pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2022-32-2-226-231pulmo-3854Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESПротивомикробная активность сыворотки крови при муковисцидозе до и после трансплантации легкихAntimicrobial activity of serum of cystic fibrosis patients before and after lung transplantationhttps://orcid.org/0000-0001-9769-1634АрзуманянВ. Г.ArzumanyanV. G.

Арзуманян Вера Георгиевна – доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией физиологии грибов и бактерий 

105064, Россия, Москва, Малый Казенный переулок, 5а

Vera G. Arzumanyan, Doctor of Biology, Рrofessor, Head оf Laboratory оf Bacterial аnd Fungal Physiology

Malуy Kazennуy per. 5a, Moscow, 105064, Russia

veraar@mail.ruОжованИ. М.OzhovanI. M.

Ожован Ирина Михайловна – кандидат биологических наук., старший научный сотрудник лаборатории физиологии грибов и бактерий 

105064, Россия, Москва, Малый Казенный переулок, 5а

Irina M. Ozhovan, Candidate of Biology, Senior Researcher, Laboratory оf Bacterial аnd Fungal Physiology

Malуy Kazennуy per. 5a, Moscow, 105064, Russia

iroj@yandex.ruПолищукВ. Б.PolishchukV. B.

Полищук Валентина Борисовна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории вакцинопрофилактики и иммунотерапии 

105064, Россия, Москва, Малый Казенный переулок, 5а

Valentina B. Polishchuk, Candidate of Medicine, Senior Researcher, Laboratory оf Vaccination аnd Immunotherapy

Malуy Kazennуy per. 5a, Moscow, 105064, Russia

polischook@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1382-9403КостиновМ. П.KostinovM. P.

Костинов Михаил Петрович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией вакцинопрофилактики и иммунотерапии 

105064, Россия, Москва, Малый Казенный переулок, 5а

Mikhail P. Kostinov, Doctor of Medicine, Professor, Head of Laboratory оf Vaccination аnd Immunotherapy

Malуy Kazennуy per. 5a, Moscow, 105064, Russia

monolit.96@mail.ruРыжовА. А.RyzhovA. A.

Рыжов Алексей Анатольевич – старший научный сотрудник лаборатории вакцинопрофилактики и иммунотерапии 

105064, Россия, Москва, Малый Казенный переулок, 5а

Aleksey A. Ryzhov, Senior Researcher, Laboratory оf Vaccination аnd Immunotherapy

Malуy Kazennуy per. 5a, Moscow, 105064, Russia

vaccinuus@gmail.comБлаговидовД. А.BlagovidovD. V.

Благовидов Дмитрий Александрович – младший научный сотрудник лаборатории вакцинопрофилактики и иммунотерапии 

105064, Россия, Москва, Малый Казенный переулок, 5а

Dmitriy A. Blagovidov, Junior Researcher, Laboratory оf Vaccination аnd Immunotherapy

Malуy Kazennуy per. 5a, Moscow, 105064, Russia

vaccinuus@gmail.comФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И.Мечникова»РоссияI.I.Mechnikov Research Institute of Vaccines and SeraRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И.Мечникова»Russian Federation202202052022322226231Copyright © Арзуманян В.Г., Ожован И.М., Полищук В.Б., Костинов М.П., Рыжов А.А., Благовидов Д.А., 20222022Арзуманян В.Г., Ожован И.М., Полищук В.Б., Костинов М.П., Рыжов А.А., Благовидов Д.А.Arzumanyan V.G., Ozhovan I.M., Polishchuk V.B., Kostinov M.P., Ryzhov A.A., Blagovidov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/3854

Муковисцидоз (МВ) – системное наследственное заболевание, одним из проявлений которого является хронический инфекционный процесс респираторного тракта, обусловленный бактериями и грибами. Особую роль в гуморальной защите при МВ играют многочисленные антимикробные пептиды (АМП), каждый из которых подробно охарактеризован. Недавно разработан метод, позволяющий оценить совокупную противомикробную активность всех АМП разных биологических жидкостей.

Целью исследования явилось применение данного метода для оценки противомикробной активности сывороток и их низкомолекулярных фракций, содержащих АМП, у пациентов с МВ до и после трансплантации легких.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследовании использовалась сыворотка крови, полученная от пациентов (n = 11) в возрасте 24–33 лет с диагнозом МВ до и после трансплантации легких. Совокупная активность сыворотки крови и ее фракций с молекулярной массой < 100 кДа определялась посредством действия данных образцов на клетки тест-культуры Candida albicans и спектрофотометрического измерения процента красителя, вошедшего в убитые клетки, по сравнению с контрольными необработанными клетками.

