Влияние бактериоцинов на функции клеток врожденного иммунитета in vivo и in vitro
- Авторы: Гейн С.В.1,2, Полюдова Т.В.1, Ибатуллин М.В.1,2
-
Учреждения:
- Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук
- ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
- Выпуск: Том 28, № 3 (2025)
- Страницы: 409-414
- Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-7221/article/view/319877
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-17145-IVA
- ID: 319877
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель исследования – изучить влияние варнерина и хоминина – лантибиотиков, выделенных из сред роста Staphylococcus warneri и Staphylococcus hominis соответственно, а также низина и синтетической полиаминокислоты поли-L-аргинина на функциональную активность клеток врожденного иммунитета in vivo и in vitro. В работе исследованы лантибиотики варнерин (APD ID: AP02801), полученный из среды роста бактерий Staphylococcus warneri DSM 16081, хоминин, выделенный из сред роста Staphylococcus hominis ГИСК-284 и низин из Lactococcus lactis (Sigma, США), а также поликатионный синтетический пептид с антибактериальными свойствами – поли-L-агринин гирдохлорид с мол. массой 5000-15000 Да (Sigma, США). В исследованиях in vivo объектом служили клетки перитонеальной полости белых лабораторных мышей породы Swiss, массой 20-22 г. Исследуемые пептиды вводили мышам внутрибрюшинно, через 1 ч мышей выводили из эксперимента методом декапитации под эфирным наркозом. В качестве объекта исследований in vitro использовались лейкоциты периферической крови здоровых доноров-добровольцев. Поглотительную активность клеток перитонеальной полости оценивали методом проточной цитометрии, продукцию активных форм кислорода (АФК) оценивали с помощью реакции люминолзависимой хемилюминесценции. Установлено, что варнерин и хоминин достоверно модулировали продукцию АФК in vivo. Оба пептида усиливали генерацию АФК перитонеальными макрофагами во всем диапазоне исследуемых доз, низин демонстрировал более слабое стимулирующее действие, увеличивая продукцию АФК только в дозе 0,1 мг/кг. Варнерин in vivo оказывал статистически значимый угнетающий эффект на поглотительную активность перитонеальных клеток, в то время как хоминин и низин во всем диапазоне исследуемых доз на процент фагоцитоза не влияли. In vitro варнерин как в спонтанных, так и в стимулированных пробах в высоких концентрациях угнетал, а в низких – стимулировал образование АФК. Хоминин, напротив, усиливал микробицидный потенциал в нестимулированных культурах, но снижал зиозаниндуцированную продукцию АФК, оба пептида in vitro снижали поглотительную активность моноцитов и нейтрофилов. Низин и поли-L-аргинин на фагоцитарную активность и микробицидный потенциал влияния не оказывали. Полученные данные подтверждают гипотезу о том, что антимикробные пептиды сдерживают рост конкурентной микрофлоры и оказывают модулирующее действие на врожденный иммунитет.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Сергей Владимирович Гейн
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Автор, ответственный за переписку.
Email: hein73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0799-3397
д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии развития микроорганизмов, профессор кафедры микробиологии и иммунологии
Россия, г. Пермь; г. ПермьТатьяна Вячеславовна Полюдова
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук
Email: poludova76@mail.ru
к.б.н., заведующая лабораторией биохимии развития микроорганизмов
Россия, г. ПермьМатвей Викторович Ибатуллин
Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Email: manovvi@yandex.ru
магистрант кафедры микробиологии и иммунологии, инженер лаборатории биохимии развития микроорганизмов
Россия, г. Пермь; г. ПермьСписок литературы
- Лемкина Л.М., Коробов В.П., Полюдова Т.В. Антибактериальный пептид хоминин klp-1 широкого спектра действия. Патент RU № 2528055 C1, 10.09.2014. [Lemkina L.M., Korobov V.P., Polyudova T.V. Patent RU No. 2528055 C1, 10.09.2014].
- Полюдова Т.В., Лемкина Л.М., Лихацкая Г.Н., Коробов В.П. Оптимизация условий получения и моделирование 3D-cтруктуры нового антибактериального пептида семейства лантибиотиков // Прикладная биохимия и микробиология, 2017. Т. 53 № 1. С. 47-54. [Polyudova T.V., Lyamkina L.M., Likhatskaya G.N., Korobov V.P. Optimization of the conditions for obtaining and modeling the 3D structure of a new antibacterial peptide of the lantibiotic family. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya = Applied Biochemistry and Microbiology, 2017, Vol. 53, no. 1, pp. 47-54. (In Russ.)]
- Barbour A., Smith L., Oveisi M., Williams M., Huang R.C., Marks C., Fine N., Sun C., Younesi F., Zargaran S., Orugunty R., Horvath T. D., Haidacher S.J., Haag A.M., Sabharwal A., Hinz B., Glogauer M. Discovery of phosphorylated lantibiotics with proimmune activity that regulate the oral microbiome. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2023, Vol. 120, no. 22, e2219392120. doi: 10.1073/pnas.2219392120.
- Carson D.A., Barkema H.W., Naushad S., De Buck J. Bacteriocins of non-aureus staphylococci isolated from bovine milk. Appl. Environ. Microbiol., 2017, Vol. 83, no. 17, e01015-17. doi: 10.1128/AEM.01015-17.
- Cogen A.L., Yamasaki K., Muto J., Sanchez K.M., Crotty Alexander L., Tanios J., Lai Y., Kim J.E., Nizet V., Gallo R.L. Staphylococcus epidermidis antimicrobial delta-toxin (phenol-soluble modulin-gamma) cooperates with host antimicrobial peptides to kill group A Streptococcus. PloS One, 2010, Vol. 5, no. 1, e8557. doi: 10.1371/journal.pone.0008557.
- Fernández-Fernández R., Elsherbini A.M.A., Lozano C., Martínez A., de Toro M., Zarazaga M., Peschel A., Krismer B., Torres C. Genomic analysis of bacteriocin-producing staphylococci: high prevalence of lanthipeptides and the micrococcin P1 biosynthetic gene clusters. Probiotics Antimicrob. Proteins, 2025, Vol. 17, no. 1, pp. 159-174.
- Field D., Fernandez de Ullivarri M., Ross R.P., Hill C. After a century of nisin research – where are we now? FEMS Microbiol. Rev., 2023, Vol. 47, no, 3, fuad023. doi: 10.1093/femsre/fuad023.
- Li J., Jin J., Li S., Zhong Y., Jin Y., Zhang X., Xia B., Zhu Y., Guo R., Sun X., Guo J., Hu F., Xiao W., Huang F., Ye H., Li R., Zhou Y., Xiang X., Yao H., Yan Q., Su L., Wu L., Luo T., Liu Y., Guo X., Qin J., Qi H., He J., Wang J., Li Z. Tonsillar microbiome-derived lantibiotics induce structural changes of IL-6 and IL-21 receptors and modulate host immunity. Adv. Sci. (Weinh.), 2022, Vol. 9, no. 30, e2202706. doi: 10.1002/advs.202202706.
- Mookherjee N., Anderson M.A., Haagsman H.P., Davidson D.J. Antimicrobial host defence peptides: functions and clinical potential. Nat. Rev. Drug Discov., 2020, Vol. 19, no. 5, pp. 311-332.
- Nakatsuji T., Chen T.H., Narala S., Chun K.A., Two A.M., Yun T., Shafiq F., Kotol P.F., Bouslimani A., Melnik A.V., Latif H., Kim J.N., Lockhart A., Artis K., David G., Taylor P., Streib J., Dorrestein P.C., Grier A., Gill S.R., Zengler K., Hata T.R. Leung D.Y.M., Gallo R.L. Antimicrobials from human skin commensal bacteria protect against Staphylococcus aureus and are deficient in atopic dermatitis. Sci. Transl. Med., 2017, Vol. 9, no. 378, eaah4680. doi: 10.1126/scitranslmed.aah4680.
- Nakatsuji T., Gallo R.L. Antimicrobial peptides: old molecules with new ideas. J. Invest. Dermatol., 2012, Vol. 132, no. 3, Pt 2, pp. 887-895.
- O’Sullivan J.N., Rea M.C., O’Connor P.M., Hill C., Ross R.P. Human skin microbiota is a rich source of bacteriocin-producing staphylococci that kill human pathogens. FEMS Microbiol. Ecol., 2019, Vol. 95, no. 2, fiy241. doi: 10.1093/femsec/fiy241.
- Sanford J.A., Gallo R.L. Functions of the skin microbiota in health and disease. Semin. Immunol., 2013, Vol. 25, no. 5, pp. 370-377.
- Tomic-Canic M., Burgess J.L., O’Neill K.E., Strbo N., Pastar I. Skin microbiota and its interplay with wound healing. Am. J. Clin. Dermatol., 2020, Vol. 21, Suppl. 1, pp. 36-43.
- Zhang Z.J., Cole C., Lin H., Wu C., Haro F., McSpadden E., van der Donk W.A., Pamer E.G. Exposure and resistance to lantibiotics impact microbiota composition and function. bioRxiv, 2023.12.30.573728. doi: 10.1101/2023.12.30.573728.
Дополнительные файлы
