CC BY
41
12. Poulsen L.K. Cytokines in allergy. Global Atlas of allergy. 2014; 69-71.
13. Wang F., He X.Y., Baines K.J. et al. Different inflammatory phenotypes in adults and children with acute asthma. Eur. Respir. J. 2011; 38: 567-574. doi: 10.1183/09031936.00170110.
14. Drews A.C., Pizzichini M.M., Pizzichini E., et al. Neutrophilic airway inflammation is a main feature of induced sputum in nonatopic asthmatic children. Allergy. 2009; 64: 1597-1601. doi: 10.1111/j.1398-9995.2009.02057.x.
15. Doe C., Bafahel M., Siddiqui S., et al. Expression of the T helper 17-associated cytokines IL-17A and IL-17F in asthma and COPD. CHEST. 2010; 138 (5): 1140-1147. doi: org/10.1378/chest.09-3058.
16. Agache I., Ciobanu C., Agache C., Anghel M. Increased serum IL-17 is an independent risk factor for severe asthma. Respiratory Medicine. 2010; 104: 1131-1137. doi: http://dx.doi.org/10.10167j. rmed.2010.02.018.
17. Mubeccel A. The pathogenesis of astma. Global atlas of Asthma. 2013; 13: 28-30.
Сведения об авторах
Просекова Елена Викторовна - д.м.н., профессор, заведующая кафедрой клинической лабораторной диагностики, общей и клинической иммунологии, ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» МЗ РФ; e-mail: [email protected];
Турянская Алина Ивановна - ассистент кафедры клинической лабораторной диагностики, общей и клинической иммунологии, аспирант ФГБОУ ВО ТГМУ МЗ РФ, [email protected];
Ситдикова Татьяна Сергеевна - врач аллерголог-иммунолог, заведующая отделением КГБУЗ «Владивостокский клинико-диагностический центр», аспирант ФГБОУ ВО ТГМУ МЗ РФ; e-mail: [email protected];
Долгополов Максим Сергеевич - ассистент кафедры клинической лабораторной диагностики, общей и клинической иммунологии, аспирант ФГБОУ ВО ТГМУ МЗ РФ; e-mail: [email protected];
Забелина Наталья Робертовна - к.м.н., доцент кафедры клинической лабораторной диагностики, общей и клинической иммунологии ГБОУ ВПО ТГМУ МЗ РФ; e-mail: [email protected];
Сабыныч Виталий Александрович - к.м.н., доцент кафедры клинической лабораторной диагностики, общей и клинической иммунологии ФГБОУ ВО ТГМУ МЗ РФ; e-mail: [email protected].
© Коллектив авторов, 2017 г doi: 10.5281/zenodo.817777
Удк 57.085.23 + 577.114
А.К. Гажа1, Т. А. Кузнецова1, А.С. Сильченко2
влияние сульфатированных полисахаридов из бурых водорослей на апоптоз клеток крови человека
1 НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П.Сомова, Владивосток
2 Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, Владивосток
Исследована способность сульфатированных полисахаридов, выделенных из бурых водорослей (фукоидана из Fucus evanescens и двух его производных, фукоидана из Saccharina cichorioides и галактофукана из Undaria pinnatifida), оказывать регулирующее влияние на процесс апоптоза иммунокомпетентных клеток периферической крови человека. Показано, что все исследованные образцы фукоиданов в дозе 100 мкг/мл не индуцируют апоптоз в лимфоцитах и нейтрофилах крови.
Ключевые слова: апоптоз, лимфоциты, нейтрофилы, фукоидан.
A.K. Gazha1, T. A. Kuznetsova1, A. S.Silchenko2
INFLUENCE oF SULPHATED PoLYSACCHARIDES FRoM BRoWN ALGAE oN
apoptosis of human blood cells
1 G.P.Somov Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Vladivostok, Russia
2 G.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Vladivostok, Russia
The influence of sulfated polysaccharides isolated from brown algae (fucoidan from Fucus evanescens and its two derivatives, fucoidan from Saccharina cichorioides and galactofucan from Undaria pinnatifida) on the apoptosis of immunocompetent cells of human peripheral blood has been studied. It was shown that all Investigated samples of fucoidans in dose 100 ^g / ml did not induce apoptosis in lymphocytes and neutrophils of blood.
Keywords: apoptosis, lymphocytes, neutrophils, fucoidan.