Результаты

Результаты. Установлено, что у пациентов с МВ исходно снижена активность цельной сыворотки и ее АМП-фракции по сравнению с таковой у здоровых лиц (медиана) – 82,3 % vs 87,8 % (p ≤ 0,01) и 17,2 % vs 41,9 % (p ≤ 0,01). В результате трансплантации у пациентов с МВ повышалась не только общая активность сыворотки крови, но и активность их АМП-фракций (84,5 % vs 33,3 %). Отмечена положительная динамика активности АМП-фракций сыворотки крови с момента проведения трансплантации в течение 12 мес. Показано, что при МВ снижено содержание сывороточного альбумина, который достигал нормальных уровней в результате трансплантации.

Заключение

Заключение. Очевидно, что при МВ звенья сывороточного гуморального иммунитета, отвечающие за непосредственную противомикробную защиту, проявляют более низкую активность по сравнению с нормой, однако трансплантация легких способствует значительному повышению их активности.

Cystic fibrosis (CF) is a systemic congenital disease characterized by chronic bronchopulmonary infection of bacterial and fungal origins. Numerous antimicrobial peptides (AMP) play a special role in humoral immunity in CF patients. Each AMP was characterized in detail earlier. A new method has been developed recently in the Russian Federation for estimation of the cumulative antimicrobial activity of all AMPs in different bioliquids.

The aim of the study was the application of this method for the estimation of antimicrobial activity of whole sera and the AMP-containing low molecular serum fractions in patients with CF before and after lung transplantation.

Methods

Methods. Sera from 11 CF patients of 24 – 33 years old obtained before and after lung transplantation were used in the study. Antimicrobial activities of the whole serum and its fractions with the molecular mass under 100 kDa were estimated by the effect of the specimens on Candida albicans test culture cells and by spectrophotometric assay of dye, which was internalized by the killed cells, as compared to the control untreated cells.

Results

Results. The total serum activity and AMP fractions activity in patients with CF were lower than in the healthy volunteers (medians): 82.3% vs 87.8 % (p ≤ 0.01) and 17.2% vs 41.9% (p ≤ 0.01). After the lung transplantation, both activities increased to 84.5% vs 33.3%, respectively. The improvement of AMP fractions activity was observed during 12 months after the transplantation. Serum albumin levels were lower in CF patients as compared to the reference values but normalized after lung transplantation.

Conclusion

Conclusion. Obviously, the activity of the serum components of humoral immunity, which are responsible for direct antimicrobial defense, is decreased in CF patients compared to the reference values. The lung transplantation increased their activity considerably.

