Flow cytometry evaluation of the rhesus monkey cellular immunity following the Zaire ebolavirus (Filoviridae; Ebolavirus: Zaire ebolavirus) experimental infection

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The outbreaks of the Zaire ebolavirus (ZE) disease (ZED) that have arisen in the last decade determine the need to study the infection pathogenesis, the formation of specific immunity forming as well as the development of effective preventive and therapeutic means. All stages of fight against the ZED spread require the experimental infection in sensitive laboratory animals, which are rhesus monkeys in case of this disease .

The aim of the study is to evaluate the rhesus monkey cellular immunity following the ZE experimental infection by the means of flow cytometry (cytofluorimetry).

Material and methods. Male rhesus monkeys were intramuscularly infected by the dose of 15 LD50 (dose of the pathogen that causes 50% mortality of infected animals) of the ZE, the Zaire strain (ZEBOV). Levels of 18 peripheral blood lymphocyte populations of the animals before the ZE experimental infection and at the terminal stage of the disease were assessed using flow cytometry.

Results and discussion. The certain changes in the levels of the lymphocyte populations were observed following infection, indicating simultaneous activation and suppression of the immune system during ZED. The increase in content was observed for T-lymphocytes, T-helper and cytotoxic T-lymphocytes expressing the corresponding markers of early activation. The decrease was recorded for T-lymphocytes and double-positive T-lymphocytes expressing corresponding markers of late activation, as well as natural killer cells expressing CD8 (p < 0.05).

Conclusion. For the first time in the Russian Federation, the rhesus monkey cellular immunity before and after the ZE experimental infection was assessed using flow cytometry.

About the authors

G. V. Borisevich

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: 48cnii@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-0843-9427

Galina V. Borisevich, Ph.D. (Biol.), Senior Researcher of the Department

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

S. L. Kirillova

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-1245-9225

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

I. V. Shatokhina

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9503-5120

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

V. N. Lebedev

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6552-4599

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

N. V. Shagarova

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9523-8676

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

S. I. Syromyatnikova

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1490-9448

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

A. F. Andrus

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7430-9401

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

E. A. Koval’chuk

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7279-196X

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

V. B. Kirillov

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-2916-0668

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

M. L. Bespalov

LLC «MedisСoM»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3220-6153

127254, Moscow, Russia

Russian Federation

A. A. Petrov

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9714-2085

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

A. V. Koval’chuk

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-9681-9891

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

V. B. Pantyukhov

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1313-2059

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

D. A. Kutayev

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9009-4909

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

S. V. Borisevich

FSBI «Central Scientific Research Institute No. 48» of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6742-3919

141306, Sergiev Posad-6, Russia

Russian Federation

S. L. Kuznetsov

Directorate of the Chief of the Radiation, Chemical, and Biological Defence Troops of the Armed Forces of the Ministry of Defence of the Russian Federation

