antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2021-66-5-6-17-22antibiotics-815Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESИммуноадъювантная активность экзополисахаридов морских бактерий в условиях нормы и иммуносупрессииImmunoadjuvant activity of marine bacteria exopolysaccharides in normal and immunosuppressive conditionshttps://orcid.org/0000-0002-4315-6959КузнецоваТ. А.KuznetsovaT. A.

Кузнецова Татьяна Алексеевна — д. м. н., главный научный сотрудник лаборатории иммунологии

ResearcherID: I-8399-2018; eLIBRARY SPIN-код: 2359-1132; Scopus Author ID: 7202571979

Сельская, 1, НИИ эпидемиологиии и микробиологии, Владивосток

 

Tatyana A. Kuznetsova — D. Sc. in medicine

ResearcherID: I-8399-2018; eLIBRARY SPIN code: 2359-1132; Scopus Author ID: 7202571979

1 Selskaya, G. P. Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Vladivostok

takuznets@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5686-8672ПерсияноваЕ. В.PersiyanovaE. V.

Персиянова Елена Викторовна — к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории иммунологии

ResearcherID: I-3513-2018; eLIBRARY SPIN-код: 8385-7621; Scopus Author ID: 56311963200

Владивосток

Elena V. Persiyanova — Ph. D. in biology

ResearcherID: I-3513-2018; eLIBRARY SPIN: 8385-7621; Scopus Author ID: 56311963200

Vladivostok

https://orcid.org/0000-0001-9525-668XИванушкоЛ. А.IvanushkoL. A.

Иванушко Людмила Александровна – к. м. н., старший научный сотрудник лаборатории иммунологии

ResearcherID: K-2879-2018; eLIBRARY SPIN-код: 1535-7665; Scopus Author ID: 6507058048

Владивосток

Lyudmila A. Ivanushko — Ph. D. in medicine

ResearcherID: K-2879-2018; eLIBRARY SPIN: 1535-7665; Scopus Author ID: 6507058048

Vladivostok

https://orcid.org/0000-0003-4505-3627СмолинаТ. П.SmolinaT. P.

Смолина Татьяна Павловна — к. б. н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии

ResearcherID: J-4344-2018; eLIBRARY SPIN-код: 3503-8898; Scopus Author ID: 6603763859

Владивосток

Tatyana P. Smolina — Ph. D. in biology

ResearcherID: J-4344-2018; eLIBRARY SPIN code: 3503-8898; Scopus Author ID: 6603763859

Vladivostok

https://orcid.org/0000-0002-2672-1629ГажаА. К.GazhaA. K.

Гажа Анна Константиновна – к. м. н., старший научный сотрудник лаборатории иммунологии

ResearcherID: J-4350-2018; eLIBRARY SPIN-код: 1960-4471; Scopus Author ID: 6508049418

Владивосток

Anna K. Gazha — Ph. D. in medicine

ResearcherID: J-4350-2018; eLIBRARY SPIN code: 1960-4471; Scopus Author ID: 6508049418

Vladivostok

https://orcid.org/0000-0003-2245-6802КокоулинМ. С.KokulinM. S.

Кокоулин Максим Сергеевич – к. х. н., старший научный сотрудник лаборатории химии углеводов и липидов

ResearcherID: N-8353-2013; eLIBRARY SPIN-код: 9170-5830; Scopus Author ID: 54410589100

Владивосток

Maksim S. Kokulin — Ph. D. in chemistry

ResearcherID: N-8353-2013; eLIBRARY SPIN: 9170-5830; Scopus Author ID: 54410589100

Vladivostok

https://orcid.org/0000-0002-2760-9778БеседноваН. Н.BesednovaN. N.

Беседнова Наталия Николаевна — д. м. н., профессор, академик РАН, главный научный сотрудник лаборатории иммунологии «ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г. П. Сомова» Роспотребнадзора

eLIBRARY SPIN-код: 8931-9002; Scopus Author ID: 7006805123

Владивосток

Natalia N. Besednova — D.Sc. in medicine, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, G. P. Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology

eLIBRARY SPIN: 8931-9002; Scopus Author ID: 7006805123

Vladivostok

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г. П. Сомова Роспотребнадзора»РоссияG. P. Somov Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyRussian FederationТихоокеанский институт биоорганической химии им. Г. Б. Елякова ДВО РАНРоссияG. B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic ChemistryRussian Federation202127082021665-61722Copyright © Кузнецова Т.А., Персиянова Е.В., Иванушко Л.А., Смолина Т.П., Гажа А.К., Кокоулин М.С., Беседнова Н.Н., 20212021Кузнецова Т.А., Персиянова Е.В., Иванушко Л.А., Смолина Т.П., Гажа А.К., Кокоулин М.С., Беседнова Н.Н.Kuznetsova T.A., Persiyanova E.V., Ivanushko L.A., Smolina T.P., Gazha A.K., Kokulin M.S., Besednova N.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/815