cystic fibrosisantimicrobial peptidesantimicrobial activityalbuminReferencesШагинян И.А., Капранов Н.И., Чернуха М.Ю. и др. Микробный пейзаж нижних дыхательных путей у различных возрастных групп детей, больных муковисцидозом. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2010; (1): 15–20.Shaginyan I.A., Kapranov N.I., Chernukha M.Yu. et al. [Microbial landscape of the lower respiratory tract in different age groups of children with cystic fibrosis]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2010; (1): 15–20 (in Russian).Tomazin R., Matos T. Fungal infections in patients with cystic fibrosis. Zdravniški Vestnik. 2017; 86 (1–2): 42–52. DOI: 10.6016/ZdravVestn.1552.Tomazin R., Matos T. Fungal infections in patients with cystic fibrosis. Zdravniški Vestnik. 2017; 86 (1–2): 42–52. DOI: 10.6016/ZdravVestn.1552.Bruscia E.M., Bonfield T.L. Innate and adaptive immunity in cystic fibrosis. Clin. Chest Med. 2016; 37 (1): 17–29. DOI: 10.1016/j.ccm.2015.11.010.Bruscia E.M., Bonfield T.L. Innate and adaptive immunity in cystic fibrosis. Clin. Chest Med. 2016; 37 (1): 17–29. DOI: 10.1016/j.ccm.2015.11.010.Bals R., Weiner D.J., Wilson J.M. The innate immune system in cystic fibrosis lung disease. J. Clin. Investig. 1999; 103 (3): 303–312. DOI: 10.1172/JCI6277.Bals R., Weiner D.J., Wilson J.M. The innate immune system in cystic fibrosis lung disease. J. Clin. Investig. 1999; 103 (3): 303–312. DOI: 10.1172/JCI6277.Арзуманян В.Г., Масюкова С.А., Сергеев А.Ю. и др. Активность секретируемых антимикробных пептидов, иммуноглобулины и микробиота кожи при акне. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2017; (1): 88–94.Arzumanyan V.G., Masyukova S.A., Sergeev A.Yu. et al. [Secretory antimicrobial peptides activity, immunoglobulins and skin microbiota in acne patients]. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya. 2017; (1): 88–94 (in Russian).Muthig M., Hebestreit A., Ziegler U. et al. Persistence of Candida species in the respiratory tract of cystic fibrosis patients. Med. Mycol. 2010; 48 (1): 56–63. DOI: 10.3109/13693780802716532.Muthig M., Hebestreit A., Ziegler U. et al. Persistence of Candida species in the respiratory tract of cystic fibrosis patients. Med. Mycol. 2010; 48 (1): 56–63. DOI: 10.3109/13693780802716532.Gileles-Hillel A., Shoseyov D., Polacheck I. et al. Association of chronic Candida albicans respiratory infection with a more severe lung disease in patients with cystic fibrosis. Pediatr. Pulmonol. 2015; 50 (11): 1082–1089. DOI: 10.1002/ppul.23302.Gileles-Hillel A., Shoseyov D., Polacheck I. et al. Association of chronic Candida albicans respiratory infection with a more severe lung disease in patients with cystic fibrosis. Pediatr. Pulmonol. 2015; 50 (11): 1082–1089. DOI: 10.1002/ppul.23302.Капранов Н.И. Муковисцидоз – современное состояние проблемы. Пульмонология. 2006; (Прил.): 5–11.Kapranov N.I. [Cystic fibrosis is the current state of the problem]. Pul’monologiya. 2006; (Suppl.): 5–11 (in Russian).Gray R.D., Imrie M., Boyd A.C. et al. Sputum and serum calprotectin are useful biomarkers during CF exacerbation. J. Cyst. Fibros. 2010; 9 (3): 193–198. DOI: 10.1016/j.jcf.2010.01.005.Gray R.D., Imrie M., Boyd A.C. et al. Sputum and serum calprotectin are useful biomarkers during CF exacerbation. J. Cyst. Fibros. 2010; 9 (3): 193–198. DOI: 10.1016/j.jcf.2010.01.005.Eichler I., Nilsson M., Rath R. et al. Human neutrophil lipocalin, a highly specifi marker for acute exacerbation in cystic fi osis. Eur. Respir. J. 1999; 14 (5): 1145–1149. DOI: 10.1183/09031936.99.14511459.Eichler I., Nilsson M., Rath R. et al. Human neutrophil lipocalin, a highly specifi marker for acute exacerbation in cystic fi osis. Eur. Respir. J. 1999; 14 (5): 1145–1149. DOI: 10.1183/09031936.99.14511459.Грызунов Ю.А., Добрецов Г.Е., ред. Альбумин сыворотки крови в клинической медицине. Кн. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа; 1998.Gryzunov Yu.A., Dobretsov G.E., ed. [Serum albumin in clinical medicine]. Vol. 2. Moscow: GEOTAR-Media; 1998 (in Russian).Ferrer R., Mateu X., Maseda E. et al. Non-oncotic properties of albumin: A multidisciplinary vision about the implications for critically ill patients. Expert Rev. Clin. Pharmacol. 2018; 11 (2): 125–137. DOI: 10.1080/17512433.2018.1412827.Ferrer R., Mateu X., Maseda E. et al. Non-oncotic properties of albumin: A multidisciplinary vision about the implications for critically ill patients. Expert Rev. Clin. Pharmacol. 2018; 11 (2): 125– 137. DOI: 10.1080/17512433.2018.1412827.Арзуманян В.Г., Ожован И.М., Свитич О.А. Антимикробное действие альбумина на клетки бактерий и дрожжей. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019; 167 (6): 722–725Arzumanyan V.G., Ozhovan I.M., Svitich O.A. Antimicrobial action of albumin on bacterial and yeast cells. Bulletin of Experimental Bio­ logy and Medicine. 2019; 167 (6): 722–725.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.