Immune system parameters in patients with chronic opistorchiasis based on genetic polymorphism associated with carbohydrate and lipid metabolism disorders

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A study assessing differences in the immunopathogenesis of chronic opisthorchiasis with or without genetic polymorphisms in patients associated with predisposition to type II diabetes mellitus and lipid metabolism disorders was carried out. Venous blood samples from 89 patients were collected to analyze immunological parameters and genetic polymorphisms by using pyrosequencing. In the presence of mutations affecting regulation of carbohydrate metabolism, patients with opisthorchiasis had less pronouncedly increased phagocytic activity, a lower monocyte count, higher total T-lymphocyte count, lower T-cytotoxic cell and B-lymphocyte counts, lower IgA, IgG but higher IgM concentration. This indicates a moderately compromised nonspecific resistance, imbalanced effector T- and B-immunity, but in most cases (PPARG, TCF7L2 rs12255372, CDKAL1, CDKN2A/2B, SLC30A8) aggravated humoral immune reaction to invasion particularly revealed by lower B-lymphocyte count. The presence of polymorphisms that alter lipid metabolism regulation bidirectionally affects the parameters of immune response. An increased B-lymphocyte count and other indicators of humoral immune activation to invasion, which are detected in groups with mutations in the APOE (rs429358), PCSK9, ABCA1, APOC3 rs2854117 genes, can contribute to a more effective response to sustained antigenic stimulation. Changes in the T-lymphocytes subpopulations, characteristic of opisthorchiasis invasion, are aggravated in the presence of mutations in the PCSK9, ABCA1, and APOC3 rs2854117 genes. Mutations in the genes APOC3 rs5128, LPL rs268 activate patients’ nonspecific resistance, although this effect may also be associated with exhaustion of neutrophil bactericidal reserve. In general, minor alleles of the APOE (rs429358), APOC3 rs2854117, LPL rs268, LPL rs328, PON1 rs662 genes can be considered “protective” for the immunopathogenesis of chronic opisthorchiasis. Thus, patients with chronic opisthorchiasis with different genotypes predisposing to carbohydrate and lipid metabolism disorders had significant differences in immune system parameters, which can also affect the disease course. Mutations in different loci of the PCSK9, ABCA1, APOE, APOC3, and PON1 genes have opposite effects on the analyzed immune parameters. In the presence of mutations in other genes (PPARG, TCF7L2 rs12255372, CDKAL1, CDKN2A/2B, SLC30A8, LPL), opisthorchiasis invasion leads to more pronounced alterations in immune response; mutations in the lipoprotein lipase gene may have some “protective” immune-related effect in opisthorchiasis. The effect of all studied genetic polymorphisms associated with a predisposition to developing type II diabetes mellitus was predominantly negative.

About the authors

I. V. Bakshtanovskaya

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Author for correspondence.
Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

PhD (Biology), Head of the Molecular Genetic and Parasitological Research Group, Scientific Secretary

Russian Federation, Tyumen

S. A. Grigorieva

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

Researcher, Clinical and Experimental Immunology Group

Russian Federation, Tyumen

K. B. Stepanova

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

PhD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Clinics and Immunology of Biohelminthiasis, Head of the Clinic

Russian Federation, Tyumen

T. F. Stepanova

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

DSc (Medicine), Professor, Director 

Russian Federation, Tyumen

A. N. Ozerova

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

Researcher, Molecular Genetic and Parasitological Research Group

Russian Federation, Tyumen

G. A. Kalgina

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

PhD (Biology), Leading Researcher, Head of the Clinical and Experimental Immunology Group

