Влияние B. longum 35624® на воспалительный ответ
КЛЮЧЕВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
В доклинических исследованиях in vivo и ex vivo на моделях воспаления легкого мыши установили, что ЭПС (Экзополисахарид) B. longum 35624®:
В доклинических исследованиях in vivo и ex vivo на моделях воспаления легкого мыши установили, что ЭПС (Экзополисахарид) B. longum 35624®:
- Подавляет провоспалительный ответу, отсутствие способности B. longum 35624® к синтезу ЭПС in vivo вызывало в легком повышение доли клеток, выделяющих IL-17 (Интерлейкин).
- В условиях ex vivo при стимуляции овальбумином или бактериальным липополисахаридом в клетках легкого мышей, которые получали не синтезирующий ЭПС B. longum 35624®, наблюдали усиление продукции IL-17.
- ЭПС B. longum 35624® предотвращает развитие провоспалительного ответа, опосредованного CD4+Th-17 клетками.
ВВЕДЕНИЕ[1]
Микробиота кишечника оказывает значительное влияние на состояние здоровья и жизнедеятельность организма-хозяина. Основные известные функции микробиома у человека включают удаление патогенов, участие в пищеварении, усиление дифференцировки эпителия ЖКТ (Желудочно-кишечный тракт) и стимуляцию роста MALT (Лимфоидная ткань, связанная со слизистой оболочкой (mucosa-associated lymphoid tissue)).
Помимо этого, показано существенное влияние микробиоты кишечника на активность иммунной системы. Эффекты различных микроорганизмов, при этом, могут существенно различаться.
Пробиотик B. longum 35624® способен индуцировать толерогенный ответ иммунной системы, в частности за счет стимуляции регуляторных Т-лимфоцитов и других механизмов действия. ЭПС (Экзополисахарид) микроорганизма является одним из основных иммуногенных компонентов, поэтому Schiavi et al. (2016) в серии экспериментов in vivo изучили влияние B. longum 35624® на провоспалительный иммунный ответ.
Помимо этого, показано существенное влияние микробиоты кишечника на активность иммунной системы. Эффекты различных микроорганизмов, при этом, могут существенно различаться.
Пробиотик B. longum 35624® способен индуцировать толерогенный ответ иммунной системы, в частности за счет стимуляции регуляторных Т-лимфоцитов и других механизмов действия. ЭПС (Экзополисахарид) микроорганизма является одним из основных иммуногенных компонентов, поэтому Schiavi et al. (2016) в серии экспериментов in vivo изучили влияние B. longum 35624® на провоспалительный иммунный ответ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ[1]
Микроорганизмы
Для исследования использовали 2 штамма B. longum 35624®:
Животные
В экспериментах использовали самок мышей линии BALB/c в возрасте от 8 до 12 недель.
Экспериментальная модель
Мышам (n = 8 в группе) в первый, 14 и 21 дни исследования в целях иммунизации внутрибрюшинно вводили 50 мкг овальбумина в комбинации с адъювантом.
На 26, 27 и 28 дни мыши получали разрешающие дозы овальбумина интраназально.
B. longum 35624® или B. longum 35624® EPSneg инстиллировали интраназально в 19, 25 и 27 дни эксперимента. Мыши из группы положительного контроля не получали пробиотик.
На 29 день исследования животных умерщвляли, изолировали клетки легкого. Методом проточной цитометрии оценивали содержание цитокин-продуцирующих клеток в легких.
Также клетки инкубировали в присутствии овальбумина в концентрации 50 мкг/мл или липополисахарида в концентрации 500 нг/мл в течение 48 ч, затем оценивали секрецию цитокинов в надосадочную жидкость методом иммуноферментного анализа.
Для исследования использовали 2 штамма B. longum 35624®:
- Родительский штамм дикого типа;
- B. longum 35624 EPSneg, в результате генетической модификации не способный к синтезу ЭПС.
Животные
В экспериментах использовали самок мышей линии BALB/c в возрасте от 8 до 12 недель.
Экспериментальная модель
Мышам (n = 8 в группе) в первый, 14 и 21 дни исследования в целях иммунизации внутрибрюшинно вводили 50 мкг овальбумина в комбинации с адъювантом.
На 26, 27 и 28 дни мыши получали разрешающие дозы овальбумина интраназально.
B. longum 35624® или B. longum 35624® EPSneg инстиллировали интраназально в 19, 25 и 27 дни эксперимента. Мыши из группы положительного контроля не получали пробиотик.
На 29 день исследования животных умерщвляли, изолировали клетки легкого. Методом проточной цитометрии оценивали содержание цитокин-продуцирующих клеток в легких.
Также клетки инкубировали в присутствии овальбумина в концентрации 50 мкг/мл или липополисахарида в концентрации 500 нг/мл в течение 48 ч, затем оценивали секрецию цитокинов в надосадочную жидкость методом иммуноферментного анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ[1]
Иммунные клетки легкого
Состав цитокин-продуцирующих клеток в легких отражен на Рисунке 1.
У мышей с овальбуминовым пневмонитом на фоне введение B. longum 35624® EPSneg отмечали увеличение доли IL-17-продуцирующих клеток, при этом родительский штамм не оказывал существенного влияния на клетки, секретирующие данный цитокин.