HEALTH. MEDICAL ECOLOGY. SCiENCE 3 (70) - 2017 79
Материалы Научно-практической конференции «Фундаментальная дальневосточная наука - медицине»
В последнее время проблема поиска новых лекарственных препаратов привлекает внимание исследователей к сульфатированным фукоиданам. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют, что сульфатированные полисахариды (ПС) - фукои-даны обладают широким спектром экспериментально и клинически доказанных фармакологических эффектов (иммуномодулирующим, противовоспалительным, антикоагулянтным, противоопухолевым, гиполипидемическим, гипогликемическим, антиоксидантным и др.) и обладают потенциями для конструирования на их основе препаратов для биомедицинского применения [1, 2, 3]. Большое внимание уделяется изучению про- и антиапоптотическо-го действия фукоиданов [4].
Апоптоз или запрограммированная гибель клетки играет существенную роль в развитии ряда патологических состояний, таких, как злокачественные новообразования, синдром приобретенного иммунодефицита, некоторые нейродегенератив-
Лимфоциты и нейтрофилы выделяли из периферической крови здоровых доноров. Клетки крови культивировали в полной питательной среде с добавлением образцов ПС в СО2 инкубаторе при 37°С в течение 24 часов. Оценку количества иммунокомпе-тентных клеток, вступивших в апоптоз, проводили с использованием ANNEXIN V - FITC Kit («Beckman Coulter», Франция) на проточном цитофлюориметре BD FACSCalibur (США).
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программы «Statistica-7».
Результаты и обсуждение. При оценке интенсивности апоптотического процесса в культурах клеток было установлено, что инкубирование лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови человека с исследуемыми образцами ПС в концентрации 100 мкг/мл не вызывало статистически значимого увеличения количества гиподиплоидных клеток относительно показателей в контрольной культуре клеток (табл. 2). Это свидетельствует, что образцы ПС не индуцировали апоптоз клеток крови.
ные и аутоиммунные заболевания, инфекционные процессы и пр. [5].
Целью настоящей работы явилось изучение способности фукоиданов, выделенных из бурых водорослей (фукоидана из Fucus evanescens и двух его производных, фукоидана из Saccharina cichorioides и галактофукана из Undaria pinnatifida) и различающихся по химической структуре, моносахаридному составу и молекулярной массе, оказывать регулирующее влияние на процесс апоптоза иммунокомпе-тентных клеток периферической крови человека.
Материалы и методы. Исследовано пять образцов ПС: нативный фукоидан из F. evanescens [6], высокоочищенный фукоидан из F. evanescens, освобожденный от полифенолов [7], продукт ферментативного гидролиза фукоидана из F. evanescens [8], фукоидан из S. cichorioides [9] и галактофукан из U. pinnatifida [10] (табл.1). Фукоиданы использовались в рабочей концентрации 100 мкг/мл при продолжительности инкубации 24 часа.
Ранее нами уже было показано, что фукоиданы из ряда бурых водорослей в концентрациях 1-100 мкг/ мл оказывают иммуностимулирующие эффекты и не проявляют апоптотического действия на лимфоциты периферической крови. Однако при конечной концентрации фукоиданов 500 мкг/мл выявлены их апоптозиндуцирующие свойства и установлен митохондриальный путь реализации апоптоза [11], что открывает перспективы для применения фукои-данов при ряде патологических состояний, требующих активировать процессы апоптоза. В настоящей работе мы показали, что фукоиданы из Е evanescens, S. cichorioides и галактофукан из и. pinnatifida не индуцируют апоптоз в концентрации 100 мкг/мл, что свидетельствует о сохранении структурной и функциональной активности иммунокомпетентных клеток под влиянием этих ПС в данной оптимальной концентрации.
Как известно, структура и содержание сульфати-рованных полисахаридов существенно различается у разных видов водорослей и даже в пределах одного вида в зависимости от климатических условий, ме-
Таблица 1
Характеристики полисахаридов из бурых водорослей
Полисахарид Mm, SO3Na* Нейтральные сахара (моль %)
кДа (%) Fuc Gal Xyl Man Glc
Нативный фукоидан из F. evanescens 130-430 27,0 94,1 3,8 2,1 0 0
Фукоидан из F. evanescens, освобожденный от полифенолов 130-400 28,1 94,4 3,5 2,1 0 0
Продукт ферментолиза фукоидана из F. evanescens 9 29,7 97,8 2,2 0 0 0
Фукоидан из S. cichorioides 1160 27,0 96,1 3,9 0 0 0
Галактофукан из U. pinnatifida 1800 23,3 57,1 42,9 0 0 0
Примечание: * - % от массы
80 ЗДОРОВЬЕ. МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ. НАУКА 3 (70) - 2017
Таблица 2
Влияние сульфатированных ПС на апоптоз лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови доноров (%)
Клетки крови Контроль Фукоидан из F. evanescens нативный Фукоидан из F. evanescens без полифенолов Продукт ферментолиза фукоидана из F. evanescens Фукоидан из S. cichorioides Галактофукан из U. pinnatifida
Me (LQ-UQ) Me (LQ-UQ) Me (LQ-UQ) Me (LQ-UQ) Me (LQ-UQ) Me (LQ-UQ)
Лимфоциты 5,6 (4,7-6,3) 57 (5,2-6,6) p=0,53 M (5,7-7,3) p=0,75 5,2 (4,9-6,5) p=0,35 73 (6,6-8,2) p=0,12 7,2 (6,8-7,5) p=0,11
Нейтрофилы 47,7 (44,2-50,4) 52,6 (51,4-55,2) p=0,12 54,1 (51,9-59,8) p=0,25 50,6 (49,8-52,5) p=0,25 50,8 (49,6-51,5) p=0,12 51,1 (47,7-52,6) p=0,12
Примечание: показатели Ме - медиана значений, LQ-UQ - нижний и верхний квартили, р - значимость различий по сравнению с контролем, п=6
стообитания, стадии развития водоросли и способа экстракции, в то время, как использование фукоида-нов в качестве лекарственных препаратов, адъюван-тов и др. ограничено и связано с решением вопросов получения структурно охарактеризованных и однородных образцов или их олигомерных фракций. В этой связи особое внимание привлекает низкомолекулярный продукт ферментативного гидролиза фукоидана из F. evanescens со стандартными структурными характеристиками. Полученные нами результаты не исключают перспективы использования этого образца в качестве фармацевтической субстанции.
