mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-SOT-2572mimmun-2572Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSИзучение влияния двуспиральных РНК на активность мышиных спленоцитов методом проточной цитометрииStudying the effect of double-stranded RNA upon activity of mouse splenocytes using flow cytometryhttps://orcid.org/0000-0002-1277-6258ЦыпленковаЕ. С.TsyplenkovaE. S.

Цыпленкова Е.С. – младший научный сотрудникотдела биологических исследований

633010,  Новосибирская обл., г. Бердск, ул. Химзаводская, 9Тел.: 8 (383) 363-80-24 (доп. 53-16)Факс: 8 (383) 363-80-16

 

Tsyplenkova E.S., Junior Research Associate, Departmentof Biological Studies 

9 Khimzavodskaya St Berdsk, Novosibirsk Region 633010 Phone: +7 (383) 363-80-24 (acc. 53-16)Fax: +7 (383) 363-80-16

tsyplenkovaes@gmail.comВязоваяЕ. А.VyazovayaE. A.

Вязовая Е.А. – к.б.н., старший научный сотрудникотдела биологических исследований

Бердск

 

Vyazovaya E.A., PhD (Biology), Senior Research Associate,Department of Biological Studies

Berdsk

viazovaia@mail.ruДаниленкоЕ. Д.DanilenkoE. D.

Даниленко Е.Д. – к.б.н., директор

Бердск

 

Danilenko E.D., PhD (Biology), Director

Berdsk

danilenko_ed@vector.nsc.ruИнститут медицинской биотехнологии ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор”» РоспотребнадзораРоссияInstitute of Medical Biotechnology, State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”Russian Federation202314112022252387394Copyright © Цыпленкова Е.С., Вязовая Е.А., Даниленко Е.Д., 20232023Цыпленкова Е.С., Вязовая Е.А., Даниленко Е.Д.Tsyplenkova E.S., Vyazovaya E.A., Danilenko E.D.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2572

Рибонуклеиновые кислоты (РНК), в частности двуспиральные РНК, благодаря их способности модулировать врожденные иммунные реакции представляют несомненный интерес с точки зрения их использования в качестве вакцинных адъювантов. Однако несмотря на то, что препараты дсРНК известны довольно давно, вопросы клеточных взаимодействий и направленности развития иммунных реакций в условиях их воздействия изучены пока недостаточно. Целью настоящего исследования являлась оценка реакции спленоцитов мышей на воздействие дсРНК в культуре клеток и после введения препарата in vivo. Исследования проведены на самках мышей линии Balb/c. Статус активации различных популяций клеток селезенки после воздействия препаратов дрожжевой дсРНК и препарата сравнения PolyI:PolyC оценивали методами проточной цитометрии по экспрессии активационных маркеров CD69 и CD86 на В-лимфоцитах CD19+ и дендритных клетках (ДК) CD11c+. В исследованиях in vitro спленоциты инкубировали в среде ДМЕМ, содержащей 10% фетальной телячьей сыворотки, в течение 22 ч после внесения субстанции дрожжевой дсРНК или PolyI:PolyC в количестве 2,5 мкг/мл. В качестве дополнительного контроля использовали препарат одноцепочечной высокополимерной РНК (впРНК), входящий в состав субстанции, в количестве 16 мкг/мл. В ходе исследования продемонстрировано активирующее влияние дсРНК и PolyI:PolyC на экспрессию маркеров CD86 и CD69 на клетках всего пула спленоцитов, В-лимфоцитах и ДК. Высокополимерная РНК повышала общее количество CD86+ клеток в популяции без изменения уровня экспрессии маркеров на В-лимфоцитах и ДК. В исследованиях in vivo препарат дрожжевой дсРНК (субстанция) вводили внутривенно мышам в дозе 2,5 мг/кг, впРНК – 16 мг/кг. Количество CD69+ и CD86+ спленоцитов оценивали через 4 часа после введения препаратов. Наибольший стимулирующий эффект дсРНК был зарегистрирован в отношении экспрессии CD69: отмечен значительный рост числа CD69+ клеток среди В-лимфоцитов и в общем клеточном регионе. Менее выраженной, но статистически значимой была стимуляция экспрессии корецептора CD86 на B-лимфоцитах. Отмечена способность одноцепочечных и двуспиральных РНК достоверно повышать количество CD86+ клеток в популяции дендритных клеток. Результаты исследования позволили оценить влияние дсРНК на функцию иммунных клеток в некоторых процессах их взаимодействия, созревания и миграции. Этот подход может быть полезен при разработке оптимальных стратегий отбора и исследовательского скрининга новых адъювантов нуклеиновой природы.

