Экспрессия и продукция цитокинов у пациентов с тяжелым течением SARS-CoV-2

Обложка
  • Авторы: Абрамова Н.Д.1, Меремьянина Е.А.1,2, Калюжная Н.О.1, Поддубиков А.В.1, Костинов М.П.1,3, Греченко В.В.4, Свитич О.А.1,3
  • Учреждения:
    1. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»
    2. ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования»
    3. ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)
    4. ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения РФ
  • Выпуск: Том 26, № 4 (2023)
  • Страницы: 603-610
  • Раздел: Школа Клинической Иммунологии "Сочи-2023"
  • URL: https://ogarev-online.ru/1028-7221/article/view/253449
  • DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-13957-CEA
  • ID: 253449

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Многие респираторные вирусные инфекции протекают в легкой форме, включая заболевание COVID-19, однако у некоторых пациентов наблюдается тяжелое системное воспаление, повреждение тканей, острый респираторный дистресс-синдром, а также вызывается цитокиновый шторм, который в дальнейшем может приводить к летальному исходу. Долгое время считалось, что цитокины играют важную роль в иммунопатологии при вирусной инфекции. Однако чрезмерная иммунная реакция в виде массивно выброса провоспалительных цитокинов может вызвать иммунное повреждение организма. В то время как продукция и высвобождение цитокинов у здоровых людей лежит в основе существенного баланса воспалительных и гомеостатических факторов, в случае заболевания COVID-19 часто происходит неконтролируемое усиленное производство цитокинов, имеющее фатальные последствия для организма. Поэтому цель данной работы – изучение уровня экспрессии генов IL-1β, IL-18 и TNFα, а также продукции этих цитокинов на уровне слизистых оболочек верхних дыхательных путей, в частности в ротовой полости, у пациентов с тяжелым течением заболевания COVID-19.

В настоящее исследование были включены пациенты переболевших тяжелой формой заболевания COVID-19. Контрольную группу составили условно здоровые лица. Уровни экспрессии генов IL-1β, IL-18 и TNFα определяли с помощью ОТ ПЦР-РВ. Уровни продукции белка IL-1β, IL-18 и TNFα определяли методом мультиплексного иммуноферментного анализа.

Уровни экспрессии IL-1β, IL-18 были снижены в дебюте заболевания, а также в середине заболевания COVID-19, однако увеличивались на 30-е сутки. Белковая продукция этих цитокинов также была снижена в первые дни от начала заболевания. Уровень провоспалительного цитокина TNFα был высоким в начале заболевания. Уровень продукции TNFα в дебюте заболевания также был выше относительно контрольной группы. В дальнейшем по ходу развития заболевания уровень экспрессии гена TNFα снижался.

Такое повышение уровня экспрессии провоспалительных цитокинов может объясняться тем, что S-белок вируса индуцирует повышенную экспрессию в моноцитах человека, однако уровень белка при этом остается низким, в особенности на 1-е сутки от начала заболевания. Таким образом, можно сделать вывод, что вирус запускает пиропотоз, но в течение 15-30 суток от начала заболевания, когда вирусная репликация уже минимальна.

Об авторах

Наталья Дмитриевна Абрамова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: and960911@gmail.com

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»

Россия, Москва

Е. А. Меремьянина

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования»

Email: ekaterina@meremianina.ru

к.м.н., научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; старший преподаватель кафедры вирусологии ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования»

Россия, Москва; Москва

Н. О. Калюжная

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»

Email: nat_kalyuzhnaya@mail.ru

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»

Россия, Москва

А. В. Поддубиков

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»

Email: poddubikov@yandex.ru

к.б.н., заведующий лабораторией микробиологии условно-патогенных бактерий, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»

Россия, Москва

М. П. Костинов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)

Email: monolit.96@mail.ru

д.м.н., профессор, член-корр. РАН, заведующий лабораторией вакцинопрофилактики и иммунотерапии аллергических заболеваний, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; профессор кафедры эпидемиологии и современных технологий вакцинации ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)

Россия, Москва; Москва

В. В. Греченко

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения РФ

Email: grechenko_v@mail.ru

к.м.н., доцент кафедры иммунологии МБФ ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения РФ

Россия, Москва

О. А. Свитич

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)

Email: svitichoa@yandex.ru

д.м.н., профессор, член-корр. РАН, директор ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии имени академика А.А. Воробьева ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Василевский И.В. Роль цитокинов при инфекции SARS-CoV-2 и пути блокады цитокинового шторма // Здравоохранение, 2022. № 3. С. 31-41. [Vasilevsky I.V. The role of cytokines in SARS-CoV-2 infection and the cytokine storm blockade. Zdravookhraneniye = Healthcare, 2022, no. 3, pp. 31-41. (In Russ.)]
  2. Carty M., Guy C., Bowie A.G. Detection of viral infections by innate immunity. Biochem. Pharmacol., 2021, Vol. 183, 114316. doi: 10.1016/j.bcp.2020.114316.
  3. Channappanavar R., Fehr A.R., Vijay R., Mack M., Zhao J., Meyerholz D.K., Perlman S. Dysregulated type I interferon and inflammatory monocyte-macrophage responses cause lethal pneumonia in SARS-CoV-infected mice. Cell Host Microbe, 2016, Vol. 19, no 2, pp. 181-193.
  4. Davidson S., Maini M.K., Wack A. Disease-promoting effects of type I interferons in viral, bacterial, and coinfections. Interferon Cytokine Res.,, 2015, Vol. 35, no. 4, pp. 252-264.
  5. Hirano T., Murakami M. COVID-19: A new virus, but a familiar receptor and cytokine release syndrome. Immunity, 2020, Vol. 52, no 5, pp. 731-733.
  6. Hu B., Guo H., Zhou P., Shi Z.-L. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19. Nat. Rev. Microbiol., 2021, Vol. 19, no 3, pp. 141-154.
  7. Maini R.N., Elliott M.J., Brennan F.M., Feldmann M. Beneficial effects of tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha) blockade in rheumatoid arthritis (RA). Clin. Exp. Immunol., 1995, Vol. 101, no. 2, pp. 207-212.
  8. McElvaney O.J., McEvoy N.L., McElvaney O.F., Carroll T.P., Murphy M.P., Dunlea D.M., Ní Choileáin O., Clarke J., O’Connor E., Hogan G., Ryan D., Sulaiman I., Gunaratnam C., Branagan P., O’Brien M.E., Morgan R.K., Costello R.W., Hurley K., Walsh S., de Barra E., McNally C., McConkey S., Boland F., Galvin S., Kiernan F., O’Rourke J., Dwyer R., Power M., Geoghegan P., Larkin C., O’Leary R.A., Freeman J., Gaffney A., Marsh B., Curley G.F., McElvaney N.G. Characterization of the inflammatory response to severe COVID-19 illness. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2020, Vol. 202, no 6, pp. 812-821.
  9. Pantazi I., Al-Qahtani A.A., Alhamlan F.S., Alothaid H., Matou-Nasri S., Sourvinos G., Vergadi E., Tsatsanis C. SARS-CoV-2/ACE2 Interaction suppresses IRAK-M expression and promotes pro-inflammatory cytokine production in macrophages. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 683800. doi: 10.3389/fimmu.2021.683800.
  10. Wiersinga W.J., Rhodes A., Cheng A.C., Peacock S.J., Prescott H.C. Pathophysiology, transmission, diagnosis, and treatment of coronavirus disease 2019 (COVID-19): A Review. JAMA, 2020, Vol. 324, no. 8, pp. 782-793.
  11. Ye Q., Wang B., Mao J. The pathogenesis and treatment of the ‘Cytokine Storm’ in COVID-19. J. Infect., 2020, Vol. 80, no 6, pp. 607-613.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1. Экспрессионный профиль цитокинов IL 1β, IL-18 на уровне слизистой оболочки ротовой полости

Скачать (275KB)
Метаданные
3. Рисунок 2. Экспрессия TNFα на уровне слизистой оболочки ротовой полости

Скачать (104KB)
Метаданные
4. Рисунок 3. Продукция цитокинов IL-1β, IL-18, TNFα на уровне слизистой оболочки ротовой полости

Скачать (73KB)
Метаданные

© Абрамова Н.Д., Меремьянина Е.А., Калюжная Н.О., Поддубиков А.В., Костинов М.П., Греченко В.В., Свитич О.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».