Effect of proteins from the coelomic fluid of superficially wounded holothurians on the activity of phagocytes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Holothurians are among the most capable of regenerating animals. Their phagocytes are analogues of macrophages, but the mechanisms of their participation in wound healing have not been studied. The aim of the work is to determine the effect of individual protein components isolated from the coelomic fluid of holothurians with superficial damage to the body wall on the functional activity of the two types of phagocytes (P1 and P2) in holothurian Eupentacta fraudatrix.

Protein components of the coelomic fluid of holothurians with superficial wounds of the body wall were analyzed and collected by gel permeation chromatography. We used proteins whose content changed significantly during the wound healing period in preliminary experiments. Two proteins and a peptide were added to phagocytes, isolated by gradient centrifugation, simultaneously with the thermostable toxin of Yersinia pseudotuberculosis and incubated for 24 h. The production of superoxide anion radical was determined by the reduction of nitroblue tetrazolium (NBT) using a colorimetric method. To assess the specificity of the proteins, bovine serum albumin (BSA) was used as an internal control. In one-day in vivo experiments, proteins were administered to wounded animals.

Two proteins, when compared with the effect of BSA, did not show a specific effect on the production of reactive oxygen species in phagocytes in vitro. However, a comparison of the effect of the peptide on the oxidative activity and viability of phagocytes with those of BSA revealed the specificity of its action. The peptide reduced the oxidative activity of P1 phagocytes and increased it in P2 phagocytes in a direct concentration-dependent manner. One of the two proteins being administered to wounded holothurians caused a multidirectional concentration-dependent effect on the oxidative activity of the two types of phagocytes, with a predominant suppression of the P1 phenotype activity. The ability of protein components to cause a shift in the ratio of oxidative activity of the two types of phagocytes towards the preferential activation of P2 phagocytes, which are considered as functional analogues of M2 macrophages, suggests that they act as anti-inflammatory agents.

About the authors

L. S. Dolmatova

V. Ilyichev Pacific Oceanological Institute

Author for correspondence.
Email: dolmatova@poi.dvo.ru

PhD (Biology), Leading Research Associate

Russian Federation, Vladivostok

E. P. Karaulova

Pacific Branch of Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography

Email: dolmatova@poi.dvo.ru

PhD (Engineering), Leading Research Associate

Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Ермолаев В.А., Никулина Е.Н. Динамика белковых фракций крови при заживлении гнойных ран // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, 2010. T. 2, № 12. С. 40-43. [Ermolaev V.A., Nikulina E.N. Dynamics of protein fractions of blood during the healing of purulent wounds. Vestnik Ulyanovskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii = Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy, 2010, Vol. 2, no. 12, pp. 40-43. (In Russ.)]
  2. Мельников В.П. Тест восстановления нитросинего тетразолия мононуклеарными фагоцитами // Лабораторное дело, 1991. № 8. С. 51-53. [Melnikov V.P. Test for the reduction of nitroblue tetrazolium by mononuclear phagocytes. Laboratornoe delo = Laboratory Diagnostic, 1991, no. 8, pp. 51-53. (In Russ.)]
  3. Chia Fu-Sh., Xing J. Echinoderm coelomocytes. Zoological Studies, 1996, Vol. 35, no. 4, pp. 231-254.
  4. Dolmatov I.Y. Variability of regeneration mechanisms in echinoderms. Rus. J. Mar. Biol., 2020, Vol. 46, no. 6, pp. 391-404.
  5. Dolmatova L.S., Smolina T.P. Morphofunctional features of two types of phagocytes in the holothurian Еupentacta fraudatrix (Djakonov et Baranova, 1958). J. Evol. Biochem. Physiol., 2022, Vol. 58, no. 4, pp. 955-970.
  6. Dolmatova L.S., Ulanova O.A., Timchenko N.F. Yersinia pseudotuberculosis thermostable toxin dysregulates the functional activity of two types of phagocytes in the holothurian Eupentacta fraudatrix. Biol. Bull. Russ. Acad. Sci., 2019, Vol. 46, pp. 117-127.
  7. Eliseikina M.G., Magarlamov T.Yu. Coelomocyte morphology in the holothurians Apostichopus japonicus (Aspidochirota: Stichopodidae) and Cucumaria japonica (Dendrochirota: Cucumariidae). Rus. J. Mar. Biol., 2002, Vol. 28, no. 3, pp. 197-202.
  8. Iglesias J., Abernethy V.E., Wang Z., Lieberthal W., Koh J.S., Levine J.S. Albumin is a major serum survival factor for renal tubular cells and macrophages through scavenging of ROS. Am. J. Physiol., 1999, Vol. 277, pp. F711-F722.
  9. Raziyeva K., Kim Y., Zharkinbekov Z., Kassymbek K., Jimi S., Saparov A. Immunology of acute and chronic wound healing. Biomolecules, 2021, Vol. 11, 700.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. NBT content in P1 and P2 phagocytes exposed to coelomic fluid proteins and BSA in the presence of TsTYp

Download (291KB)
3. Figure 2. Viability of P1 and P2 phagocytes when exposed to coelomic fluid peptide (A) or BSA (B) when coincubated with TsTYp for 24 hours

Download (214KB)
4. Figure 3. Effect of proteins on the oxidative activity of P1 and P2 phagocytes (A) and the concentration of coelomocytes (B) of sea cucumbers 24 h after wounding

Download (177KB)

Copyright (c) 2024 Dolmatova L.S., Karaulova E.P.

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».