CC BY
35
© Иванушко Л.А., Имбс Т.И., 2017 г doi: 10.5281/zenodo.817791
Удк 57.085.23+577.114
Л.А. Иванушко1, Т.И. Имбс2
сравнительное изучение цитокинидуцирующих свойств фукоидана ИЗ бурой водоросли FUCUS EVANESCENS И ЕГо Производных
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова» РАН, Владивосток
2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова», Владивосток
Целью настоящего исследования явилось сравнительное изучение цитокининдуцирующих свойств фукоидана из Fucus evanescens и его производных на продукцию про-(ТОТа, IFN-y, IL-8) и противовоспалительных (IL-4 и IL-10) цитокинов клетками крови здоровых доноров. Концентрацию цитокинов определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА). Показано, что все исследуемые фукоиданы в той или иной степени стимулируют продукцию провоспалительных цитокинов. Плисахариды статистически значимо увеличивают продукцию IL-10 и не оказывают влияния на концентрацию IL-4 в цельной крови.
Ключевые слова: фукоидан, сульфатированные полисахариды, цитокины.
LA Ivanushko1, T.I. Imbs2
a comparative study of the cytokine-inducing properties of fucoidan from brown alga fucus evanescens and its derivatives
1 Federal State organization «Research Institute of Epidemiology and Microbiology G.P. Somova» RAS, Vladivostok, Russia;
2 Federal State organization of Science «Pacific Institute of Bioorganic Chemistry G.B. Elyakova», Vladivostok, Russia
The purpose of this study was to compare the cytokine-inducing properties of fucoidan from Fucus evanescens and its derivatives on the production of pro-TNFa, IFN-y, IL-8 and anti-inflammatory (IL-4 and IL-10) cytokines by blood cells of healthy donors. The concentration of cytokines was determined by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). It is shown that all fucoidans studied stimulate the production of the inflammatory cytokines to some extent. Polysaccharides statistically significantly increase the production of IL-10, do not affect the concentration of IL-4 in whole blood.
Keywords: fucoidan, sulfated polysaccharides, cytokines.
В последнее время опубликовано много работ, посвященных терапевтическому потенциалу фукои-данов - сульфатированных полисахаридов (ПС) из морских бурых водорослей, обладающих широким спектром биологической активности [1, 2, 3]. Особое значение в механизме иммуномодулирующей активности полисахаридов отводится способности индуцировать синтез и секрецию провоспалительных цитокинов клетками моноцитарно-макрофагального ряда [4, 5, 6], обеспечивая тем самым их участие в противомикробной и антиопухолевой защите.
Целью настоящего исследования явилось сравнительное изучение влияния фукоидана, выделенного из Fucus evanescens и его производных, на продукцию про- и противовопалительных цитокинов лейкоцитами периферической крови здоровых доноров.
Материалы и методы. Исследовано три образца полисахаридов (ПС), выделенных из бурой водоросли F evanescens: нативный фукоидан в комплексе с полифенолами Mw 130-430 кДа [7]; фукоидан, освобожденный от полифенолов Mw 130-400 кДа [8];
продукт ферментолиза фукоидана Mw 9 кДа [9]. Концентрация растворов препаратов составила 100 мкг/ мл. Уровень цитокинов в супернатантах цельной крови условно здоровых доноров определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием коммерческих тест-систем «Вектор- Бест» (Россия) в соответствии с прилагаемой к наборам инструкцией. Результаты регистрировали по уровню оптической плотности, измеряемой при 450 нм на спектрофотометре Multiscan RC (Labsystems).
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программы «Statistica-7». Для оценки значимости различий использовали непараметрический W-критерий Вил-коксона (для сравнения двух попарно связанных показателей). Выборочные параметры, приводимые далее в таблицах, имеют следующие обозначения: медиана (Ме), процентиль (25-75%), объем анализируемой подгруппы (n), достигнутый уровень значимости (р). Критическое значение уровня значимости принималось равным 5% (р<0,05).