Russian Federation, Tyumen

L. V. Kurlaeva

Tyumen Region Infection Pathology Research Institute

Email: BakshtanovskayaIV@Tniikip.rospotrebnadzor.ru

Junior Researcher, Clinical and Experimental Immunology Group

Russian Federation, Tyumen

References

  1. Бакштановская И.В., Степанова К.Б., Кальгина Г.А., Степанова Т.Ф. Взаимосвязи биохимических и иммунологических показателей у больных хроническим описторхозом // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2018. № 2. С. 13–19. [Bakshtanovskaya I.V., Stepanova K.B., Kalgina G.A., Stepanova T.F. Relationships between biochemical and immunological parameters in patients with chronic opisthorchiasis. Meditsinskaia parazitologiia i parazitarnye bolezni = Medical Parasitology and Parasitic Diseases, 2018, no. 2, pp. 13–19. (In Russ.)]
  2. Бакштановская И.В., Степанова К.Б., Озерова А.Н., Степанова Т.Ф., Зматракова Е.А. Показатели функций гепатобилиарной системы у больных хроническим описторхозом с генетической предрасположенностью к развитию сахарного диабета 2 типа // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2023. № 1. С. 3–9. [Bakshtanovskaya I.V., Stepanova K.B., Ozerova A.N., Stepanova T.F., Zmatrakova E.A. Indicators of the functions of the hepatobiliary system in patients with chronic opisthorchiasis with a genetic predisposition to the development of type 2 diabetes mellitus. Meditsinskaia parazitologiia i parazitarnye bolezni = Medical Parasitology and Parasitic Diseases, 2023, no. 1, pp. 3–9. (In Russ.)] doi: 10.33092/0025-8326mp2023.1.3-9
  3. Боровкова Е.И., Антипова Н.В., Корнеенко Т.В., Шахпаронов М.И., Боровков И.М. Параоксоназа: универсальный фактор антиоксидантной защиты организма человека // Вестник Российской академии медицинских наук. 2017. Т. 72, № 1. С. 5–10. [Borovkova E.I., Antipova N.V., Korneenko T.V., Shakhparonov M.I., Borovkov I.M. Paraoxonase: a universal factor in the antioxidant defense of the human body. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk = Herald of the Russian Academy of Sciences, 2017, vol. 72, no. 1, pp. 5–10. (In Russ.)] doi: 10.15690/vramn764
  4. Войтович А.Н., Богданова М.А., Смирнов Б.И., Бадмаева М.И., Пардо-Пералес Г.Д., Бойцов С.А., Кириллова Н.В., Беркович О.А., Шляхто Е.В., Ларионова В.И. Нарушения липидного обмена, активность параоксоназы 1 и полиморфизм L55M и Q192R в гене параоксоназы 1 у больных ишемической болезнью сердца // Артериальная гипертензия. 2010. Т. 16, № 6. С. 569–575. [Voitovich A.N., Bogdanova M.A., Smirnov B.I., Badmaeva M.I., Pardo-Perales G.D., Boitsov S.A., Kirillova N.V., Berkovich O.A., Shlyakhto E.V., Larionova V.I. Lipid metabolism disorders, paraoxonase 1 activity and L55M and Q192R polymorphism in the paraoxonase 1 gene in patients with coronary heart disease. Arterial’naya gipertenziya = Arterial Hypertension, 2010, vol. 16, no. 6, pp. 569–575. (In Russ.)]
  5. Григорьева С.А., Косырева А.Н., Степанова Т.Ф., Степанова К.Б., Бакштановская И.В., Кальгина Г.А., Курлаева Л.В. Показатели иммунной системы у пациентов с хроническим описторхозом в зависимости от полиморфизмов генов, ассоциированных с развитием ишемической болезни сердца // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 1. С. 177–183. [Grigorieva S.A., Kosyreva A.N., Stepanova T.F., Stepanova K.B., Bakshtanovskaya I.V., Kalgina G.A., Kurlaeva L.V. Immune system parameters in chronic opisthorchiasis patients related to genes polymorphisms associated with developing ischemic heart disease. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2021, vol. 11, no. 1, pp. 177–183. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-ISI-1334
  6. Григорьева С.А., Степанова К.Б., Степанова Т.Ф., Кальгина Г.А., Курлаева Л.В. Различия иммунного реагирования у пациентов с хронической описторхозной инвазией в зависимости от наличия клинических проявлений заболеваний органов гепатобилиарной системы // Инфекция и иммунитет. 2023. Т. 13, № 2. C. 363–368. [Grigorieva S.A., Stepanova K.B., Stepanova T.F., Kalgina G.A., Kurlaeva L.V. Differences in immune response in patients with chronic opisthorchiasis invasion related to clinical manifestations of hepatobiliary system diseases. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2023, vol. 13, no. 2, pp. 363–368. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-DII-2099
