Научная статья на тему 'Монофенол ТС-13 увеличивает выживаемость мышей, зараженных вирулентным штаммом Mycobacterium tuberculosis'

Монофенол ТС-13 увеличивает выживаемость мышей, зараженных вирулентным штаммом Mycobacterium tuberculosis Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
73
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИНТЕТИЧЕСКИЙ МОНОФЕНОЛ ТС-13 / SYNTHETIC MONOPHENOL TS-13 / ТУБЕРКУЛЕЗ / TUBERCULOSIS / H37RV / СИСТЕМА KEAP1/NRF2/ARE / KEAP1/NRF2/ARE SYSTEM

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Кожин Петр Михайлович, Ковнер Анна Владимировна, Зенков Николай Константинович, Петренко Татьяна Игоревна, Кандалинцева Наталья Валерьевна

Цель исследования определить оптимальную для моделирования у мышей экспериментального туберкулезного гранулематоза дозу вирулентного штамма Mycobacterium tuberculosis H37Rv и исследовать влияние оригинального индуктора системы Keap1/Nrf2/ARE ТС-13 (3-(3'-трет-бутил-4'-гидроксифенил)пропилтиосульфонат натрия) на выживаемость животных и динамику формирования гранулем. Материал и методы. Генерализованный туберкулезный гранулематоз моделировали однократным введением в хвостовую вену самцам мышей линии BALB/c двухмесячного возраста M. tuberculosis штамм H37Rv в дозах 106, 107 и 108 микробных тел. Еще одна группа животных в день инфицирования M. tuberculosis (107 микробных тел) начинала получать ТС-13 с питьевой водой (100 мг/кг массы тела). Ежедневно фиксировали выживаемость, через 5 недель мышей выводили из эксперимента и забирали образцы печени для гистологического исследования. Результаты и их обсуждение. Установлено, что при моделировании у мышей BALB/c туберкулезного гранулематоза, вызванного внутривенным введением вирулентного штамма M. tuberculosis H37Rv, наиболее адекватной является доза 107 микробных тел. На 36 сутки после введения 107 микробных тел M. tuberculosis смертность была значимо меньше в группе мышей, получавших с питьевой водой индуктор сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE монофенол ТС-13 (выжило 44 и 15 % мышей соответственно). В то же время по количеству и диаметру гранулем в печени эти две группы не различались. Результаты показывают высокую перспективность изучения роли окислительного стресса и редокс-чувствительной сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE в туберкулезном гранулематозе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Кожин Петр Михайлович, Ковнер Анна Владимировна, Зенков Николай Константинович, Петренко Татьяна Игоревна, Кандалинцева Наталья Валерьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MONOPHENOL TS-13 improves SURVIVAL in MICE INFECTed with VIRULENT Mycobacterium tuberculosis

The aim of the study was to determine the dose of a virulent strain of Mycobacterium tuberculosis H37Rv that is optimal for modeling experimental tuberculosis granulomatosis in mice and to investigate the effect of the original inductor of the Keap1/Nrf2/ARE system TS-13 (sodium 3(3'tert -butyl-4'-hydroxyphenyl) propylthiosulfonate) on animal survival and the dynamics of granuloma formation. Material and methods. Generalized tuberculosis granulomatosis was modeled by a single injection into the tail vein of male BALB/c mice of the 2-month-old M. tuberculosis strain H37Rv at doses of 106, 107 and 108 microbial bodies. Another group of animals on the day of infection with M. tuberculosis (107 microbial bodies) began to receive TS-13 with drinking water (100 mg/kg body weight). Survival was fixed daily; after 5 weeks, mice were euthanized and liver samples were taken for histological examination. Results and discussion. The dose of 107 microbial bodies was found to be the most adequate when modeling in BALB/c mice the tuberculosis granulomatosis caused by the intravenous injection of virulent M. tuberculosis strain H37Rv. At the 36th day after the injection of 107 microbial bodies, mortality was significantly lower in the group of mice receiving the inducer of the signal system Keap1/Nrf2/ARE monophenol TS-13 with drinking water (44 and 15% mice survived, respectively). At the same time, these two groups did not differ in the number and diameter of liver granulomas. The results show a high prospect of studying the role of oxidative stress and the redox-sensitive signal system Keap1/Nrf2/ARE in tuberculosis granulomatosis.

Текст научной работы на тему «Монофенол ТС-13 увеличивает выживаемость мышей, зараженных вирулентным штаммом Mycobacterium tuberculosis»

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 547.562.4:616-002.5 DOI: 10.15372/SSMJ20180101

монофенол тс-13 увеличивает выживаемость мышей, зараженных вирулентным штаммом Mycobacterium tuberculosis

Петр Михайлович КОЖИН1, Анна Владимировна КОВНЕР1,

Николай Константинович ЗЕНКОВ1, Татьяна Игоревна ПЕТРЕНКО2,

Наталья Валерьевна КАНДАЛИНЦЕВА3, Елена Брониславовна МЕНЬЩИКОВА1

1 НИИ экспериментальной и клинической медицины 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

2 Новосибирский НИИ туберкулеза 630040, Новосибирск, ул. Охотская, 81а

3 Новосибирский государственный педагогический университет 630126, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28

Цель исследования - определить оптимальную для моделирования у мышей экспериментального туберкулезного гранулематоза дозу вирулентного штамма Mycobacterium tuberculosis H37Rv и исследовать влияние оригинального индуктора системы Keap1/Nrf2/ARE ТС-13 (3-(3'-трет-бутил-4'-гидроксифенил)пропилтиосульфонат натрия) на выживаемость животных и динамику формирования гранулем. Материал и методы. Генерализованный туберкулезный гранулематоз моделировали однократным введением в хвостовую вену самцам мышей линии BALB/c двухмесячного возраста M. tuberculosis штамм H37Rv в дозах 106, 107 и 108 микробных тел. Еще одна группа животных в день инфицирования M. tuberculosis (107 микробных тел) начинала получать ТС-13 с питьевой водой (100 мг/кг массы тела). Ежедневно фиксировали выживаемость, через 5 недель мышей выводили из эксперимента и забирали образцы печени для гистологического исследования. Результаты и их обсуждение. Установлено, что при моделировании у мышей BALB/c туберкулезного гранулематоза, вызванного внутривенным введением вирулентного штамма M. tuberculosis H37Rv, наиболее адекватной является доза 107 микробных тел. На 36 сутки после введения 107 микробных тел M. tuberculosis смертность была значимо меньше в группе мышей, получавших с питьевой водой индуктор сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE монофенол ТС-13 (выжило 44 и 15 % мышей соответственно). В то же время по количеству и диаметру гранулем в печени эти две группы не различались. Результаты показывают высокую перспективность изучения роли окислительного стресса и редокс-чувствительной сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE в туберкулезном гранулематозе.

Ключевые слова: синтетический монофенол ТС-13, туберкулез, H37Rv, система Keap1/Nrf2/ARE.

В современных условиях туберкулез представляет серьезную медико-социальную проблему для России. Несмотря на все прилагаемые усилия и наметившуюся положительную динамику, эпидемиологическая ситуация остается напряженной, и страна все еще входит в список государств с самым высоким бременем туберкулезной инфекции и туберкулезом с множествен-

ной лекарственной устойчивостью [1, 18]. В связи с недостаточной эффективностью этиотропного лечения остается актуальным поиск новых подходов для патогенетической терапии туберкулеза и создания фармакологических препаратов нового типа, предназначенных для патогенетической, организм-ориентированной (host-targeted) терапии туберкулеза и направленных как на эли-

Кожин П.М. - к.м.н., научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов свободнорадикальных процессов, e-mail: kozhinpm@gmail.com

Ковнер А.В. - к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории структурных основ патогенеза социально значимых заболеваний, е-mail: anya.kovner@gmail.com

Зенков Н.К. - д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов

свободнорадикальных процессов, е-mail: lemen@centercem.ru

Петренко Т.И. - д.м.н., главный научный сотрудник, е-mail: tpetrenko@nsk-niit.ru

Кандалинцева Н.В. - к.х.н., директор Института естественных и социально-экономических наук,

е-mail: aquaphenol@mail.ru

Меньщикова Е.Б. - д.м.н., зав. лабораторией молекулярных механизмов свободнорадикальных процессов, е-mail: lemen@centercem.ru

минацию возбудителя, так и на профилактику деструктивных осложнений путем воздействия на функциональное состояние клеток иммунной системы. Наибольший интерес представляет перспектива использования таких препаратов в сфере лечения туберкулеза, вызванного устойчивыми к антибиотикам штаммами Mycobacterium tuberculosis (MDR, XDR) и сопряженного с нарушением иммунного ответа организма (например, ВИЧ-инфекцией).

Известно, что туберкулезное воспаление сопровождается развитием окислительного стресса и связанного с ним повреждения различных органов [9, 13, 15]. Для микобактерий показано усиление пролиферации в условиях окислительного стресса и продукции активированных кислородных метаболитов (АКМ) и ингибирование деления в присутствии антиоксидантов (например, имитатора супероксиддисмутазы MnTE-2-PyP) [12]. Обнаружено, что скэвенджеры АКМ, такие как MnTE-2-PyP и ^ацетил^-цистеин, снижают микобактериальную нагрузку инфицированных макрофагов, область поражения и деструктивные изменения в органах [11, 13]. Предположительной причиной такого эффекта может быть влияние указанных антиоксидантов на процессы фаголизосомального слияния: вероятно, MnTE-2-PyP восстанавливает редокс-баланс в клетке и запускает сигнальные пути, которые усиливают эти процессы [11].

Система Keap1/Nrf2/ARE является главным защитным механизмом, противостоящим окислительному стрессу [2]. Показано, что фармакологическая индукция редокс-чувствительной сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE способствует повышению резистентности к различным бактериальным агентам как in vitro, так и in vivo за счет повышения фагоцитарной активности макрофагов и последующей деградации бактерий [7, 10]. На сегодняшний день мало известно, какую роль опосредованная ARE регуля-торная система играет в механизмах развития и разрешения микобактериального гранулема-тозного воспаления, вызванного вирулентными штаммами M. tuberculosis. Анализ данных литературы позволяет предположить, что система Keap1/Nrf2/ARE может принимать участие в патогенезе туберкулезного гранулематозного воспаления, внося вклад в процесс формирования гранулем, а ее активация с помощью различных веществ и последующее снижение продукции АКМ за счет увеличения экспрессии эндогенных антиоксидан-тов может снижать деструктивные изменения в органах. Однако взаимосвязь и механизм этих изменений при туберкулезном гранулематозном воспалении остаются мало изученными.

Ранее нами показано, что монофенол ТС-13 (3-(3'-трет-бутил-4'-гидроксифенил)пропилти-осульфонат натрия) обладает способностью индуцировать редокс-чувствительную сигнальную систему Keap1/Nrf2/ARE [17]. На модели внутривенного введения мышам линии BALB/c вакцины БЦЖ проведено исследование действия ТС-13 на формирование гранулем и активность свободно-радикальных процессов в печени [6]. На 30 сутки после инфицирования в печени животных, получавших с питьевой водой антиоксидант ТС-13, наблюдалось достоверное снижение численной плотности гранулем (в 2,5 раза) и их диаметра (на 30 %). В экспериментах на мышах и крысах показано, что ТС-13 обладает выраженным защитным эффектом in vivo в отношении острых воспалительных процессов, способствуя уменьшению продукции АКМ и выраженности окислительного стресса, увеличивая выживаемость животных (септический шок) [8].

Высокая перспективность изучения роли окислительного стресса и редокс-чувствитель-ной сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE в туберкулезном гранулематозе обусловила цель настоящего исследования - на модели экспериментального туберкулезного гранулематоза у мышей, вызванного вирулентным штаммом M. tuberculosis H37Rv, исследовать влияние оригинального индуктора системы Keap1/Nrf2/ARE ТС-13 (3-(3'-трет-бутил-4'-гидроксифенил)про-пилтиосульфонат натрия) на выживаемость животных и динамику формирования гранулем.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

ТС-13 синтезирован в НИИ химии антиок-сидантов (Новосибирск) как описано ранее [3]. Исследование проводили на базе Новосибирской межобластной ветеринарной лаборатории на самцах мышей линии BALB/c двухмесячного возраста, полученных из вивария ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск). Генерализованный туберкулезный гранулематоз моделировали однократным введением в хвостовую вену M. tuberculosis H37Rv в 0,2 мл изотонического раствора NaCl. Животные были разделены на 5 групп по 10 особей в каждой: группа

1 - «контроль» (интактные мыши, которым вводили 0,2 мл изотонического раствора); группа

2 - мыши, которым вводили 106 микробных тел M. tuberculosis H37Rv в 0,2 мл изотонического раствора NaCl; группа 3 - мыши, которым вводили 107 микробных тел M. tuberculosis H37Rv; группа 4 - мыши, которым вводили 107 микробных тел M. tuberculosis H37Rv, получавшие в

дальнейшем с питьевой водой ТС-13 из расчета 100 мг/кг массы тела в сутки; группа 5 - мыши, которым вводили 108 микробных тел M. tuberculosis H37Rv. После инфицирования мышей наблюдали в течение 5 недель, выживаемость фиксировали ежедневно. Из эксперимента животных выводили путем дислокации позвонков в шейном отделе, забирали образцы тканей для гистологического исследования.

Для светооптического исследования полученный материал после фиксации в 10%-м растворе нейтрального формалина обезвоживали в серии спиртов возрастающей концентрации и ксилолов с последующим заключением в парафин. Из образцов печени изготавливали срезы толщиной 4-5 мкм, окрашивали по стандартной методике гематоксилином и эозином по методу ван Гизона, для визуализации возбудителя M. tuberculosis в органах применяли специфический гистохимический метод окраски по Цилю - Нильсену. Методом морфометрии с помощью закрытой тестовой системы площадью 3,64 х 105 мкм2 и инструментов программы ImageJ (NIH, США) на микроскопе AxioImager A1 («Carl Zeiss», Германия) определяли численную плотность (Nai) и диаметр гранулем.

Для определения достоверности различий в группах между кривыми выживаемости животных, построенными по методу Каплана - Майера, использовали F-критерий Кокса. Данные морфологических исследований представлены в виде среднего арифметического значения и ошибки среднего арифметического (M ± m), различия между группами оценивали с помощью критерия Стьюдента с поправкой Беньямини - Хохберга (FDR) для множественных сравнений.

результаты и их обсуждение

При моделировании генерализованного туберкулезного гранулематоза с помощью однократного введения в хвостовую вену M. tuberculosis H37Rv наблюдались дозозависимые межгрупповые различия в динамике смертности мышей (рис. 1). При введении M. tuberculosis в дозе 106 микробных тел падежа животных не наблюдалось на протяжении всего эксперимента. При введении 108 микробных тел гибель животных начинали регистрировать на 16 сутки, а гибель 90 % животных наблюдалась к 26 суткам. При введении 107 микробных тел смертность мышей была существенно меньшей (различие между кривыми выживаемости животных групп 3 и 5 статистически значимо, p = 0,01), при этом динамика смертности различалась в зависимости от того, получали мыши ТС-13 с питьевой водой или нет. Так, гибель животных группы 3 начинали регистрировать на 26 сутки, мышей группы 4, получавших с питьевой водой ТС-13, - на 27 сутки, а к концу наблюдения (36 суток) выжило соответственно 30 и 40 % мышей. После проведения гистологического исследования органов мышей стало очевидно, что часть животных не были инфицированы (отсутствие гранулем и отсутствие окраски при иммуногистохимическом исследовании на M. tuberculosis). С учетом этих данных динамика смертности мышей приобретает другой вид, различие между кривыми выживаемости животных групп 3 и 4 становится статистически значимым (p = 0,05) и изменяется процентное соотношение числа мышей, выживших к концу наблюдения (36 суток): 15 % в группе 3 и 44 % - в группе 4 (рис. 1, б).

100-

-О 100-

75-

75-

50-

25-

15

20 25

- H37Rv 106

Г

30 35

■ H37Rv 107

50-

25-

0

15 20 25 30

■ H37Rv 107 + ТС-13 —■?— H37Rv 108

—V

35

Рис. 1. Динамика выживаемости мышей после инфицирования M. tuberculosis штамм H37Rv

й г

¡5

U

о

и

х и

5

Я

V

190-1

180-

170-

160-

150

140

100

95

г

Í 90

я

85

80

□ H37Rv 106 □ H37Rv 107 □ H37Rv 107 + ТС-13

Рис. 2. Количество (а) и диаметр (б) гранулем, образовавшихся в печени мышей после инфицирования M. tuberculosis штамм H37Rv; * - отличие от величины соответствующего показателя группы 2 статистически значимо при p < 0,05

При анализе гистологических срезов печени мышей, полученных на 36 сутки после инфицирования, выявлено наличие диффузно расположенных макрофагальных гранулем. Их морфоме-трическое исследование показало, что гранулем при инфицировании дозой 107 микробных тел образовывалось несколько больше по сравнению с инокуляционной дозой 106 микробных тел (p > 0,05) (рис. 2, а), однако их диаметр был меньше (p < 0,05) (рис. 2, б). В группе мышей, инфицированных дозой 107 микробных тел и получавших ТС-13, количество и диаметр гранулем не отличались от величин соответствующих показателей группы с инокуляционной дозой 106 микробных тел.

Снижение гибели животных, получавших ТС-13, согласуется с ранее полученными результатами. Сепсис является лидирующей причиной смертности, связанной с дизрегуляцией системного иммунного ответа в ответ на бактериальные инфекции, что влечет за собой множественную органную недостаточность и смерть. Существует общее мнение, что Nrf2 оказывает протектив-ный эффект в отношении системных инфекций за счет влияния на NF-kB и модулирования экспрессии провоспалительных генов в макрофагах [16]. Ранее показано, что оригинальный синтетический монофенол ТС-13, индуцирующий Nrf2-зависимый сигнальный путь в экспериментах in vitro [3] и in vivo [8] и ингибирующий NF-kB-опосредованный сигналинг in vivo [14], обладает выраженным защитным эффектом in vivo в отношении острых воспалительных процессов, увеличивая выживаемость животных при септическом шоке [8].

Отсутствие положительного влияния ТС-13 на количество и размеры образовавшихся гранулем не согласуется с нашей первоначальной гипотезой. Ранее на модели внутривенного введения мышам линии BALB/c вакцины БЦЖ проведено исследование действия ТС-13 на формирование гранулем и активность свободнорадикальных процессов в печени [6]. На 30 сутки после инфицирования в печени животных, получавших с питьевой водой ТС-13 из расчета 100 мг/кг массы тела, наблюдалось достоверное снижение численной плотности гранулем (в 2,5 раза) и их диаметра (на 30 %), а также активности свобод-норадикальных процессов в печени. Хотя клеточный состав гранулем был сходен, в гранулемах мышей, получавших ТС-13, наблюдалось полное отсутствие гранулоцитов, являющихся главным деструктивным компонентом воспалительных процессов. Такие различия в динамике формирования гранулем в зависимости от типа мико-бактерий, вероятно, связаны с их вирулентными свойствами. В случае инфицирования авирулент-ными микобактериями (БЦЖ) влияния индуктора системы Кеар1/№£2/АКЕ монофенола ТС-13 на активацию макрофагов достаточно для стимулирования элиминации возбудителя, что выражается в снижении количества и размеров гранулем [4, 5]. В то же время вирулентный штамм сохраняет способность противостоять противомико-бактериальной защите макрофагов, и инволюции гранулематозного процесса не наблюдается. О различии процессов гранулемообразования говорит также следующий факт: если при инфицировании мышей вакциной БЦЖ зависимость между размерами и численной плотностью гранулем в

печени была прямой (коэффициент корреляции Спирмена r = 0,63, p = 0,0037), то при инокуляции вирулентного штаммаM. tuberculosis H37Rv - обратной (r = -0,57, p = 0,0073).

Возможно, влияние индуктора системы Keap1/Nrf2/ARE монофенола ТС-13 на динамику формирования гранулем будет более выраженным при длительном сроке наблюдения (3-6 месяцев) или дополнительном воздействии противотуберкулезных препаратов (рифампицин, изониазид).

заключение

При моделировании у мышей BALB/c туберкулезного гранулематоза, вызванного внутривенным введением вирулентного штамма M. tuberculosis H37Rv, наиболее адекватной является доза 107 микробных тел. Неинвазивное назначение животным оригинального монофенола ТС-13 способствует их лучшей выживаемости после инокуляции 107 микробных тел M. tuberculosis, что, возможно, связано с его способностью индуцировать редокс-зависимую систему Keap1/Nrf2/ARE, хотя не исключено опосредованное действие, через ингибирование провос-палительных сигнальных путей. Дальнейшее исследование возможности регуляции течения и инволюции гранулематозных воспалительных процессов индукторами редокс-чувствительной сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE позволит разработать новые фармакологические средства и подходы к терапии туберкулеза.

конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

благодарности

Авторы благодарят директора Новосибирской межобластной ветеринарной лаборатории В.В. Ларина за предоставление базы для проведения экспериментов с инфицированными животными. Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Современные оптические системы» НИИЭКМ, при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 16-34-00898).

список литературы

1. Васильева И.А., Белиловский Е.М., Борисов С.Е., Стерликов С.А. Заболеваемость, смертность и распространенность как показатели бремени туберкулеза в регионах ВОЗ, странах мира и в Российской Федерации. Часть 1. Заболеваемость и

распространенность туберкулеза // Туберкулез и болезни легких. 2017. 95. (6). 9-21.

2. Зенков Н.К., Кожин П.М., Чечушков А.В., Мартинович Г.Г., Кандалинцева Н.В., Меньщико-ва Е.Б. Лабиринты регуляции Nrf2 // Биохимия. 2017. 82. (5). 757-767.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Зенков Н.К., Меньщикова Е.Б., Кандалинцева Н.В., Олейник А.С., Просенко А.Е., Гусачен-ко О.Н., Шкляева О.А., Вавилин В.А., Ляхович В.В. Антиоксидантные и противовоспалительные свойства новых водорастворимых серосодержащих фенольных соединений // Биохимия. 2007. 72. (6). 790-798.

4. Кожин П.М., Зенков Н.К., Лемза А.Е., Чечушков А.В., Зайцева Н.С., Кандалинцева Н.В., Меньщикова Е.Б. Влияние индукции редокс-чувствительной системы Keap1/Nrf2/ARE на классическую активацию макрофагов // Сиб. науч. мед. журн. 2015. 35. (6). 37-44.

5. Кожин П.М., Зенков Н.К., Чечушков А.В., Зайцева Н.С., Кандалинцева Н.В., Меньщикова Е.Б. Редокс-чувствительная система антиоксидант-ре-спонсивного элемента как новая мишень для лечения туберкулеза // Acta Biomed. Sci. 2016. 1. (3-2). 92-95.

6. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Чечушков А.В., Кожин П.М., Черданцева Л.А., Шаркова Т.В., Потапова О.В., Любимов Г.Ю., Любимова Г.А., Ягу-нов С.Е. Участие активированных кислородных метаболитов и редокс-чувствительной сигнальной системы Keap1/Nrf2/ARE в развитии гранулематоз-ного воспаления // Сиб. науч. мед. журн. 2015. 35. (2). 31-36.

7. Harvey C.J., Thimmulappa R.K., Sethi S., Kong X., Yarmus L., Brown R.H., Feller-Kopman D., Wise R., Biswal S. Targeting Nrf2 signaling improves bacterial clearance by alveolar macrophages in patients with COPD and in a mouse model // Sci. Transl. Med. 2011. 3. (78). 78ra32.

8. Menshchikova E., Tkachev V., Lemza A., Sharko-va T., Kandalintseva N., Vavilin V., Safronova O., Zenkov N. Water-soluble phenol TS-13 combats acute but not chronic inflammation // Inflamm. Res. 2014. 63. (9). 729-740.

9. Menshchikova E., Zenkov N., Tkachev V., Pota-pova O., Cherdantseva L., Shkurupiy V. Oxidative stress and free-radical oxidation in BCG granulomatosis development // Oxid. Med. Cell. Longev. 2013. 2013. 452546.

10. Nairz M., Schleicher U., Schroll A., Sonnweber T., Theurl I., Ludwiczek S., Talasz H., Brandacher G., Moser P.L., MuckenthalerM.U., FangF.C., Bogdan C., Weiss G. Nitric oxide-mediated regulation of ferro-portin-1 controls macrophage iron homeostasis and immune function in Salmonella infection // J. Exp. Med. 2013. 210. (5). 855-873.

11. Oberley-Deegan R.E., Lee Y.M., Morey G.E., Cook D.M., Chan E.D., Crapo J.D. The antioxidant

mimetic, MnTE-2-PyP, reduces intracellular growth of Mycobacterium abscessus // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2009. 41. (2). 170-178.

12. Oberley-Deegan R.E., Rebits B.W., Weaver M.R., Tollefson A.K., Bai X., McGibney M., Ov-rutsky A.R., Chan E.D., Crapo J.D. An oxidative environment promotes growth of Mycobacterium abscessus // Free Radic. Biol. Med. 2010. 49. (11). 1666-1673.

13. Palanisamy G.S., Kirk N.M., Ackart D.F., Shanley C.A., Orme I.M., Basaraba R.J. Evidence for oxidative stress and defective antioxidant response in Guinea pigs with tuberculosis // PLoS One. 2011. 6. (10). e26254.

14. ShintyapinaA.B., Vavilin V.A., Safronova O.G., Lyakhovich V.V. The gene expression profile of a drug metabolism system and signal transduction pathways in the liver of mice treated with tert-butylhydroquinone or 3-(3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propylthiosulfonate of sodium // PLoS One. 2017. 12. (5). e0176939.