Оба штамма B. longum 35624® стимулировали клетки, выделяющие IL-10, а родительский штамм пробиотика снижал активность продуцирующих IFN-γ клеток в легком.
Состав цитокин-продуцирующих клеток в легких отражен на Рисунке 1.
У мышей с овальбуминовым пневмонитом на фоне введение B. longum 35624® EPSneg отмечали увеличение доли IL-17-продуцирующих клеток, при этом родительский штамм не оказывал существенного влияния на клетки, секретирующие данный цитокин.
Оба штамма B. longum 35624® стимулировали клетки, выделяющие IL-10, а родительский штамм пробиотика снижал активность продуцирующих IFN-γ клеток в легком.
Рисунок 1. Распределение цитокин-продуцирующих клеток в легком мыши с экспериментальным овальбуминовым воспалением на фоне введения B. longum 35624®
Примечания: OVA – животные трижды в первый, 14 и 21 дни получали овальбумин внутрибрюшинно, в 26, 27 и 28 дни – интраназально; 35624 – родительский штамм B. longum 35624®; EPSneg – штамм B. longum 35624®, не экспрессирующий ЭПС; пробиотик вводили интраназально в 19, 25 и 27 дни исследования.
Стимуляция овальбумином ex vivo
В клетках легкого мышей, которые получали B. longum 35624® EPSneg, отмечали усиление продукции IL-17 в 5,7 раз по сравнению с показателями, полученными для положительного контроля (p < 0,05, Рисунок 2).
При этом как родительский, так и не способный к продукции ЭПС штаммы B. longum 35624® усиливали секрецию IL-10 (p < 0,05 по сравнению с положительным контролем), однако эффект EPSneg-штамма был вдвое более выраженным.
Существенных различий в продукции IFN-γ между группами не обнаружили.
В клетках легкого мышей, которые получали B. longum 35624® EPSneg, отмечали усиление продукции IL-17 в 5,7 раз по сравнению с показателями, полученными для положительного контроля (p < 0,05, Рисунок 2).
При этом как родительский, так и не способный к продукции ЭПС штаммы B. longum 35624® усиливали секрецию IL-10 (p < 0,05 по сравнению с положительным контролем), однако эффект EPSneg-штамма был вдвое более выраженным.
Существенных различий в продукции IFN-γ между группами не обнаружили.
Рисунок 2. Влияние B. longum 35624® на продукцию цитокинов клетками легкого мышей с овальбуминовой моделью воспаления при стимуляции овальбумином
Примечания: OVA – животные трижды в первый, 14 и 21 дни получали овальбумин внутрибрюшинно, в 26, 27 и 28 дни – интраназально; 35624 – родительский штамм B. longum 35624®; EPSneg – штамм B. longum 35624®, не экспрессирующий ЭПС; пробиотик вводили интраназально в 19, 25 и 27 дни исследования; на 29 день изолировали клетки легкого и инкубировали с овальбумином в концентрации 50 мкг/мл.
Стимуляция липополисахаридом ex vivo
При стимуляции клеток липополисахаридом получили результаты, сопоставимые с наблюдаемыми при воздействии овальбумина (Рисунок 3).
При стимуляции клеток липополисахаридом получили результаты, сопоставимые с наблюдаемыми при воздействии овальбумина (Рисунок 3).
Рисунок 3. Влияние B. longum 35624® на продукцию цитокинов клетками легкого мышей с овальбуминовой моделью воспаления при стимуляции липополисахаридом
Примечания: 35624 – родительский штамм B. longum 35624®; EPSneg – штамм B. longum 35624®, не экспрессирующий ЭПС; EPScomp – штамм B. longum 35624®, не экспрессирующий ЭПС, в который ввели плазмиду ЭПС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в серии экспериментов in vivo и ex vivo установили, что ЭПС играет ключевую роль в подавлении провоспалительного ответа на B. longum 35624®, опосредованного CD4+ Th-17 клетками.
Отсутствие ЭПС приводило к развитию выраженного воспалительного ответа на B. longum 35624®и усилению экспериментального пневмонита, вызванного овальбумином.
Отсутствие ЭПС приводило к развитию выраженного воспалительного ответа на B. longum 35624®и усилению экспериментального пневмонита, вызванного овальбумином.
Использованные источники:
1. Schiavi E, Gleinser M, Molloy E, Groeger D, Frei R, Ferstl R, et al. The Surface-Associated Exopolysaccharide of Bifidobacterium longum 35624 Plays an Essential Role in Dampening Host Proinflammatory Responses and Repressing Local TH17 Responses. Appl Environ Microbiol. 2016;82(24):7185-7196. doi:10.1128/AEM.02238-16
1. Schiavi E, Gleinser M, Molloy E, Groeger D, Frei R, Ferstl R, et al. The Surface-Associated Exopolysaccharide of Bifidobacterium longum 35624 Plays an Essential Role in Dampening Host Proinflammatory Responses and Repressing Local TH17 Responses. Appl Environ Microbiol. 2016;82(24):7185-7196. doi:10.1128/AEM.02238-16
Дата публикации: 08.11.2022