In vitro и in vivo иммуноадъювантные эффекты модифицированного ферментативным гидролизом фукоидана

Цель. Сравнительное изучение иммуноадъювантной активности фукоиданов из бурой водоросли Fucus evanescens (образцы 1 и 2) в отношении овальбумина (ОВА) in vitro и in vivo. Материал и методы. Образец 1 — модифицированный ферментативным гидролизом фукоидан, образец 2 — нативный фукоидан. Влияние фукоиданов in vitro на уровень экспрессии основных иммунофенотипических маркеров клеток врождённого и адаптивного иммунитета (нейтрофилов, натуральных киллеров, моноцитов, лимфоцитов) исследовали методом проточной цитометрии. Иммуноадъювантные эффекты фукоидана in vivo оценивали по продукции сывороточных антител (IgG, IgG1, IgG2а) и цитокинов (IFNγ, IL-2, IL-10, IL-12) у мышей BALB/c, иммунизированных ОВА. Результаты. Исследованные образцы фукоидана активировали эффекторные функции клеток врождённого и адаптивного иммунитета in vitro и усиливали Th1 (IgG2а, INFγ, IL-2) и Th2 (IgG1, IL-10) иммунный ответ к ОВА in vivo. Выводы. Иммуноадъювантные эффекты модифицированного ферментативным гидролизом фукоидана сопоставимы с таковыми нативного фукоидана.

1. Alekseyenko T.V., Zhanayeva S.Y., Venediktova A.A., Zvyagintseva T.N., Kuznetsova T.A., Besednova N.N., Korolenko T.A. Antitumor and antimetastatic activity of fucoidan, a sulfated polysaccharide isolated from the Okhotsk Sea Fucus evanescens brown alga. Bull Exp Biol Med. 2007; 143 (6): 730–732. doi: 10.1007/s10517-007-0226-4.

2. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Ermakova S.P., Vishchuk O.S., Nazarenko E.L., Dmitrenok P.S., Zvyagintseva T.N. Anticancer activity in vitro of a fucoidan from the brown alga Fucus evanescens and its low-molecular fragments, structurally characterized by tandem mass-spectrometry. Carbohydr Polym. 2012; 87 (1): 186–194. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.07.036.

3. Menshova R.V., Shevchenko N.M., Imbs T.I., Zvyagintseva T.N., Malyarenko O.S., Zaporoshets T.S., Besednova N.N., Ermakova S.P. Fucoidans from brown alga Fucus evanescens: structure and biological activity. Front Marine Sci. 2016; 3: 1–9. doi: 10.1177/1934578X1801300837.

4. Запорожец Т. С., Крыжановский С. П., Персиянова Е. В., Кузнецова Т. А., Смолина Т. П., Гажа А. К., Шевченко Н. М., Звягинцева Т. Н., Ермакова С. П., Беседнова Н. Н. Корригирующее действие фукоидана, сульфатированного полисахарида из бурой водоросли Fucus evanescens, при формировании специфического иммунного ответа против вирусов сезонного гриппа у пожилых людей. Антибиотики и химиотер. 2020; 65 (3–4): 23–28. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-3-4-23–28.

5. Silchenko A.S., Rasin A.B., Kusaykin M.I., Malyarenko O.S., Shevchenko N.M., Zueva A.O., Kalinovsky A.I., Zvyagintseva T.N., Ermakova S.P. Modification of native fucoidan from Fucus evanescens by recombinant fucoidanase from marine bacteria Formosa algae. Carbohydr Polym. 2018; 193: 189–195. doi: 10.1016/j.carbpol.2018.03.094.

6. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Dmitrenok P.S., Zvyagintseva T.N. Structural simi-larities of fucoidans from brown algae Silvetia babingtonii and Fucus evanescens, determined by tandem MALDI-TOF mass spectrometry. Carbohydr Res. 2012; 358: 78–81. doi: 10.1016/j.carres.2012.06.015.

7. Ikewaki N., Iwasaki M., Kurosawa G., Rao K.-S., Lakey-Beitia J., Preethy S., Abraham S.J.K. β glucan vaccine adjuvant approach for cancer treatment through immune enhancement (B VACCIEN) in specific immunocompromised populations. Hum Vaccin Immunother. 2021; 17 (8): 2808–2813. https://doi.org/10.3892/or.2021.8225.

8. Kim S.-Y., Joo H.-G. Evaluation of adjuvant effects of fucoidan for improving vaccine efficacy. J Vet Sci. 2015; 16 (2): 145–150. doi: 10.4142/jvs.2015.16.2.145.

9. Kuznetsova T.A., Persiyanova E.V., Ermakova S.P., Khotimchenko M.Yu., Besednova N.N. The sulfated polysaccharides of brown algae and products of their enzymatic transformation as potential vaccine adjuvants. Nat Prod Com. 2018; 13 (8): 1083–1095. doi: 10.1177/1934578X1801300837.

10. Pifferi C., Fuentes R., Fernández-Tejada A. Natural and synthetic carbohydrate-based vaccine adjuvants and their mechanisms of action. Nat Rev Chem. 2021; 5: 197–216. doi: 10.1038/s41570-020-00244-3.

11. Zhang W., Oda T., Yu Q., Jin J.O. Fucoidan from Macrocystis pyrifera has powerful immune-modulatory effects compared to three other fucoidans. Mar Drugs. 2015; 13: 1084–1104. doi: 10.3390/md13031084.

12. Seder R.A., Hill A.V. Vaccines against intracellular infections requiring cellular immunity. Nature. 2000; 406:793–798. doi: 10.1038/s41570-020-00244-3.

13. 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.

14. 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.

15. Mathers A.R., Cuff C.F. Role of Interleukin-4 (IL-4) and IL-10 in serum immunoglobulin G antibody responses following mucosal or systemic reovirus. Infect J Virol. 2004; 78: 3352–3360. doi: 10.1128/jvi.78.7.3352-3360.2004.

16. Gherardi R.K., Eidi H., Crepeaux G., Authier F.J., Cadusseau J. Biopersistence and brain translocation of aluminum adjuvants of vaccines. Front Neurol. 2015; 6: 4. doi: 10.3389/fneur.2015.00004.