Цель. Исследование механизмов иммуноадъювантного действия экзополисахаридов (ПС) морских микроорганизмов в условиях нормы и иммуносупрессии in vivo. Материал и методы. Экспериментальные исследования проведены на мышах-самцах линии ВАLВ/с, которых иммунизировали композициями ПС или гидроокиси алюминия с овальбумином (OВA). Иммуносупрессию индуцировали путём трёхкратного внутрибрюшинного введения дексаметазона (2 мг/кг). В сыворотке крови определяли уровень специфических антител (IgG, IgG1 и IgG2a) и цитокинов (IFN-γ, IL-2, IL-10). Результаты. При включении ПС в состав иммунных композиций у животных выявлено усиление специфического иммунного ответа к ОВА, сопоставимое с эффектом гидроокиси алюминия. Под влиянием исследуемых ПС также увеличивался уровень как про-, так и противовоспалительных цитокинов. Выводы. ПС из морских бактерий действуют как адъюванты в условиях нормального и иммуносупрессированного организма, стимулируя смешанный Th1 (IgG2а, INF-γ) и Th2 (IgG1, IL-10) иммунный ответ к ОВА.

Aim. To assess the mechanisms of immunoadjuvant activity of marine bacteria exopolysaccharides (PS) in normal and immunosuppressive conditions in vivo. Material and methods. Experimental studies were carried out on male ВALB/c mice, immunized with compositions of PS or aluminum hydroxide and ovalbumin (OVA). Immunosuppression was induced by triple intraperitoneal administration of dexamethasone (2 mg/kg). Serum levels of specific antibodies (IgG, IgG1, and IgG2a) and cytokines (IFN-γ, IL-2, IL-10) were determined. Results. The inclusion of PS to the immune compositions led to the formation of an enhanced specific IgG, IgG1, and IgG2a to OVA, comparable to the effect of aluminum hydroxide. The studied PS also contributed to an increase in the level of both pro- and anti-inflammatory cytokines. Conclusion. PS from marine bacteria act as adjuvants in normal and immunosuppressive conditions, stimulating a mixed Th1 (IgG2a, INF-γ) and Th2 (IgG1, IL-10) immune response to OVA.

