Состояние внеклеточного матрикса селезенки при введении липосомальной формы декстразида мышам в периоде хронического БЦЖ-индуцированного гранулематоза

Ким Л. Б.; Путятина А. Н.; Русских Г. С.; Троицкий А. В.

Состояние внеклеточного матрикса селезенки при введении липосомальной формы декстразида мышам в периоде хронического БЦЖ-индуцированного гранулематоза

Ким Л. Б.,

Путятина А. Н.,

Русских Г. С.,

Троицкий А. В.

2024

https://doi.org/10.29235/1814-6023-2024-21-3-219-230

Фиброз паренхиматозных органов является распространенным осложнением туберкулеза. На модели БЦЖ-индуцированного воспаления у мышей продемонстрированы изменения метаболизма внеклеточного матрикса (ВКМ) селезенки при введении липосомальной формы декстразида (ЛФДЗ), содержащей изониазид и окисленный декстран.Мыши были разделены на 4 группы: 1 – интактные животные; 2 – инфицированные мыши после однократного внутривенного введения вакцины БЦЖ; 3 ‒ животные, которым через 6 мес. после инфицирования в течение 3 мес. вводили раствор ЛФДЗ внутриперитонеально; 4 – мыши, которым вводили то же, что и животным группы 3, но ингаляционно. У мышей группы 2 обнаружены признаки выраженного фиброза селезенки (повышенное содержание гиалуронана, фракций гидроксипролина) при активации гиалуронидаз, матриксных металлопротеиназ (ММП), α2-макроглобулина и повышенном содержании тканевых ингибиторов ММП (TИМП-1 и TИМП-2) относительно данных группы 1. В группе 3 отмечены изменения в структуре протеогликанов (увеличение содержания уроновых кислот и галактозы), снижение уровней гиалуронана и свободного гидроксипролина, повышение активности гиалуронидаз. Активность ММП и содержание ТИМП соответствовали показателям в группе 2. В группе 4 также увеличилось содержание уроновых кислот и галактозы в протеогликанах, но отмечалось снижение уровня пептидно-связанного гидроксипролина и более заметным было снижение содержания гиалуронана. Активность всех ферментов, регулирующих метаболизм ВКМ, была снижена относительно показателей в группе 2.Таким образом, внутриперитонеальное введение ЛФДЗ инфицированным мышам привело к активации гиалуронидаз, изменению структуры протеогликанов, снижению содержания свободного гидроксипролина. Ингаляционное введение ЛФДЗ наряду с изменениями структуры протеогликанов снижало активность ММП, гиалуронидаз, α2-макроглобулина, а также содержание ТИМП-1 и ТИМП-2, пептидно-связанного гидроксипролина. Антифибротический эффект ЛФДЗ проявился в снижении уровня пептидно-связанного гидроксипролина и в более значимом снижении содержания гиалуронана при ингаляционном введении, чем при внутриперитонеальном.

Ким Л. Б., Путятина А. Н., Русских Г. С., Троицкий А. В. Состояние внеклеточного матрикса селезенки при введении липосомальной формы декстразида мышам в периоде хронического БЦЖ-индуцированного гранулематоза. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. 2024;21(3):219-230. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2024-21-3-219-230

Цитирование

Список литературы

1. Global tuberculosis report 2020 / World Health Organization. – Geneva: World Health Organization, 2020. – 232 р.

2. Opportunities for overcoming Mycobacterium tuberculosis drug resistance: emerging mycobacterial targets and hostdirected therapy / E. Torfs [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2019. – Vol. 20, N 12. – Art. 2868. https://doi.org/10.3390/ijms20122868

3. Михайлова, Л. П. Сравнительная характеристика цитокинового профиля и морфологических проявлений гранулематозного воспаления у мышей BALB/c и C57BL/6 / Л. П. Михайлова, О. В. Макарова // Иммунология. – 2005. – № 2. – С. 95–98.

4. Antifibrotics effect of liposome-encapsulated composition of oxidized dextran and isonicotinic acid hydrazide in mice with BCG-induced granulomatosis depends on administration route / L. B. Kim [et al.] // Bull. Exp. Biol. Med. – 2020. – Vol. 169, N 1. – P. 71–76. https://doi.org/10.1007/s10517-020-04827-4

5. Ким, Л. Б. Роль перлекана в ремоделировании внеклеточного матрикса печени, легких и селезенки мышей после введения вакцины БЦЖ и липосомальной формы декстразида / Л. Б. Ким, А. Н. Путятина, Г. С. Русских // Эксперим. и клин. гастроэнтерология. – 2022. – № 11. – С. 204–210.

6. Русова, Т. В. Биохимические изменения протеогликанов суставного хряща при прогрессирующем остеоартрозе / Т. В. Русова, В. С. Баитов // Бюл. Сиб. отд-ния Рос. акад. мед. наук. – 2008. – Т. 28, № 2. – С. 25–29.

7. Путятина, А. Н. Способ определения фракций гидроксипролина в биологическом материале: пат. Ru 2735375 C1 / А. Н. Путятина, Г. С. Русских, Л. Б. Ким. – Опубл. 30.10.2020.