Materials of the Scientific and Practical Conference «Fundamental Far Eastern science for medicine»
Результаты и обсуждение
Уровень продукции цитокинов лимфоцитами периферической крови является характеристикой функционального состояния клеток врожденного и адаптивного иммунитета.
При изучении действия фукоиданов на продукцию про- (ТОТа, №N-7, ^-8) и противовоспалительных (^-4 и ^-10) цитокинов клетками крови условно здоровых доноров было установлено, что все исследуемые ПС в различной степени стимулируют продукцию провоспалительных цитокинов, обеспечивающих мобилизацию воспалительного ответа.
Так, выявлено значительное (100-200 кратное) по сравнению с интактным контролем усиление продукции ТОТ-а и более чем 100-кратное усиление продукции ^-8, а также двукратная стимуляция продукции 1КК-у (табл.). Эти результаты свидетель-
Показана достоверная разница уровня ТОТ-а в группах сравнения. Так нативный фукоидан из Е evanescens и продукт ферментолиза фукоидана из Е evanescens стимулируют выработку ТОТ-а в 2 раза больше, чем Е evanescens без полифенола (табл.). Более высокая концентрация ^-10 отмечалась при
ствуют о стимулирующем влиянии исследуемых ПС на функциональную активность клеток адаптивного иммунитета, в частности Т-хелперов 1 и 2 типа (CD4+), а также Т-цитотоксических клеток (CD8+). Кроме того, усиление продукции ТОТа, и ^-8 отражают стимулирующее влияние ПС на функциональную активность клеток врожденного иммунитета (Мн/Мф), а усиление продукции ^N-7 -также и НК клеток, а, следовательно, свидетельствуют о регулирующем влиянии на гуморальный и клеточный иммунный ответ.
В отношении противововоспалительных цитоки-нов установлено статистически значимое по сравнению с контролем усиление продукции ^-10, являющегося сигнальным цитокином Т-хелперов 2 типа, при отсутствии видимого эффекта на концентрацию ^-4 в цельной крови (табл.).
инкубации с продуктом ферментолиза фукоидана из F. evanescens (табл.).
Таким образом, исследуемые ПС в системе in vitro усиливают продукцию провоспалительных (TNFa, IFN-y, IL-8) цитокинов, а также продукцию противовоспалительного медиатора IL-10,
Таблица
Сравнительное изучение продукции цитокинов лейкоцитами периферической крови условно здоровых доноров
при инкубации с различными фукоиданами
Цитокины (пг/мл)
Контроль
Нативный фукоидан из Fucus evanescens
Фукоидан из Fucus evanescens, освобоженный от полифенолов
Продукт ферментолиза фукоидана из Fucus evanescens
Me (LQ-UQ)
TNF-a
6,40 (5,4-16,1)
1225,52 (946,54-1851,06)
665,16 (341,81-1056,78)
1525,08 (851,47-1672,72)
ÜL
=0,005
=0,005
=0,005
=0,047
=0,88
=0,012
IFN-Y
8,64 (7,9-11,6)
15,14 (11,16-20,47)
14,2 (11,8-23,06)
17,87 (14,1-60,24)
0,037
0,04
0,041
0,65
0,72
0,2
282,93 1,81-778,28)
1114,10 (1091,34-1183,78)
1138,20 (1082,27-1191,76)
1118,04 (1082,27-1144,87)
0,005
0,007
0,005
0,65
0,84
0,51
IL-4
65 (5,8-6,85)
6,04 (5,66-6,29)
5,91 (5,8-6,0)
6,25 (5,66-6,36)
ÜL
=0,11 =0,17 =0,31 =0,65 =0,72 =0,58
IL-10
16,8 (14,49-18,55)
153,66 (33,09-228,58)
48,57 (36,93-67,43)
352,05 (142,97-499,7)
0,005
0,007
0,005
0,02
0,005
0,005
Примечание: Ме (LQ-UQ) - медиана (нижний квартиль - верхний квартиль); р(х-у) - достоверность различий между сравниваемыми группами; 1, 2, 3, 4 - соответствующие группы.