Ribonucleic acids (RNA), in particular, double-stranded RNAs, due to their ability to modulate innate immune responses, are of undoubted interest in view of their usage as vaccine adjuvants. However, despite the fact that dsRNA preparations have been known for a long time, the issues of cellular interactions and orientation of immune response upon their exposure have not yet been properly studied. The aim of this work was to evaluate the in vitro response of mouse splenocytes to dsRNA exposure in cell cultures, and after drug administration in vivo. The studies were carried out in female Balb/c mice. Activation status of various splenocyte populations after treatment with yeast dsRNA and reference substance (PolyI:PolyC) was assessed by means of flow cytometry by expression of CD69 and CD86 activation markers on CD19+B lymphocytes and CD11c+ dendritic cells (DC). During in vitro studies, the splenocytes were incubated in DMEM medium containing 10% fetal calf serum for 22 hours following addition of the yeast dsRNA preparations, or PolyI:PolyC (2.5 μg/mL) preparation. Single-stranded high-polymer RNA (hpRNA), which is a component of the substance, was used as an additional control at the dose of 16 μg/mL. Our study has shown that the activating effect of dsRNA and PolyI:PolyC on expression of CD86 and CD69 markers upon the cells of the entire pool of splenocytes, B lymphocytes and DC. Highly polymeric RNA increased the total number of CD86+ cells in the population without changing the expression level of these markers upon B lymphocytes and DCs. When performing the in vivo studies, yeast dsRNA substance was administered intravenously into mice at a dose of 2.5 mg/kg, and hpRNA was used at a dose of 16 mg/kg. The number of CD69+ and CD86+ splenocytes was assessed 4 hours after drug administration. The highest stimulating effect of dsRNA was registered with CD69 expression marker: significantly increased numbers of CD69+ cells were registered for B lymphocytes and the entire cell population. The stimulation of CD86 co-receptor expression on B lymphocytes was less pronounced, but statistically significant. The ability of single-stranded and double-stranded RNAs to cause significant increase in CD86+ cell numbers was demonstrated among dendritic cell population. The results of the study made it possible to evaluate the effect of dsRNA on the immune cell function, with respect of their interaction, maturation, and migration. This approach may be useful for developing optimal strategies for selection and screening of new nucleic acid-based adjuvants.

