Влияние сапозина D на бактериостатическую функцию макрофагов при экспериментальной туберкулезной инфекции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Протекция при туберкулезной инфекции во многом определяется способностью тканевых макрофагов организма хозяина ограничивать рост и распространение микобактерий. Способные к размножению внутри макрофагов хозяина микобактерии выработали ряд защитных механизмов, препятствующих слиянию фагосом с лизосомами, избегая тем самым разрушительного воздействия лизосомальных ферментов. Сапозины представляют собой небольшие, кислые, термостабильные, не обладающие ферментативной активностью гликолипопротеины, участвующие в качестве кофакторов в процессах деградации гликосфинголипидов с короткими олигосахаридными головными группами. Сапозины A, B, C и D образуются в кислых эндосомах в результате расщепления исходной молекулы просапозина. Влияние сапозинов на иммунный ответ человека на микобактериальную инфекцию обусловлено их участием в процессе презентации антигенов микобактерий на молекулах CD1. В предварительных исследованиях методом электронной микроскопии нами было обнаружено повреждающее действие сапозина D на мембрану Mycobacterium tuberculosis в кислой среде. Эти данные позволили нам предположить, что сапозин D является важным компонентом защиты от туберкулезной инфекции. Цель исследования — изучение влияния дефицита сапозина D на формирование противотуберкулезного иммунного ответа и на способность макрофагов подавлять рост M. tuberculosis. Материалы и методы. Работу проводили на интерстициальных легочных макрофагах и макрофагах перитонеального экссудата мышей родительской линии C57BL/6 и дефицитной по гену сапозина D линии C57BL/6-SapD-/-. Результаты. В результате проведенных исследований было установлено, что макрофаги мышей линии C57BL/6 дикого типа, как интерстициальные легочные, так и перитонеального экссудата, контролируют рост микобактерий in vitro значительно более эффективно, чем макрофаги, дефицитные по гену SAPD. Для изучения возможности компенсации дефицита сапозина D в макрофагах перитонеального экссудата мышей C57BL/6-SapD-/- на основе лентивирусного вектора была создана генетическая конструкция, содержащая искусственный ген сапозина D. Заражение дефицитных по гену SAPD перитонеальных макрофагов экспрессионным вектором приводило к компенсации дефицита сапозина D в этих клетках и восстановлению их бактерицидной функции. Механизм действия всех известных на сегодня лекарств объясняется влиянием на различные пути метаболизма микобактерий (ингибиция биосинтеза жирных кислот, арабиногалактана, пептидогликана и биосинтеза белка; ингибиция ДНК-зависимых процессов, протоновых насосов и цитохром Р450-зависимых монооксигеназ). Выводы. Показано, что дефицит сапозина D препятствует активации бактерицидной функции макрофагов in vitro. Наше исследование может являться предпосылкой биологического обоснования возможности использования генетической конструкции на основе гена природного белка человека, а именно сапозина D, в качестве нового противотуберкулезного препарата.

Об авторах

Г. С. Шепелькова

Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Автор, ответственный за переписку.
Email: shepelkovag@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0001-6854-7932

Шепелькова Галина Сергеевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории клинической иммуногенетики и клеточных технологий.

107564, Москва, Яузская аллея, 2.

Тел.: 8 (499) 785-90-72

Россия

В. В. Евстифеев

Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: vladimir-evstifeev@yandex.ru

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории клинической иммуногенетики и клеточных технологий.

Москва.

Россия

А. Э. Эргешов

Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: cniit@ctri.ru
ORCID iD: 0000-0002-2494-9275

Доктор медицинских наук, профессор, директор.

Москва.

Россия

В. В. Еремеев

Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: yeremeev56@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6608-7557

Доктор медицинских наук, заместитель директора по научной работе.

Москва.

