokol1.pdf (дата обращения: 20.08.2019)
- Ликопид в лечении гинекологических заболеваний. Доступно по ссылке: www.licopid.ru/sites/default/files/likopid_v_lechenii_ginekologicheskih_zabolevaniy.pdf (дата обращения: 20.08.2019)
- Хрянин А.А. ВЗОМТ: стратегия достижения длительной ремиссии и рациональный подход к терапии острых и обострившихся процессов. StatusPraesens. 2016;3(32):2-11. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/docs/Hryanin-terapiya-ostryh-processov.pdf
- Колесникова Н.В. Клинико - иммунологическая эффективность мурмилдипептидов (ГМДП) при нарушениях репродуктивной функции. Кубанский научный медицинский вестник. 2017;24(5):120-8. doi: 10.25207/1608-6228-2017-24-5-120-128
- Семенов А.В., Сотникова Н.Ю., Мартенова А.А. Эффективность применения Ликопида у больных хроническим абактериальным простатитом, сопровождающимся нарушением фертильности. Медицинская иммунология. 2007;9(4-5):435-46. doi: 10.15789/1563-0625-2007-4-5-435-446
- Williamson D, Chawla M, Marks R. GMDP for psoriasis. Lancet. 1998;352:1857. doi: 10.1016/S0140-6736(05)79253-9
- Guryanova S, Udzhukhu V, Kubylinsky A. Pathogenetic therapy of psoriasis by muramyl peptide. Front Immunol. 2019;10:1275. doi: 10.3389/fimmu.2019.01275
- Ревякина В.А., Козлова И.Г., Воронина Е.В. и др. Возможности глюкозаминилмурамилдипептида в лечении атопических заболеваний у детей. Вопросы практической педиатрии. 2009;4(4):42-9.
- Колесниковa Н.В., Андроновa Т.М., ред. Ликопид в аллергологии: сборник научных статей. М.: Пептек, 2019. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/alergologia.pdf
- Козлов И.Г., Воронина Е.В., Валякина Т.И., Симонова М.А., Гурьянова С.В., Мещерякова Е.А., Андронова Т.М. Ликопид в иммунотерапии опухолей: обзор экспериментальных исследований. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2011;10(2):32-8.
- Ликопид в онкологии. Сборник научных статей. Доступно по ссылке: http://www.licopid.ru/sites/default/files/likopid_v_onko_14.pdf (дата обращения: 20.08.2019)
- Гайсина Э.Ш., Дударев М.В., Чучкова H.H. Клиническая эффективность отечественного иммуномодулятора глюкозаминилмурамил - дипептида (Ликопид) в комплексной терапии пожилых больных стабильной стенокардией. Практическая медицина. 2011;52(4):80-5