  7. Железнякова А.В., Лебедева Н.О., Викулова О.К., Носиков В.В., Шамхалова М.Ш., Шестакова М.В. Риск развития хронической болезни почек у больных сахарным диабетом 2 типа детерминирован полиморфизмом генов NOS3, APOB, KCNJ11, TCF7L2 // Сахарный диабет. 2014. Т. 17, № 3. С. 23–30. [Zheleznyakova A.V., Lebedeva N.O., Vikulova O.K., Nosikov V.V., Shamhalova M.Sh., Shestakova M.V. The risk of developing chronic kidney disease in patients with type 2 diabetes mellitus is determined by polymorphisms in the NOS3, APOB, KCNJ11, TCF7L2 genes. Sakharnyi diabet = Diabetes Melitus, 2014, vol. 17, no. 3, pp. 23–30. (In Russ.)] doi: 10.14341/DM2014323-30
  8. Кузнецова Е.И., Чепелева М.В., Камшилов Б.В. Влияние эндопротезирования на фагоцитарную активность нейтрофилов периферической крови // Гений ортопедии. 2011. № 1. С. 91–93. [Kuznetsova E.I., Chepeleva M.V., Kamshilov B.V. Influence of arthroplasty on the phagocytic activity of peripheral blood neutrophils. Genii ortopedii = Genius of Orthopedics, 2011, no. 1, pp. 91–93. (In Russ.)]
  9. Малашенкова И.К., Крынский С.А., Мамошина М.В., Дидковский Н.А. Полиморфизм гена AРOE: влияние аллеля AРOE 4 на системное воспаление и его роль в патогенезе болезни Альцгеймера // Медицинская иммунология. 2018. Т. 20, № 3. С. 303–312. [Malashenkova I.K., Krynskiy S.A., Mamoshina M.V., Didkovskiy N.A. APOE gene polymorphism: the impact of APOE4 allele on systemic inflammation and its role in the pathogenesis of Alzheimer’s disease. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2018, vol. 20, no. 3, pp. 303–312. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2018-3-303-312
  10. Меньшиков И.В., Бедулева Л.В. Основы иммунологии: лабораторный практикум. Ижевск: Удмуртский университет, 2001. 133 с. [Menshikov I.V., Beduleva L.V. Fundamentals of immunology: laboratory practice. Izhevsk: Udmurt University, 2001. 133 р. (In Russ.)]
  11. Мирошниченко И.В., Столпникова В.Н., Левашова Т.В., Сорокина Е.А. γδТ-лимоциты у пациентов старших возрастных групп // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2011. № 22 (117). С. 78–82. [Miroshnichenko I.V., Stolpnikova V.N., Levashova T.V., Sorokina E.A. γδT lymphocytes in patients of older age groups. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Seriya: Meditsina. Farmatsiya = Scientific Bulletins of Belgorod State University. Series: Medicine, Pharmacy, 2011, no. 22 (117), pp. 78–82. (In Russ.)]
  12. Хаитов P.M., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология: Учебник. М.: Медицина, 2000. 432 с. [Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Immunology: Textbook. Moscow: Medicine, 2000. 432 p. (In Russ.)]
  13. Хаитов Р.М., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Методические рекомендации по оценке иммунного статуса человека. В кн.: Экологическая иммунология. М.: Изд-во ВНИРО, 1995. С. 126–127. [Khaitov R.M., Pinegin B.V., Istamov H.I. Methodical recommendations for evaluation of human immune status. In: Ecological Immunology. Moscow: Publishing house VNIRO, 1995. P. 126–127. (In Russ.)]
  14. Aharoni S., Aviram M., Fuhrman B. Paraoxonase 1 (PON1) reduces macrophage inflammatory responses. Atherosclerosis, 2013, vol. 228, no. 2, pp. 353–361. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2013.03.005
  15. Chang C.L. Lipoprotein lipase: new roles for an “old” enzyme. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care, 2019, vol. 22, no. 2, pp. 111–115. doi: 10.1097/MCO.0000000000000536
  16. Haug T., Aigner M., Peuser M.M., Strobl C.D., Hildner K., Mougiakakos D., Bruns H., Mackensen A., Völkl S. Human double-negative regulatory T-cells induce a metabolic and functional switch in effector T-cells by suppressing mTOR activity. Front. Immunol., 2019, vol. 10: 883. doi: 10.3389/fimmu.2019.00883
