Иммуноадъювантная активность экзополисахаридов морских бактерий в условиях нормы и иммуносупрессии

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. Moscovici M. Present and future medical applications of microbial exopolysaccharides. Front Microbiol 2015; 6: 1012–1022. doi: 10.3389/fmicb.2015.01012.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Seder R.A., Hill A.V. Vaccines against intracellular infections requiring cellular immunity. Nature 2000; 406: 793–798. doi: 10.1038/35021239.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. Cain D.W., Cidlowski J.A. Immune regulation by glucocorticoids. Nat Rev Immunol 2017: 17: 233–247. doi: 10.1038/nri.2017.1.

17. 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.

18. 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.