Studying expression of IL-1β gene under the action of siRNA complexes with anti-influenza effect

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Influenza is one of the most urgent global health problems today. The influenza virus has immunosuppressive properties, which can lead to the development of secondary immunodeficiencies, interfering with the functioning of the interferon system activation, thus leading to impaired production of pro-inflammatory cytokines. IL-1β is the most important player in development of antiviral immunity. This cytokine plays an important role in boosting the expression of the MCP-1 and MCP-3 genes and maturation of macrophages and dendritic cells. Induction of IL-1β production occurs due to interaction of the ligand with Toll-like receptors. Currently, there is a lot of drugs aimed at the prevention and treatment of influenza infection. However, their use in some cases is difficult due to high mutational variability of the influenza virus, thus making it resistant to these drugs. Therefore, the issue of developing and creating effective methods to combat such infections is of particular importance. A promising approach to the treatment and prevention of viral respiratory infections may be connected with RNA interference. This process consists of degradation of foreign mRNA by small interfering RNA (siRNA) molecules. The aim of the present study was to evaluate expression of the IL-1β gene upon transfection of miRNA complexes directed to the cellular FLT4, Nup98, Nup205 genes. Evaluation of changed viral reproduction was carried out using titration by CPE virus-containing fluid. Expression level of the IL-1β gene was determined by means of real-time RT-PCR. Assessment of the changes in viral reproduction allowed us to reveal that the use of all the miRNA complexes directed to the cellular genes lead to a significant decrease in viral reproduction on the 1st day after infection. Usage of Nup205 + FLT4 and FLT4 + Nup205 + Nup98 complexes proved to cause a decrease in viral reproduction on the second day as well (p < 0.05), as compared with nonspecific and viral controls. When analyzing expression profile of the IL-1β gene, an increase in its expression was observed on the 1st day for all miRNA complexes and on the 2nd and 3rd days for the Nup98 + FLT4 and Nup205 + Nup98 complexes. In the course of the study, it was found that suppression of the cellular genes FLT4, Nup98 and Nup205 activities, which are necessary for viral reproduction, led to a significant decrease in viral activity and an increase in IL-1β expression.

About the authors

E. A. Pashkov

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: pashckov.j@yandex.ru

Assistant Professor, Department of Microbiology, Virology and Immunology; Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology

Russian Federation, Moscow; Moscow

A. V. Pak

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: pashckov.j@yandex.ru

Student

Russian Federation, Moscow

N. D. Abramova

I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Email: pashckov.j@yandex.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology

Russian Federation, Moscow

I. V. Yakovleva

I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Email: pashckov.j@yandex.ru

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Hybridomas

Russian Federation, Moscow

N. O. Vartanova

I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Email: pashckov.j@yandex.ru

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Microbiology of Opportunistic Bacteria

Russian Federation, Moscow

E. A. Bogdanova

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: pashckov.j@yandex.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Microbiology, Virology and Immunology

Russian Federation, Moscow

E. P. Pashkov

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: pashckov.j@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Microbiology, Virology and Immunology

Russian Federation, Moscow

O. A. Svitich

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Email: pashckov.j@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Director; Professor, Department of Microbiology, Virology and Immunology

Russian Federation, Moscow; Moscow

V. V. Zverev

I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera

Email: pashckov.j@yandex.ru

PhD, MD (Biology), Full Member, Russian Academy of Sciences, Scientific Advisor; Professor, Head, Department of Microbiology, Virology and Immunology

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Ганковская О.А., Бахарева И.В., Ганковская Л.В., Сомова О.Ю., Зверев В.В. Исследование экспрессии генов TLR9, NF-κB, ФНОα в клетках слизистой цервикального канала беременных с герпесвирусной инфекцией // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2009. № 2. С. 61-64. [Gankovskaya O.V., Bakhareva I.V., Gankovskaya L.V., Somova O.Yu., Zverev V.V. Study of expression of TLR9, NF-κB, TNFα genes in cells of cervical canal mucosa in pregnant women with herpesvirus infection. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2009, no. 2, pp. 61-64. (In Russ.)]
  2. Макаров О.В., Бахарева И.В., Ганковская Л.О. [и др.] // Toll-подобные рецепторы в генезе невынашивания беременности // Акушерство и гинекология, 2008. № 2. С. 22-27. [Makarov O.V., Bakhareva I.V., Gankovskaya L.V., Romanovskaya V.V., Gankovskaya O.A. Toll-like receptors in the genesis of miscarriage. Akusherstvo i ginekologiya = Obstetrics and Gynecology, 2015, no. 2, pp. 22-27. (In Russ.)]
  3. Duan T., Du Y., Xing C., Wang H.Y., Wang R.F. Toll-like receptor signaling and its role in cell-mediated immunity. Front. Immunol., 2022, Vol. 3, pp. 1-22. doi: 10.3389/fimmu.2022.812774.
  4. Gavrilov K., Saltzman W.M. Therapeutic siRNA: principles, challenges, and strategies. Yale J. Biol. Med., 2012, Vol. 85, no. 2, pp. 187-200.
  5. Han J., Perez J., Schafer A., Cheng H., Peet N., Rong L., Manicassamy B. Influenza virus: small molecule therapeutics and mechanisms of antiviral resistance. Curr. Med. Chem., 2018, Vol. 25, no. 38, pp. 5115-5127.
  6. Park H.S., Liu G., Thulasi Raman S.N., Landreth S.L., Liu Q., Zhou Y. NS1 Protein of 2009 Pandemic Influenza A Virus Inhibits Porcine NLRP3 Inflammasome-Mediated Interleukin-1 Beta Production by Suppressing ASC Ubiquitination. J. Virol., 2018, Vol. 92, no. 8, pp. 1-16.
  7. Pashkov E., Korchevaya E., Faizuloev E., Rtishchev A., Cherepovich B., Bystritskaya E., Sidorov A., Poddubikov A., Bykov A., Dronina Y., Svitich O., Zverev V.. Knockdown of FLT4, Nup98, and Nup205 cellular genes effectively suppresses the reproduction of influenza virus strain A/WSN/1933 (H1N1) in vitro. Infect. Disord. Drug Targets, 2022, Vol. 5, pp. 100-108.
  8. Plotnikova M.A., Klotchenko S.A., Vasin A.V. Development of a multiplex quantitative PCR assay for the analysis of human cytokine gene expression in influenza A virus-infected cells. J. Immunol. Methods, 2016, Vol. 430, pp. 51-55.
  9. Trougakos I.P., Stamatelopoulos K., Terpos E., Tsitsilonis O.E., Aivalioti E., Paraskevis D., Kastritis E., Pavlakis G.N., Dimopoulos M.A. Insights to SARS-CoV-2 life cycle, pathophysiology, and rationalized treatments that target COVID-19 clinical complications. J. Biomed. Sci., 2021, Vol. 28, no. 1, 9. doi: 10.1186/s12929-020-00703-5.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Pashkov E.A., Pak A.V., Abramova N.D., Yakovleva I.V., Vartanova N.O., Bogdanova E.A., Pashkov E.P., Svitich O.A., Zverev V.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».