Россия

Список литературы

  1. Еремеев В.В., Апт А.С. Сапозин-подобные белки в противоинфекционном иммунном ответе // Инфекция и иммунитет. 2012. Т. 2, № 3. C. 597—602. doi: 10.15789/2220-76192012-3-597-602
  2. Шепелькова Г.С., Евстифеев В.В., Апт А.С. Исследование молекулярных механизмов патогенеза туберкулеза в экспериментальных моделях // Туберкулез и болезни легких. 2012. Т. 89, № 7. С. 3—11.
  3. Шепелькова Г.С., Майоров К.Б., Евстифеев В.В., Апт А.С. Взаимодействие Т-лимфоцитов CD4+CD27hi и CD4+CD27lD с макрофагами при туберкулезной инфекции у мышей // Туберкулез и болезни легких. 2015. № 12. С. 57—60.
  4. Collins H.L., Kaufmann S.H.E. The many faces of host response to tuberculosis. Immunology, 2001, vol. 103, no. 1, pp. 1—9. doi: 10.1046/j.1365-2567.2001.01236.x
  5. Hoffman J.A., Kafatos F.C., Janeway C.A., Ezekowitz R.A. Phylogenetic perspectives in innate immunity. Science, 1999, vol. 284, no. 5418, pp. 1313-1318. doi: 10.1126/science.284.5418.1313
  6. Kishimoto Y., Hiraiwa M., O'Brien J.S. Saposins: structure, function, distribution, and molecular genetics. J. Lipid Res., 1992, vol. 33, no. 9, pp. 1255-1267.
  7. Kolter T., Winau F., Schaible U.E., Leippe M., Sandhoff K. Lipid-binding proteins in membrane digestion, antigen presentation, and antimicrobial defense. J. Biol. Chem., 2005, vol. 280, no. 50, pp. 41125- 41128. doi: 10.1074/jbc.R500015200
  8. Lyadova I.V., Eruslanov E.B., Khaidukov S.V., Yeremeev V.V., Majorov K.B., Pichugin A.V., Nikonenko B.V., Kondratieva T.K., Apt A.S. Comparative analysis of T lymphocytes recovered from the lungs of mice genetically susceptible, resistant, and hyperresistant to Mycobacterium tuberculosis-triggered disease. J. Immunol., 2000, vol. 165, no. 10, pp. 5921—5931. doi: 10.4049/jimmunol.165.10.5921
  9. MacMicking, J.D., North R.J., LaCourse R., Mudqett J.S., Shah S.K., Nathan C.F. Identification of nitric oxide synthase as a protective locus against tuberculosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, vol. 94, no. 10, pp. 5243—5248. doi: 10.1073/pnas.94.10.5243
  10. Majorov K.B., Lyadova I.V., Kondratieva T.K., Eruslanov E.B., Rubakova E.I., Orlova M.O., Mischenko V.V., Apt A.S. Different innate ability of I/St and A/Sn mice to combat virulent Mycobacterium tuberculosis: phenotypes expressed in lung and extrapul-monary macrophages. Infect. Immun, 2003, vol. 71, no. 2, pp. 697—707. doi: 10.1128/iai.71.2.697-707.2003
  11. Matsuda J., Kido M., Tadano-Aritomi K., Ishizuka I., Tominaga K., Toida K., Takeda E., Suzuki K., Kuroda Y. Mutation in sa-posin D domain of sphingolipid activator protein gene causes urinary system defects and cerebellar Purkinje cell degeneration with accumulation of hydroxy fatty acid-containing ceramide in mouse. Hum. Mol. Genet., 2004, vol. 13, no. 21, pp. 2709—2723. doi: 10.1093/hmq/ddh281
  12. McShane H., Jacobs W.R., Fine P.E., Reed S.G., McMurray D.N., Behr M., Williams A., Orme I.M. BCG: myths, realities, and the need for alternative vaccine strategies. Tuberculosis (Edinb), 2012, vol. 92, no. 3, pp. 283—288. doi: 10.1016/j.tube.2011.12.003
  13. Nikonenko B.V., Averbakh M.M. Jr., Lavebratt C., Schurr E., Apt A.S. Comparative analysis of mycobacterial infections in susceptible I/St and resistant A/Sn inbred mice. J. Immunol, 2000, vol. 165, no. 10,pp. 5921—5931. doi: 10.4049/jimmunol.165.10.5921
  14. WHO. Global Tuberculosis report 2019. Geneva: WHO, 2019. URL: https://www.who.int/tb/publications/global_report/ru/ (16.11.2020)
  15. Winau F., Schwierzeck V., Hurwitz R., Remmel N., Sieling P.A., Modlin R.L., Porcelli S.A., Brinkmann V., Sugita M., Sandhoff K., Kaufmann S.H., Schaible U.E. Saposin C is required for lipid presentation by human CD1b. Nat. Immunol., 2004, vol. 5, no. 2, pp. 169-174. doi: 10.1038/ni1035
  16. Young D.B., Perkins M.D., Duncan K., Barry C.E. 3rd. Confronting the scientific obstacles to global control of tuberculosis. J. Clin. Invest., 2008, vol. 118, no. 4, pp. 1255-1265. doi: 10.1172/JCI34614

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Шепелькова Г.С., Евстифеев В.В., Эргешов А.Э., Еремеев В.В., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).