Таким образом, все исследуемые образцы сульфатированных ПС из бурых водорослей в концентрации 100 мкг/мл не обладают способностью индуцировать апоптоз лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови человека.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование выполнено без привлечения спонсорских средств.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fitton J.H., Stringer D.N., Karpiniec S.S. Therapies from fucoidan: an update.Mar. Drugs. 2015; 13(9): 5920-5946.
2. Pomin V.H. Marine non-glycosaminoglycan sulfated glycans as potential pharmaceuticals. Pharmaceuticals. 2015; 8(4): 848-864.
3. Raposo M.F.J., Morais A.M.B.M., Morais R.M.S.C. Marine polysaccharides from algae with potential biomedical applications. Marine Drugs. 2015; 13(5): 2967-3028.
4. Fischer U., Janicke R.U., Schulse-Osthoff K. Many cuts to ruin: a comprehensive update of caspase substrates. Cell Death Differ. 2003; 10(1): 76-100.
5. Maniati E., Potter P., Rogers N.J., Morley B.J. Control of apoptosis in autoimmunity. J Pathol. 2008; 214:190-198.
6. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Dmitrenok P.S., Zvyagintseva T.N. Structural similarities of fucoi-dans from brown algae Silvetia babingtonii and Fucus evanescens, determined by tandem MALDI-TOF mass spectrometry. Carbohydrate Research. 2012; 358: 78-81.
7. Imbs T.I., Skriptsova A.V., Zvyagintseva T.N. Antioxidant activity of fucoise-containing sulfated polysac-charides obtained from Fucus evanescens by different extraction methods. Journal of AppliedPhycology. 2015; 27(1): 545-553. doi: 10.1007/s10811-014-0293-7.
8. Сильченко А.С. Фукоиданазы и альгинат-ли-азы морской бактерии Formosa algae KMM 3553T и морского моллюска Lambis sp.: Автореф. дис. ... канд. хим. наук: - Владивосток. 2014; 24 c.
9. Zvyagintseva T. N., Shevchenko N. M., Chizhov A. O., Krupnova T. N., Sundukova E. V., Isakov V. V. Water-soluble polysaccharides of some far-eastern brown seaweeds. Distribution, structure, and their dependence on the developmental conditions. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 2003; 294(1): 1-13.
10. Skriptsova A. V., Shevchenko N. M., Zvyagintse-va T. N., Imbs T. I. Monthly changes in the content and monosaccharide composition of fucoidan from Undaria pinnatifida (Laminariales, Phaeophyta). Journal of Applied Phycology. 2010; 22(1): 79-86.
11. Гажа А.К., Звягинцева Т.Н. Влияние сульфатиро-ванных полисахаридов бурых водорослей на апоптоз лимфоцитов периферической крови человека // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2014; 57(3): 19-20.
Сведения об авторах
Гажа А.К. - НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П.Сомова, ст. н. сотр. лаб. иммунологии, к.м.н., тел. 244-24-46, email - [email protected]
Кузнецова Т.А. - НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Г.П.Сомова, вед. н. сотр. лаб. иммунологии, д.м.н., тел. 244-24-46, email - [email protected]
Сильченко А.С. - Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН, Владивосток, науч. сотр. лаб. химии ферментов, канд. хим. наук, e-mail: [email protected]
HEALTH. MEDiCAL ECOLOGY. SCiENCE 3 (70) - 2017 81