р
HEALTH. MEDICAL ECOLOGY. SCiENCE 3 (70) - 2017 61
что свидетельствует о стимулирующем влиянии на функциональную активность клеток врожденного и адаптивного иммунитета и являются перспективными веществами для создания лекарственных препаратов нового поколения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецова Т.А. и др. Биологическая активность фукоиданов из бурых водорослей и перспективы их применения в медицине // Антибиотики и химиотерапия. 2004; 49(5): 24-30.
2. Незговоров Д.В. и др. Иммунокорригирующая терапия фукоиданом при вторичных иммунодефи-цитах //Мед. иммунология. 2005. 7(2-3): 150.
3. Кузнецова Т.А. и др. Иммуностимулирующая и антикоагулянтная активность фукоидана из бурой водоросли Охотского моря Fucus evanescens // Антибиотики и химиотерапия. 2003; 48(4): 11-13.
4. Palkama T. Induction of interleukin-1 production by ligands binding to the scavenger receptor in human monocytes and Th1 cell line. Immunology. 1991. 74(3): 432-438.
5. Shibata Н., et. al. Properties of fucoidan from Cla-dosifon okamuranus Tokida in gastric mucosal protection. Bio. Factors. 2000; 11: 235-245.
6. Mytar B., et al. Induction of intracellular cyto-kine production in human monocytes/macrophages stimulated with ligands of pattern recognition receptors. Inflamm. Res. 2004; 53(3): 100-106. doi: 10.1007/ s00011-003-1233-1.
7. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Dmitrenok P.S., Zvyagintseva T.N. Structural similarities of fucoidans from brown algae Silvetia babingtonii and Fucus evanescens, determined by tandem MALDI-TOF mass spectrometry. Carbohydrate Research. 2012; 358: 78-81. doi: 10.1016/j.carres.2012.06.015.
8. Imbs T.I., Skriptsova A.V., Zvyagintseva T.N. Antioxidant activity of fucoidan-containing sulfated polysac-charides obtained from Fucus evanescens by different extraction methods. Journal of AppliedPhycology. 2015; 27(1): 545-553. doi: 10.1007/s10811-014-0293-7.
9. Сильченко А.С. Фукоиданазы и альгинат-лиазы морской бактерии Formosa algae KMM 3553T и морского моллюска Lambis sp.: Автореф. дис. ... канд. хим. наук: - Владивосток. 2014; 24 с.
Сведения об авторах
Иванушко Людмила Александровна - к.м.н., с.н.с. лаборатории иммунологии, НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П.Сомова; e-mail: [email protected];
Имбс Татьяна Игоревна - к.х.н, с.н.с. лаборатории химии ферментов Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, e-mail: [email protected].
© Коллектив авторов, 2017 г. doi: 10.5281/zenodo.817823
Удк 577.114:582.272
И.Д. Макаренкова1, Н.К. Ахматова2, Т.П. Ермакова3, М.Ю. Хотимченко4,
H.Н. Беседнова1, И.Б. Семенова2, М.А. Макаренков5, Т.Н. Звягинцева3
сульфатированные полисахариды бурых водорослей: структурные изменения дендритных клеток
1 НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова, Владивосток
2 НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова, Москва
3 Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, Владивосток
4 Дальневосточный федеральный университет, Владивосток
5 Тихоокеанский государственный медицинский университет, Владивосток
Изучено влияние различных по химической структуре сульфатированных полисахаридов из бурых водорослей Laminaria cichorioides и Laminaria japonica на морфофункциональную характеристику дендритных клеток, генерированных из костного мозга мышей линии CBA. Установлено, что сульфатированные полисахариды способствуют структурным и функциональным изменениям дендритных клеток.
Ключевые слова: дендритные клетки, сульфатированные полисахариды, морфология.
I.D. Makarenkova1, N.K. Akhmatova2, S.P. Ermakova3, M.Y. Khotimchenko4, N.N. Besednova1, I.B. Semenova2, M.A. Makarenkov5, T.N. Zvyagintseva3 SULFATED PoLYSACCHARIDES oF BRoWN ALGAE: structural and functional changes of DENDRITIC CELLS