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-2705-8774

119160, Moscow, Russia

Russian Federation

References

  1. WHO. Ebola virus disease Democratic Republic of Congo: external situation report 98/ 2020. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/10665-332654 (accessed 16 August 2021).
  2. Cenciarelli O., Gabbarini V., Pietropaoli S., Maliziaa A., Tamburrinic A., Ludovicic G.M., et al. Viral bioterrorism: learning the lesson of Ebola virus in West Africa 2013–2015. Virus. Res. 2015; 210(12): 318–26. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2015.09.002
  3. Wieland E., Shipkova M. Lymphocyte surface molecules as immune activation biomarkers. Clin. Biochem. 2016; 49(4-5): 347–54. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2015.07.099
  4. Wauquier N., Becquart P., Padilla C., Baize S., Leroy E.M. Human fatal Zaire Ebola virus infection is associated with an aberrant innate immunity and with massive lymphocyte apoptosis. PLoS Negl. Trop. Dis. 2010; 4(10): e837. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0000837
  5. Dahlke C., Lunemann S., Kasonta R., Kreuels B., Schmiedel S., Ly M.L., et al. Comprehensive characterization of cellular immune responses following Ebola virus infection. J. Infect. Dis. 2017; 215(2): 287–92. https://doi.org/10.1093/infdis/jiw508
  6. Wilson J.A., Hart M.K. Protection from Ebola virus mediated by cytotoxic T lymphocytes specific for the viral nucleoprotein. J. Virol. 2001; 75(6): 2660–4. https://doi.org/10.1128/JVI.75.6.2660-2664.2001
  7. Warfield K.L., Olinger G.G. Protective role of cytotoxic T lymphocytes in filovirus hemorrhagic fever. J. Biomed. Biotechnol. 2011; 2011: 984241. https://doi.org/10.1155/2011/984241e
  8. Bente D., Gren J., Strong J.E., Feldmann H. Disease modeling for Ebola and Marburg viruses. Dis. Model. Mech. 2009; 2(1-2): 12–7. https://doi.org/10.1242/dmm.000471
  9. Хаитов Р.М. Иммунология: структура и функции иммунной системы: учебное пособие. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2019.
  10. Хайдуков С.В., Зурочка А.В., Тотолян А.А., Черешнев В.А. Основные и малые популяции лимфоцитов периферической крови человека и их нормативные значения (методом многоцветного цитометрического анализа). Медицинская иммунология. 2009; 11(2-3): 227–38. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2009-2-3-227-238.
  11. Лапин Б.А. К вопросу об использовании в медицинских экспериментах лабораторных приматов. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2010; (2): 3–6.
  12. Пшеничнов В.А., Махлай А.А., Михайлов В.В. Исследования с вирусами Марбург, Ласса и Эбола. Вопросы вирусологии. 1993; 38(2): 54–9.
  13. Sestak K., Scheiners C., Wu X.W., Hollemweguer E. Identification of anti-human CD antibodies reactive with rhesus macaque peripheral blood cells. Vet. Immunol. Immunopathol. 2007; 119(1-2): 21–6. https://doi.org/10.1016/j.vetimm.2007.06.011
  14. Хайдуков С.В., Байдун Л.В., Зурочка А.В., Тотолян А.А. Стандартизованная технология «Исследование субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов». Российский иммунологический журнал. 2014; (4): 974–92. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2012-3-255-268
  15. Кудрявцев И.В., Субботовская А.И. Опыт измерения параметров иммунного статуса с использованием шестицветного цитофлуоримерического анализа. Медицинская иммунология. 2015; 17(1): 19–26. https://doi.org/0.15789/1563-0625-2015-1-19-26
  16. Telford W.G., Babin S.A., Khorev S.V., Rowe S.H. Green fiber lasers: an alternative to traditional DPSS green lasers for flow cytometry. Cytometry A. 2009; 75(12): 1031–9. https://doi.org/10.1002/cyto.a.20790
  17. Hammerbeck C., Goetz C., Bonnevier J. Primary and secondary antibodies and flow cytometry controls. In: Flow Cytometry Basics for the Non-Expert. Cham: Springer; 2018: 75–103. https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-319-98071-3_6
  18. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учебное пособие. М.: Высшая школа; 1990.
  19. Reed D.S., Hensley L.E., Geisbert J.B., Jahrling P.B., Geisbert T.W. Depletion of Peripheral Blood T Lymphocytes and NK Cells During the Course of Ebola Hemorrhagic Fever in Cynomolgus Macaques. Viral. Immunol. 2004; 17(3): 390–400. https://doi.org/10.1089/vim.2004.17.390
  20. Sanchez A., Lukwiya M., Bausch D., Mahanty S., Sanchez A.J., Wagoner K.D., et al. Analysis of human peripheral blood samples from fatal and nonfatal cases of Ebola (Sudan) hemorrhagic fever: cellular responses, virus load, and nitric oxide levels. J. Virol. 2004; 78(190): 10370–7. https://doi.org/10.1128/JVI.78.19.10370-10377.2004
  21. McElroya A.K., Akondyc R.S., Davisc C.W., Ellebedyc A.H., Mehtae A.K., Krafte C.S., et al. Human Ebola virus infection results in substantial immune activation. PNAS. 2015; 112(15): 4719–24. https://doi.org/10.1073/pnas.1502619112
  22. Cimini E.С., Viola D., Cabeza-Cabrerizo M., Romanelli А., Tumino N., Sacchi A., et al. Different features of Vδ2 T and NK cells in fatal and non-fatal human Ebola infections. PLoS Trop. Dis. 2017; 11(5): e0005645. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0005645
  23. Addison E.G., North J., Bakhsh I., Marden C., Haq S., Al-Sarraj S., et al. Ligation of CD8alpha on human natural killer cells prevents activation-induced apoptosis and enhances cytolytic activity. Immunology. 2005; 116(3): 354–61. https://doi.org/10.1111/j.1365-2567.2005.02235.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2021 Borisevich G.V., Kirillova S.L., Shatokhina I.V., Lebedev V.N., Shagarova N.V., Syromyatnikova S.I., Andrus A.F., Koval’chuk E.A., Kirillov V.B., Bespalov M.L., Petrov A.A., Koval’chuk A.V., Pantyukhov V.B., Kutayev D.A., Borisevich S.V., Kuznetsov S.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a 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».