  17. Hirabara S.M., Gorjão R., Vinolo M.A., Rodrigues A.C., Nachbar R.T., Curi R. Molecular targets related to inflammation and insulin resistance and potential interventions. J. Biomed. Biotechnol., 2012, vol. 2012: 379024. doi: 10.1155/2012/379024
  18. Huang Q., Du J., Merriman C., Gong Z. Genetic, functional, and immunological study of ZnT8 in diabetes. Int. J. Endocrinol., 2019, vol. 2019: 1524905. doi: 10.1155/2019/1524905
  19. Jemaa R., Fumeron F., Poirier O., Lecerf L., Evans A., Arveiler D., Luc G., Cambou J.P., Bard J.M., Fruchart J.C. Lipoprotein lipase gene polymorphisms: associations with myocardial infarction and lipoprotein levels, the ECTIM study. Etude Cas Témoin sur l’Infarctus du Myocarde. J. Lipid. Res., 1995, vol. 36, no. 10, pp. 2141–2146
  20. Liu Z., Gao Z., Li B., Li J., Ou Y., Yu X., Zhang Z., Liu S., Fu X., Jin H., Wu J., Sun S., Sun S., Wu Q. Lipid-associated macrophages in the tumor-adipose microenvironment facilitate breast cancer progression. Oncoimmunology, 2022, vol. 11, no. 1: 2085432. doi: 10.1080/2162402X.2022.2085432
  21. Ma W.Q., Wang Y., Han X.Q., Zhu Y., Liu N.F. Associations between LPL gene polymorphisms and coronary artery disease: evidence based on an updated and cumulative meta-analysis. Biosci Rep., 2018, vol. 38, no. 2: BSR20171642. doi: 10.1042/BSR20171642
  22. Ohshima K., Mogi M., Horiuchi M. Role of peroxisome proliferator-activated receptor-γ in vascular inflammation. Int. J. Vasc. Med., 2012, vol. 2012: 508416. doi: 10.1155/2012/508416
  23. Ou Y., Jing G., Liu J., Gao S., Cheng Z., Dong X. [T cell factor 4, beta-catenin and SFRP1 expression of wnt signaling pathway in colorectal carcinoma and the prognosis]. Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi, 2015, vol. 32, no. 4, pp. 854–861. (In Chinese)
  24. Pedigo C.E., Ducasa G.M., Leclercq F., Sloan A., Mitrofanova A., Hashmi T., Molina-David J., Ge M., Lassenius M.I., Forsblom C., Lehto M., Groop P.H., Kretzler M., Eddy S., Martini S., Reich H., Wahl P., Ghiggeri G., Faul C., Burke G.W. 3rd, Kretz O., Huber T.B., Mendez A.J., Merscher S., Fornoni A. Local TNF causes NFATc1-dependent cholesterol-mediated podocyte injury. J. Clin. Invest., 2016, vol. 126, no. 9, pp. 3336–3350. doi: 10.1172/JCI85939
  25. Pepe M.G., Curtiss L.K. Apolipoprotein E is a biologically active constituent of the normal immunoregulatory lipoprotein, LDL-In. J. Immunol., 1986, vol. 136, no. 10, pp. 3716–3723
  26. Quaranta M., Burden A.D., Griffiths C.E., Worthington J., Barker J.N., Trembath R.C., Capon F. Differential contribution of CDKAL1 variants to psoriasis, Crohn’s disease and type II diabetes. Genes Immun., 2009, vol. 10, no. 7, pp. 654–658. doi: 10.1038/gene.2009.51
  27. Rose M., Duhamel M., Rodet F., Salzet M. The role of proprotein convertases in the regulation of the function of immune cells in the oncoimmune response. Front. Immunol., 2021, vol. 12: 667850. doi: 10.3389/fimmu.2021.667850
  28. Semple R.K., Chatterjee V.K., O’Rahilly S. PPAR gamma and human metabolic disease. J. Clin. Invest., 2006, vol. 116, no. 3, pp. 581–589. doi: 10.1172/JCI28003
  29. Takata Y., Liu J., Yin F., Collins A.R., Lyon C.J., Lee C.H., Atkins A.R., Downes M., Barish G.D., Evans R.M., Hsueh W.A., Tangirala R.K. PPARdelta-mediated antiinflammatory mechanisms inhibit angiotensin II-accelerated atherosclerosis. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2008, vol. 105, no. 11, pp. 4277–4282. doi: 10.1073/pnas.0708647105
  30. Wang H., Fu Y., Da B.B., Xiong G.. Single-cell sequencing identifies the heterogeneity of CD8+ T cells and novel biomarker genes in hepatocellular carcinoma. J. Healthc. Eng., 2022, vol. 2022: 8256314. doi: 10.1155/2022/8256314

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Bakshtanovskaya I.V., Grigorieva S.A., Stepanova K.B., Stepanova T.F., Ozerova A.N., Kalgina G.A., Kurlaeva L.V.

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».