8. Morgado, F. N. Infectious diseases and the lymphoid extracellular matrix remodeling: a focus on conduit system / F. N. Morgado, A. V. A. da Silva, R. Porrozzi // Cells. – 2020. – Vol. 9, N 3. – Art. 725. https://doi.org/10.3390/cells9030725

9. The extracellular matrix of the spleen as a potential organizer of immune cell compartments / Z. Lokmic [et al.] // Semin. Immunol. – 2008. – Vol. 20, N 1. – P. 4–13. https://doi.org/10.1016/j.smim.2007.12.009

10. Glycosaminoglycans in infectious disease / E. Kamhi [et al.] // Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. – 2013. – Vol. 88, N 4. – P. 928–943. https://doi.org/10.1111/brv.12034

11. The good and the bad collagens of fibrosis ‒ Their role in signaling and organ function / M. A. Karsdal [et al.] // Adv. Drug Deliv. Rev. – 2017. – Vol. 121. – P. 43–56. https://doi.org/10.1016/j.addr.2017.07.014

12. Tocchi, A. Functional interactions between matrix metalloproteinases and glycosaminoglycans / A. Tocchi, W. C. Parks // FEBS J. – 2013. – Vol. 280, N 10. – P. 2332–2341. https://doi.org/10.1111/febs.12198

13. Human splenic macrophages as a model for in vitro infection with Mycobacterium tuberculosis / J. Henao [et al.] // Tuberculosis (Edinb.). – 2007. – Vol. 87, N 6. – P. 509–517. https://doi.org/10.1016/j.tube.2007.07.002

14. Immunometabolism of phagocytes during Mycobacterium tuberculosis infection / R. Kumar [et al.] // Front Mol. Biosci. – 2019. – Vol. 6. – Art. 105. https://doi.org/10.3389/fmolb.2019.00105

15. Tomlin, H. A complex interplay between the extracellular matrix and the innate immune response to microbial pathogens / H. Tomlin, A. M. Piccinini // Immunology. – 2018. – Vol. 155, N 2. – P. 186–201. https://doi.org/10.1111/imm.12972

16. Hypoxia and transforming growth factor-β1 act independently to increase extracellular matrix production by placental fibroblasts / C.-P. Chen [et al.] // J. Clin. Endocrinol. Metab. – 2005. – Vol. 90, N 2. – P. 1083–1090. https://doi.org/10.1210/jc.2004-0803

17. Hypoxia regulates the expression of extracellular matrix associated proteins in equine dermal fibroblasts via HIF1 / K. Deschene [et al.] // J. Dermatol. Sci. – 2012. – Vol. 65, N 1. – P. 12–18. https://doi.org/10.1016/j.jdermsci.2011.09.006

18. Structural and functional analysis of hypoxia-inducible factor 1 / G. L. Semenza [et al.] // Kidney Int. – 1997. – Vol. 51, N 2. – P. 553–555. https://doi.org/10.1038/ki.1997.77

19. Hypoxia and tissue destruction in pulmonary TB / M. Belton [et al.] // Thorax. – 2016. – Vol. 71, N 12. – P. 1145–1153. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2015-207402

20. Mycobacterium tuberculosis load in host cells and the antibacterial activity of alveolar macrophages are linked and differentially regulated in various lung lesions of patients with pulmonary tuberculosis / E. G. Ufimtseva [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2021. – Vol. 22, N 7. – P. 3452. https://doi.org/10.3390/ijms22073452

21. Altered systemic levels of acute phase proteins in tuberculous lymphadenitis and modulation after treatment / G. R. Kathamuthu [et al.] // PLoS One. – 2020. – Vol. 15, N 5. – P. e0233426. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233426

22. Ahmad, V. Prospective of extracellular matrix and drug correlations in disease management / V. Ahmad // Asian J. Pharm. Sci. – 2021. – Vol. 16, N 2. – P. 147–160. https://doi.org/10.1016/j.ajps.2020.06.007

23. Способ лечения туберкулеза легких: пат. Ru 2122855 C1 / Ю. Н. Курунов, В. А. Краснов, А. В. Свистельник, Н. Н. Яковченко. – Опубл. 10.12.1998.

24. Конъюгат изониазид-декстран и его применение: пат. Ru 2163120 C1 / В. А. Шкурупий [и др.]. – Опубл. 20.02.2001.

25. Pulmonary delivery of liposomal dry powder inhaler formulation for effective treatment of idiopathic pulmonary fibrosis / S. Chennakesavulu [et al.] // Asian J. Pharm. Sci. – 2018. – Vol. 13, N 1. – P. 91–100. https://doi.org/10.1016/j.ajps.2017.08.005

26. Michel, R. Experimental aspects of colloidal interactions in mixed systems of liposome and inorganic nanoparticle and their applications / R. Michel, M. Gradzielski // Int. J. Mol. Sci. – 2012. – Vol. 13, N 9. – P. 11610–11642. https://doi.org/10.3390/ijms130911610

27. Fibrogenesis in granulomas and lung interstitium in tuberculous inflammation in mice / V. A. Shkurupiy [et al.] // Bull. Exp. Biol. Med. – 2014. – Vol. 156, N 6. – P. 731–735. https://doi.org/10.1007/s10517-014-2435-y

28. Elkington, P. T. Tuberculosis immunopathology: the neglected role of extracellular matrix destruction / P. T. Elkington, J. M. D’Armiento,J. S. Friedland // Sci. Transl. Med. – 2011. – Vol. 3, N 71. – P. 71ps6. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3001847

29. Next generation matrix metalloproteinase inhibitors – novel strategies bring new prospects / M. Levin [et al.] // Biochim. Biophys. Acta ‒ Mol. Cell Res. – 2017. – Vol. 1864, N 11, pt. A. – P. 1927–1939. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2017.06.009

30. Cui, N. Biochemical and biological attributes of matrix metalloproteinases / N. Cui, M. Hu, R. A. Khalil // Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. – 2017. – Vol. 147. – P. 1–73. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2017.02.005

Источник

Информация

Автор

Ким Л. Б. Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины
Путятина А. Н. Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины
Русских Г. С. Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины
Троицкий А. В. Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины

Страницы

219-230

Год издания

2024

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук