Особенности экспрессии цитокинов в условиях её модификации вакцинными антигенами вирусов (SARS-CoV-2 и Influenzavirus) и бенз(а)пиреном на экспериментальных моделях in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Проведена оценка особенностей модифицирующего действия бенз(а)пирена на показатели цитокинового профиля, а также вакцинных антигенов вирусов SARS-CoV-2 и Influenzavirus в условиях эксперимента in vitro.
Материалы и методы. Исследована смешанная популяция иммуноцитов, выделенная на градиенте плотности смеси фиколла и верографина, в условиях культивации в течение 72 ч с последующим анализом цитокинового профиля методом иммуноферментного анализа. В качестве индуцирующих факторов (модификаторов) использовали бенз(а)пирен, вирусные вакцинные антигены S-белок SARS-CoV-2 и гемагглютинины вирусов гриппа типа A и B.
Результаты. Установлена разнонаправленная модификация продукции цитокиновых медиаторов для условий экспозиции in vitro бенз(а)пиреном, сопровождающаяся активацией экспрессии IL-8 и угнетением продукции IL-6 (р = 0,003–0,047). Аналогичные изменения экспрессии цитокинов сохранялись и для условий сочетанной нагрузки с вирусными антигенами SARS-CoV-2 и Influenzavirus. Антигены SARS-CoV-2 преимущественно стимулировали экспрессию цитокинов (IL-1β, IL-10 и IL-8), при этом активация цитокинового профиля антигенами Influenzavirus ограничивалась повышением экспрессии IL-8 с достижением максимального её уровня в условиях комбинированной (SARS-CoV-2 + Influenzavirus) вирусной нагрузки (р = 0,002–0,047). Одновременное внесение в культуру клеток бенз(а)пирена и вирусных антигенов сопровождалось усилением экспрессии провоспалительных цитокинов IL-1β и TNF-α (p = 0,004–0,038).
Ограничения исследования. Ограничения методического подхода in vitro связаны с неоднозначностью трансляции (переноса) и экстраполяции результатов, полученных на клеточных и субклеточных моделях, на процессы, происходящие в макроорганизме.
Заключение. Результаты исследования дополняют и уточняют представления об участии цитокиновых компартментов межклеточных взаимодействий в механизме развития иммуновоспалительных процессов, ассоциированных с персистенцией вирусов SARS-CoV-2 и Influenzavirus и модифицирующим воздействием бенз(а)пирена. Исследование позволило верифицировать на экспериментальных моделях in vitro особенности сочетанного воздействия химических и биологических факторов (дисбаланс экспрессии IL-8 и IL-6), идентифицировать маркёры их эффектов для оценки эффективности мероприятий по профилактике социально значимых вирусных инфекций в условиях дестабилизации среды обитания.

Об авторах

Нина Владимировна Зайцева

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: znv@fcrisk.ru
академик РАН, доктор мед. наук, профессор, научный руководитель ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь, Россия

Ксения Геннадьевна Старкова

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: skg@fcrisk.ru
канд. биол. наук, зав. лаб. иммунологии и аллергологии ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь, Россия

Олег Владимирович Долгих

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: oleg@fcrisk.ru
доктор мед. наук, профессор, зав. отд. иммунобиологических методов диагностики, ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь, Россия

Алиса Сергеевна Ширинкина

ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: shirinkina.ali@yandex.ru
науч. сотр. отд. иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь, Россия