ПС морских бактерийадъювантыдексаметазоновальбуминцитокиныpolysaccharides of marine bacteriaadjuvantsdexamethasoneovalbumincytokinesReferencesPersing D.H., Coler R.N., Lacy M.J., Johnson D.A., Baldridge J.R., Hershberg R.M., Reed S.G. Taking toll: Lipid A mimetics as adjuvants and immunomodulators. Trends Microbiol. 2002; 10: s32–s37. doi: 10.1016/s0966-842x(02)02426-5.Persing D.H., Coler R.N., Lacy M.J., Johnson D.A., Baldridge J.R., Hershberg R.M., Reed S.G. Taking toll: Lipid A mimetics as adjuvants and immunomodulators. Trends Microbiol. 2002; 10: s32–s37. doi: 10.1016/s0966-842x(02)02426-5.Casella C.R., Mitchell T.C. Putting endotoxin to work for us: Monophosphoryl lipid A as a safe and effective vaccine adjuvant. Cell Mol Life Sci. 2008; 65: 3231. doi: 10.1007/s00018-008-8228-6.Casella C.R., Mitchell T.C. Putting endotoxin to work for us: Monophosphoryl lipid A as a safe and effective vaccine adjuvant. Cell Mol Life Sci. 2008; 65: 3231. doi: 10.1007/s00018-008-8228-6.Kamphuis T., Meijerhof T., Stegmann T., Lederhofer J., Wilschut J., de Haan A. Immunogenicity and protective capacity of a virosomal respiratory syncytial virus vaccine adjuvanted with monophosphoryl lipid A in mice. PLoS ONE. 2012; 7: e36812. doi: 10.1371/journal.pone.0036812.Kamphuis T., Meijerhof T., Stegmann T., Lederhofer J., Wilschut J., de Haan A. Immunogenicity and protective capacity of a virosomal respiratory syncytial virus vaccine adjuvanted with monophosphoryl lipid A in mice. PLoS ONE. 2012; 7: e36812. doi: 10.1371/journal.pone.0036812.Tota J.E., Struyf F., Sampson J.N., Gonzalez P., Ryser M., Herrero R. et al. Efficacy of the AS04-adjuvanted HPV-16/18 vaccine: pooled analysis of the Costa Rica Vaccine and PATRICIA randomized controlled trials. J Natl Cancer Inst. 2020; 112: 818–828. doi: 10.1093/jnci/djz222.Tota J.E., Struyf F., Sampson J.N., Gonzalez P., Ryser M., Herrero R. et al. Efficacy of the AS04-adjuvanted HPV-16/18 vaccine: pooled analysis of the Costa Rica Vaccine and PATRICIA randomized controlled trials. J Natl Cancer Inst. 2020; 112: 818–828. doi: 10.1093/jnci/djz222.Moscovici M. Present and future medical applications of microbial exopolysaccharides. Front Microbiol 2015; 6: 1012–1022. doi: 10.3389/fmicb.2015.01012.Moscovici M. Present and future medical applications of microbial exopolysaccharides. Front Microbiol 2015; 6: 1012–1022. doi: 10.3389/fmicb.2015.01012.Lin M.H., Yang Y.L., Chen Y.P., Hua K.-F., Lu C.-P., Sheu F. et al. A novel exopolysaccharide from the biofilm of Thermusaquaticus YT-1 induces the immune response through Toll-like receptor 2. J Biol Chem. 2011; 286 (20): 17736–45. doi: 10.1074/jbc.M110.200113.Lin M.H., Yang Y.L., Chen Y.P., Hua K.-F., Lu C.-P., Sheu F. et al. A novel exopolysaccharide from the biofilm of Thermusaquaticus YT-1 induces the immune response through Toll-like receptor 2. J Biol Chem. 2011; 286 (20): 17736–45. doi: 10.1074/jbc.M110.200113.Yu L., Sun G., Wei J., Wang Y., Du C., Li J. Activation of macrophages by an exopolysaccharide isolated from Antarctic Psychrobacter sp. B-3. Chinese J. of Oceanology and Limnology 2016; 34 (5): 1064–71. doi:10.1007/s00343-016-4393-x.Yu L., Sun G., Wei J., Wang Y., Du C., Li J. Activation of macrophages by an exopolysaccharide isolated from Antarctic Psychrobacter sp. B-3. Chinese J. of Oceanology and Limnology 2016; 34 (5): 1064–71. doi:10.1007/s00343-016-4393-x.Bai Y., Zhang P., Chen G., Cao J., Huang T., Chen K. Macrophage immunomodulatory activity of extracellular polysaccharide (PEP) of Antarctic bacterium Pseudoaltermonas sp. S-5. Int Immunopharmacol. 2012; 12 (4): 611–617. doi: 10.1016/j.intimp.2012.02.009.Bai Y., Zhang P., Chen G., Cao J., Huang T., Chen K. Macrophage immunomodulatory activity of extracellular polysaccharide (PEP) of Antarctic bacterium Pseudoaltermonas sp. S-5. Int Immunopharmacol. 2012; 12 (4): 611–617. doi: 10.1016/j.intimp.2012.02.009.Kokoulin M.S., Kuzmich A.S., Kalinovsky A.I., Tomshich S.V., Romanenko L.A., Mikhailov V.V., Komandrova N.A. Structure and anticancer activity of sulfated O-polysaccharide from marine bacterium Cobetia litoralis KMM 3880T. Carbohydr Polym. 2016; 154: 55–61. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.08.036.Kokoulin M.S., Kuzmich A.S., Kalinovsky A.I., Tomshich S.V., Romanenko L.A., Mikhailov V.V., Komandrova N.A. Structure and anticancer activity of sulfated O-polysaccharide from marine bacterium Cobetia litoralis KMM 3880T. Carbohydr Polym. 2016; 154: 55–61. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.08.036.Kokoulin M.S., Komandrova N.A., Kalinovsky A.I., Tomshich S.V., Romanenko L.A., Vaskovsky V.V. Idiomarina abyssalis КММ 227T containing a 2-O-sulfate-3-N-(4-hydroxybutanoyl)-3,6-dideoxy-d-glucose. Carbohydr Res. 2015; 41: 100-6. doi: 10.1016/j.carres.2015.05.012.Kokoulin M.S., Komandrova N.A., Kalinovsky A.I., Tomshich S.V., Romanenko L.A., Vaskovsky V.V. Idiomarina abyssalis КММ 227T containing a 2-O-sulfate-3-N-(4-hydroxybutanoyl)-3,6-dideoxy-d-glucose. Carbohydr Res. 2015; 41: 100-6. doi: 10.1016/j.carres.2015.05.012.Богачева Н.В., Тунева Н.А., Смирнов А.А., Галямова Д.А., Попеску Л.И. Разработка биологической модели иммуносупрессии при помощи дексаметазона. Вятский медицинский вестник 2018; 4 (60): 39–43.Bogacheva N.V., Tuneva N.A., Smirnov A.A., Galyamova D.A., Popesku L.I. Razrabotka biologicheskoi modeli immunosupressii pri pomoschi deksametazona. Vyatskii Medicinskii Vestnik 2018; 4 (60): 39–43. (in Russian)Seder R.A., Hill A.V. Vaccines against intracellular infections requiring cellular immunity. Nature 2000; 406: 793–798. doi: 10.1038/35021239.Seder R.A., Hill A.V. Vaccines against intracellular infections requiring cellular immunity. Nature 2000; 406: 793–798. doi: 10.1038/35021239.McKee A.S., Munks M.W., Marrack P. How do adjuvants work? Important considerations for new generation adjuvants. Immunity. 2007; 27: 687–690. doi: 10.1016/j.immuni.2007.11.003.McKee A.S., Munks M.W., Marrack P. How do adjuvants work? Important considerations for new generation adjuvants. Immunity. 2007; 27: 687–690. doi: 10.1016/j.immuni.2007.11.003.Coffman R.L., Sher A., Seder R.A. Vaccine Adjuvants: Putting Innate Immunity to Work. Immunity 2010; 33 (4): 492–503. doi: 10.1016/j.immuni.2010.10.002.Coffman R.L., Sher A., Seder R.A. Vaccine Adjuvants: Putting Innate Immunity to Work. Immunity 2010; 33 (4): 492–503. doi: 10.1016/j.immuni.2010.10.002.Xie Y., Tolmeijer S., Oskam J.M., Tonkens T., Meijer A.H., Schaaf M.J.M. Glucocorticoids inhibit macrophage differentiation towards a pro-inflammatory phenotype upon wounding without affecting their migration. Disease Models & Mechanisms. 2019; 12: dmm037887. doi: 10.1242/dmm.037887.Xie Y., Tolmeijer S., Oskam J.M., Tonkens T., Meijer A.H., Schaaf M.J.M. Glucocorticoids inhibit macrophage differentiation towards a pro-inflammatory phenotype upon wounding without affecting their migration. Disease Models & Mechanisms. 2019; 12: dmm037887. doi: 10.1242/dmm.037887.Cain D.W., Cidlowski J.A. Immune regulation by glucocorticoids. Nat Rev Immunol 2017: 17: 233–247. doi: 10.1038/nri.2017.1.Cain D.W., Cidlowski J.A. Immune regulation by glucocorticoids. Nat Rev Immunol 2017: 17: 233–247. doi: 10.1038/nri.2017.1.Ma W., Gee K., Lim W., Chambers K., Angel J.B., Kozlowski M., Kumar A. Dexamethasone inhibits IL-12p40 production in lipopolysaccharide-stimulated human monocytic cells by down-regulating the activity of c-Jun N-terminal kinase, the activation protein-1, and NF-kappa B transcription factors. J Immunol. 2004; 172: 318–30. doi: 10.4049/jimmunol.172.1.318.Ma W., Gee K., Lim W., Chambers K., Angel J.B., Kozlowski M., Kumar A. Dexamethasone inhibits IL-12p40 production in lipopolysaccharide-stimulated human monocytic cells by down-regulating the activity of c-Jun N-terminal kinase, the activation protein-1, and NF-kappa B transcription factors. J Immunol. 2004; 172: 318–30. doi: 10.4049/jimmunol.172.1.318.Vormehr M., Lehar S., Kranz L.M., Tahtinen S., Oei Y., Javinal V. et al. Dexamethasone premedication suppresses vaccine-induced immune responses against cancer. OncoImmunology. 2020; 9 (1): е1758004. DOI: 10.1080/2162402X.2020.1758004.Vormehr M., Lehar S., Kranz L.M., Tahtinen S., Oei Y., Javinal V. et al. Dexamethasone premedication suppresses vaccine-induced immune responses against cancer. OncoImmunology. 2020; 9 (1): е1758004. DOI: 10.1080/2162402X.2020.1758004.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.