15. Shkurupiy V.A., Menshchikova E.B., Tka-chev V.O., Zenkov N.K. Changes in activity of free radical oxidation processes in the early stages of BCG granulomatosis // Bull. Exp. Biol. Med. 2012. 154. (2). 213-216.

16. Thimmulappa R.K., Lee H., Rangasamy T., Reddy S.P., Yamamoto M., Kensler T.W., Biswal S. Nrf2 is a critical regulator of the innate immune response and survival during experimental sepsis // J. Clin. Invest. 2006. 116. (4). 984-995.

17. Tkachev V., Menshchikova E., Zenkov N., Zait-seva N., Lemza A., Sharkova T., Kandalintseva N., Yagunov S. Antioxidant response element activating sulfur-containing monophenols as novel anti-inflammatory agents // Free Radic. Biol. Med. 2010. 49. S149.

18. World Health Organization. Global tuberculosis report 2017. WHO, 2017. http://apps.who.int/iris/bit stream/10665/259366/259361/9789241565516-eng. pdf?ua=9789241565511 p.

MONOPHENOL TS-13 IMPROvES SURYivAL IN MICE INFECTED wiTH VIRULENT Mycobacterium tuberculosis

Peter Mikhaylovich KOZHIN1, Anna Vladimirovna KOVNER1,

Nikolay Konstantinovich ZENKOV1, Tatyana Igorevna PETRENKO2,

Natal'ya Valer'evna KANDALINTSEVA3, Elena Bronislavovna MENSHCHIKOVA1

1 Research Institute for Experimental and Clinical and Medicine 630117, Novosibirsk, Timakov str., 2

2 Novosibirsk Research Institute for Tuberculosis 630040, Novosibirsk, Okhotskaya str., 81a

3 Novosibirsk State Pedagogical University 630126, Novosibirsk, Viluyskaya str., 28

The aim of the study was to determine the dose of a virulent strain of Mycobacterium tuberculosis H37Rv that is optimal for modeling experimental tuberculosis granulomatosis in mice and to investigate the effect of the original inductor of the Keap1/Nrf2/ARE system TS-13 (sodium 3- (3'-feri-butyl-4'-hydroxyphenyl) propylthiosulfonate) on animal survival and the dynamics of granuloma formation. Material and methods. Generalized tuberculosis granulomatosis was modeled by a single injection into the tail vein of male BALB/c mice of the 2-month-old M. tuberculosis strain H37Rv at doses of 106, 107 and 108 microbial bodies. Another group of animals on the day of infection with M. tuberculosis (107 microbial bodies) began to receive TS-13 with drinking water (100 mg/kg body weight). Survival was fixed daily; after 5 weeks, mice were euthanized and liver samples were taken for histological examination. Results and discussion. The dose of 107 microbial bodies was found to be the most adequate when modeling in BALB/c mice the tuberculosis granulomatosis caused by the intravenous injection of virulent M. tuberculosis strain H37Rv. At the 36th day after the injection of 107 microbial bodies, mortality was significantly lower in the group of mice receiving the inducer of the signal system Keap1/Nrf2/ARE monophenol TS-13 with drinking water (44 and 15% mice survived, respectively). At the same time, these two groups did not differ in the number and diameter of liver granulomas. The results show a high prospect of studying the role of oxidative stress and the redox-sensitive signal system Keap1/Nrf2/ARE in tuberculosis granulomatosis.

Key words: synthetic monophenol TS-13, tuberculosis, H37Rv, Keap1/Nrf2/ARE system.

Kozhin P.M. - candidate of medical sciences, researcher, laboratory of molecular mechanisms of free radical processes, e-mail: kozhinpm@gmail.com

Kovner A.V. - candidate of biological sciences, senior researcher, laboratory of structural bases of pathogenesis of socially significant diseases, e-mail: anya.kovner@gmail.com Zenkov N.K. - doctor of biological sciences, leading researcher, laboratory of molecular mechanisms offree radical processes, e-mail: lemen@centercem.ru

Petrenko T.I. - doctor of medical sciences, chief researcher, e-mail: tpetrenko@nsk-niit.ru Kandalintseva N.V. - candidate of chemical sciences, head, e-mail: aquaphenol@mail.ru Menshchikova E.B. - doctor of medical sciences, head of the laboratory of molecular mechanisms offree radical processes, e-mail: lemen@centercem.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.