Impact of Tritrichomonas spp. on the immune system of Muc2–/– mice after antibiotic therapy

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

While pathogenic protists inhabiting the reproductive tract are well studied, the gastrointestinal (GI) tract contains a constitutive protist microbiota that is an integral part of the vertebrate microbiome. Currently, the effect of protozoan infections on the host immune system and their potential contribution to disruption of mucosal immune homeostasis are not well understood. Protists, along with bacteria and viruses, are permanent representatives of the human microbiota. The main attention of researchers is focused on studying their pathogenic role in gastrointestinal diseases. However, their role in symbiotic relationships with hosts is relatively little studied. It was previously shown that the closest human ortholog of mouse Trichomonas (Tritrichomonas spp.) is Trichomonas Dientamoeba fragilis, which can cause symptoms of inflammatory bowel disease. It is currently unclear whether Dientamoeba fragilis and other protist species such as Enteromonas spp., Entamoeba dispar are commensals, pathobionts, or pathogens of the human intestinal tract. Thus, information about the mutualistic relationships between protists, the gastrointestinal microbiota, and the immune system of mice can be used to understand host-protozoan relationships in humans. The data obtained allow us to evaluate the potential contribution of commensal protozoa in the formation of protective mechanisms of the mucous membrane of animals and humans. We have previously shown that antibiotic therapy leads to an increase in the number of Tritrichomonas spp. along with a reduction in bacteria in the gut of mice with a mutation in the Muc2 gene. A mutation in this gene leads to impaired formation of the intestinal mucosa in mice. Mice with a mutation in the Muc2 gene can be used as model to study human inflammatory bowel diseases (IBDs). In this work, we conducted a comparative study of the immunological status of Muc2–/– mice harboring Tritrichomonas spp. after antibiotic therapy for 2 weeks followed by gavage of Lactobacillus johnsonii into mice and mice without introduction of probiotic microorganisms (self-recovery). Analysis of the main populations of lymphocytes in the blood, spleen and lymph nodes showed that the introduction of Lactobacillus johnsonii after antibiotic therapy leads to a significant increase in the population of T-lymphocytes in the blood and spleen, and an increase in the number of helper T cells in the lymph nodes of Muc2–/– mice compared to mice without the addition of probiotic microorganisms.

About the authors

E. P. Goncharova

Center for Technological Excellence, Novosibirsk State Technical University

Email: betsvd.bio@gmail.com

PhD (Biology), Junior Researcher, Center for Technological Excellence

Russian Federation, 630073, Novosibirsk, K. Marx pr., 20

Victoria D. Bets

Center for Technological Excellence, Novosibirsk State Technical University

Author for correspondence.
Email: betsvd.bio@gmail.com

Junior Researcher, Center for Technological Excellence

Russian Federation, 630073, Novosibirsk, K. Marx pr., 20

Yu. S. Makusheva

Center for Technological Excellence, Novosibirsk State Technical University

Email: betsvd.bio@gmail.com

Junior Researcher, Integration laboratory "Bioengineering"

Russian Federation, 630073, Novosibirsk, K. Marx pr., 20

E. A. Litvinova

Center for Technological Excellence, Novosibirsk State Technical University

Email: betsvd.bio@gmail.com

PhD (Biology), Researcher, Center for Technological Excellence

Russian Federation, 630073, Novosibirsk, K. Marx pr., 20

References

  1. Aquino M.F.K., Hinderfeld A.S., Simoes-Barbosa A. Trichomonas vaginalis. Trends Parasitol., 2020, vol. 36, no. 7, pp. 646–647. doi: 10.1016/j.pt.2020.01.010
  2. Achasova K.M., Kozhevnikova E.N., Borisova M.A., Litvinova E.A. Fucose Ameliorates Tritrichomonas sp.-Associated Illness in Antibiotic-Treated Muc2-/- Mice. Int. J. Mol. Sci., 2021, vol. 22, no. 19: 10⁶99. doi: 10.3390/ijms221910⁶99
  3. Baker D.G. Parasites of Rats and Mice. In: Flynn’s Parasites of Laboratory Animals: Second Edition; 2008, pp. 303–397. doi: 10.1002/9780470344552.ch11
  4. Blinova E.A., Goncharova E.P., Kalmykova G.V., Akulova N.I., Litvinova E.A. Lactobacillus johnsonii modulation of bone marrow-derived dendritic cells generated from mice with null mutation of the Muc2 gene. Medical Immunology (Russia), 2023, vol. 25, no. 3, pp. 587–594. doi: 10.15789/1563-0625-LJM-2831
  5. Chudnovskiy A., Mortha A., Kana V., Kennard A., Ramirez J.D., Rahman A., Remark R., Mogno I., Ng R., Gnjatic S., Amir E.D., Solovyov A., Greenbaum B., Clemente J., Faith J., Belkaid Y., Grigg M.E., Merad M. Host-Protozoan Interactions Protect from Mucosal Infections through Activation of the Inflammasome. Cell, 2016, vol. 167, no. 2, pp. 444–456.e14. doi: 10.1016/j.cell.2016.08.076
  6. Phukan N., Parsamand T., Brooks A.E., Nguyen T.N., Simoes-Barbosa A. The adherence of Trichomonas vaginalis to host ectocervical cells is influenced by lactobacilli. Sex. Transm. Infect., 2013, vol. 89, no. 6, pp. 455–459. doi: 10.1136/sextrans-2013-051039
  7. Phukan N., Brooks A.E.S., Simoes-Barbosa A. A Cell Surface Aggregation-Promoting Factor from Lactobacillus gasseri Contributes to Inhibition of Trichomonas vaginalis Adhesion to Human Vaginal Ectocervical Cells. Infect. Immun., 2018, vol. 86, no. 8: e00907-17. doi: 10.1128/IAI.00907-17
  8. Spurbeck R.R., Arvidson C.G. Lactobacilli at the front line of defense against vaginally acquired infections. Future Microbiol., 2011, vol. 6, no. 5, pp. 567–582. doi: 10.2217/fmb.11.36
  9. Stark D., Garcia L.S., Barratt J.L., Phillips O., Roberts T., Marriott D., Harkness J., Ellis J.T. Description of Dientamoeba fragilis cyst and precystic forms from human samples. J. Clin. Microbiol., 2014, vol. 52, no. 7, pp. 2680–2683. doi: 10.1128/JCM.00813-14
  10. Steinbach E.C., Gipson G.R., Sheikh S.Z. Induction of Murine Intestinal Inflammation by Adoptive Transfer of Effector CD4⁺ CD45RB high T Cells into Immunodeficient Mice. J. Vis. Exp., 2015, no. 98: 52533. doi: 10.3791/52533

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. A. Percentage of different lymphocyte populations (CD45⁺CD19⁺, CD45⁺CD3⁺, CD45⁺CD3⁺CD8⁺, CD45⁺CD3⁺CD4⁺) in the blood, spleen and mesenteric lymph nodes of mice after microbiota self-healing (AB) and using the probiotic strain L. johnsonii (Lact). *, *** — p < 0.05, p < 0.001 intergroup comparison One-way PERMANOVA test. B. Tritrichomonas spp. in a live drop isolated from the intestines of Muc2–/– mice (indicated by arrows)

Download (1MB)

Copyright (c) 2024 Goncharova E.P., Bets V.D., Makusheva Y.S., Litvinova E.A.

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».