Список литературы

  1. GBD 2016 Lower Respiratory Infections Collaborators. Estimates of the global, regional, and national morbidity, mortality, and aetiologies of lower respiratory infections in 195 countries, 1990–2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet Infect. Dis. 2018; 18(11): 1191–210. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(18)30310-4
  2. Rahman S., Montero M.T.V., Rowe K., Kirton R., Kunik F.Jr. Epidemiology, pathogenesis, clinical presentations, diagnosis and treatment of COVID-19: a review of current evidence. Expert Rev. Clin. Pharmacol. 2021; 14(5): 601–21. https://doi.org/10.1080/17512433.2021.1902303
  3. Khorramdelazad H., Kazemi M.H., Najafi A., Keykhaee M., Zolfaghari Emameh R., Falak R. Immunopathological similarities between COVID-19 and influenza: Investigating the consequences of co-infection. Microb. Pathog. 2021; 152: 104554. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2020.104554
  4. Chang D., Dela Cruz C., Sharma L. Beneficial and detrimental effects of cytokines during Influenza and COVID-19. Viruses. 2024; 16(2): 308. https://doi.org/10.3390/v16020308
  5. Pacheco-Hernández L.M., Ramírez-Noyola J.A., Gómez-García I.A., Ignacio-Cortés S., Zúñiga J., Choreño-Parra J.A. Comparing the cytokine storms of COVID-19 and pandemic Influenza. J. Interferon Cytokine Res. 2022; 42(8): 369–92. https://doi.org/10.1089/jir.2022.0029
  6. Зайцева Н.В., Май И.В., Рейс Ж., Спенсер П.С., Кирьянов Д.А., Камалтдинов М.Р. К оценке дополнительной заболеваемости населения COVID-19 в условиях загрязнения атмосферного воздуха: методические подходы и некоторые практические результаты. Анализ риска здоровью. 2021; (3): 14–28. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.3.02 https://elibrary.ru/ulmefu
  7. Loaiza-Ceballos M.C., Marin-Palma D., Zapata W., Hernandez J.C. Viral respiratory infections and air pollutants. Air Qual. Atmos. Health. 2022; 15(1): 105–14. https://doi.org/10.1007/s11869-021-01088-6
  8. Weaver A.K., Head J.R., Gould C.F., Carlton E.J., Remais J.V. Environmental factors influencing COVID-19 incidence and severity. Annu. Rev. Public Health. 2022; 43: 271–91. https://doi.org/10.1146/annurev-publhealth-052120-101420
  9. Monoson A., Schott E., Ard K., Kilburg-Basnyat B., Tighe R.M., Pannu S., et al. Air pollution and respiratory infections: the past, present, and future. Toxicol. Sci. 2023; 192(1): 3–14. https://doi.org/10.1093/toxsci/kfad003
  10. Rzymski P., Poniedziałek B., Rosińska J., Rogalska M., Zarębska-Michaluk D., Rorat M., et al. The association of airborne particulate matter and benzo[a]pyrene with the clinical course of COVID-19 in patients hospitalized in Poland. Environ. Pollut. 2022; 306: 119469. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119469
  11. Bukowska B., Mokra K., Michałowicz J. Benzo[a]pyrene – environmental occurrence, human exposure, and mechanisms of toxicity. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(11): 6348. https://doi.org/10.3390/ijms23116348
  12. Долгих О.В., Никоношина Н.А. Риск формирования дисбаланса популяционного состава лимфоцитов и специфической сенсибилизации у детей, проживающих в условиях аэрогенной экспозиции бенз(а)пиреном в Арктической зоне России. Анализ риска здоровью. 2023; (4): 68–75. https://doi.org/10.21668/health.risk/2023.4.06 https://elibrary.ru/rlmmrl
  13. Liu W., Zhao Y., Fan J., Shen J., Tang H., Tang W., et al. Smoke and spike: benzo[a]pyrene enhances SARS-CoV-2 infection by boosting NR4A2-induced ACE2 and TMPRSS2 expression. Adv. Sci. (Weinh). 2023; 10(26): e2300834. https://doi.org/10.1002/advs.202300834
  14. Schmidt J.R., Haupt J., Riemschneider S., Kämpf C., Löffler D., Blumert C., et al. Transcriptomic signatures reveal a shift towards an anti-inflammatory gene expression profile but also the induction of type I and type II interferon signaling networks through aryl hydrocarbon receptor activation in murine macrophages. Front. Immunol. 2023; 14: 1156493. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1156493
  15. Yu Y.Y., Jin H., Lu Q. Effect of polycyclic aromatic hydrocarbons on immunity. J. Transl. Autoimmun. 2022; 5: 100177. https://doi.org/10.1016/j.jtauto.2022.100177
  16. Fueldner C., Kohlschmidt J., Riemschneider S., Schulze F., Zoldan K., Esser C., et. al. Benzo(a)pyrene attenuates the pattern-recognition-receptor induced proinflammatory phenotype of murine macrophages by inducing IL-10 expression in an aryl hydrocarbon receptor-dependent manner. Toxicology. 2018; 409: 80–90. https://doi.org/10.1016/j.tox.2018.07.011
  17. Bock K.W. Aryl hydrocarbon receptor (AHR)-mediated inflammation and resolution: Non-genomic and genomic signaling. Biochem. Pharmacol. 2020; 182: 114220. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.114220
  18. Ryabkova V.A., Churilov L.P., Shoenfeld Y. Influenza infection, SARS, MERS and COVID-19: Cytokine storm – The common denominator and the lessons to be learned. Clin. Immunol. 2021; 223: 108652. https://doi.org/10.1016/j.clim.2020.108652
  19. Choreño-Parra J.A., Jiménez-Álvarez L.A., Cruz-Lagunas A., Rodríguez-Reyna T.S., Ramírez-Martínez G., Sandoval-Vega M., et al. Clinical and immunological factors that distinguish COVID-19 from pandemic Influenza A (H1N1). Front. Immunol. 2021; 12: 593595. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.593595
  20. Essa S., Shamsah M., Alsarraf A.H., Esmaeil A., Al-Shammasi A., Raghupathy R. Influence of SARS-CoV-2 infection on cytokine production by mitogen-stimulated peripheral blood mononuclear cells and neutrophils in COVID-19 intensive care unit patients. Microorganisms. 2022; 10(11): 2194. https://doi.org/10.3390/microorganisms10112194
  21. Mudd P.A., Crawford J.C., Turner J.S., Souquette A., Reynolds D., Bender D., et al. Distinct inflammatory profiles distinguish COVID-19 from influenza with limited contributions from cytokine storm. Sci. Adv. 2020; 6(50): eabe3024. https://doi.org/10.1126/sciadv.abe3024
  22. Zsichla L., Müller V. Risk factors of severe COVID-19: a review of host, viral and environmental factors. Viruses. 2023; 15(1): 175. https://doi.org/10.3390/v15010175

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© , 2025


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.