дсРНКPolyI:PolyCселезенкаВ-лимфоцитыантиген-презентирующие клеткидендритные клеткимышиdsRNAPolyI:PolyCspleenB lymphocytesantigen-presenting cellsdendritic cellsmiceReferencesБатенева А.В., Гамалей С.Г., Лебедев Л.Р., Даниленко Е.Д. Стимулирующее влияние дрожжевой двуспиральной РНК на активность генов белков системы интерферона // Медицинская иммунология, 2020. Т. 22, № 6. С. 1155-1162.Bateneva A.V., Gamaley S.G., Lebedev L.R., Danilenko E.D. Activation of interferon system gen transcription by yeast double-stranded RNA. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2020, Vol. 22, no. 6, pp.1155-1162. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-SEO-2082.Antoniak S., Tatsumi K., Bode M., Vanja S., Williams J.C., Mackman N. Protease-activated receptor 1 enhances Poly I:C induction of the antiviral response in macrophages and mice. J. Innate Immun., 2017, Vol. 9, no. 2, pp. 181-192.Antoniak S., Tatsumi K., Bode M., Vanja S., Williams J.C., Mackman N. Protease-activated receptor 1 enhances Poly I:C induction of the antiviral response in macrophages and mice. J. Innate Immun., 2017, Vol. 9, no. 2, pp. 181-192.Barr T.A., Brown S., Ryan G., Zhao J., Gray D. TLR-mediated stimulation of APC: Distinct cytokine responses of B cells and dendritic cells. Eur. J. Immunol., 2007, Vol. 37, no. 11, pp. 3040-3053.Barr T.A., Brown S., Ryan G., Zhao J., Gray D. TLR-mediated stimulation of APC: Distinct cytokine responses of B cells and dendritic cells. Eur. J. Immunol., 2007, Vol. 37, no. 11, pp. 3040-3053.de la Fuente H., Cruz-Adalia A., del Hoyo G.M., Cibrián-Vera D., Bonay P., Pérez-Hernández D., Vázquez J., Navarro P., Gutierrez-Gallego R., Ramirez-Huesca M., Martín P., Sánchez-Madrid F. The leukocyte activation receptor CD69 controls T cell differentiation through its interaction with galectin-1. Mol. Cell Biol., 2014, Vol. 34, no. 13, pp. 2479-2487.de la Fuente H., Cruz-Adalia A., del Hoyo G.M., Cibrián-Vera D., Bonay P., Pérez-Hernández D., Vázquez J., Navarro P., Gutierrez-Gallego R., Ramirez-Huesca M., Martín P., Sánchez-Madrid F. The leukocyte activation receptor CD69 controls T cell differentiation through its interaction with galectin-1. Mol. Cell Biol., 2014, Vol. 34, no. 13, pp. 2479-2487.Gantier M., Williams B. The response of mammalian cells to double-stranded RNA. Cytokine Growth Factor Rev., 2007, Vol. 18, no. 5-6, pp. 363-371.Gantier M., Williams B. The response of mammalian cells to double-stranded RNA. Cytokine Growth Factor Rev., 2007, Vol. 18, no. 5-6, pp. 363-371.Kawai T., Akira S. Toll-like receptors and their crosstalk with other innate receptors in infection and immunity. Immunity, 2011, Vol. 34, no. 5, pp. 637-650.Kawai T., Akira S. Toll-like receptors and their crosstalk with other innate receptors in infection and immunity. Immunity, 2011, Vol. 34, no. 5, pp. 637-650.Matsumoto M., Tatematsu M., Nishikawa F., Azuma M., Ishii N., Morii-Sakai A., Shime H., Seya T. Defined TLR3-specific adjuvant that induces NK and CTL activation without significant cytokine production in vivo. Nat. Commun., 2015, Vol. 6, no. 6280. doi: 10.1038/ncomms7280.Matsumoto M., Tatematsu M., Nishikawa F., Azuma M., Ishii N., Morii-Sakai A., Shime H., Seya T. Defined TLR3-specific adjuvant that induces NK and CTL activation without significant cytokine production in vivo. Nat. Commun., 2015, Vol. 6, no. 6280. doi: 10.1038/ncomms7280.Nelson J., Sorensen E.W., Mintri S., Rabideau A.E., Zheng W., Besin G., Khatwani N., Su S.V., Miracco E.J., Issa W.J., Hoge S., Stanton M.G., Joyal J.L. Impact of mRNA chemistry and manufacturing process on innate immune activation. Sci. Adv., 2020, Vol. 6, no. 26, pp. 4-22.Nelson J., Sorensen E.W., Mintri S., Rabideau A.E., Zheng W., Besin G., Khatwani N., Su S.V., Miracco E.J., Issa W.J., Hoge S., Stanton M.G., Joyal J.L. Impact of mRNA chemistry and manufacturing process on innate immune activation. Sci. Adv., 2020, Vol. 6, no. 26, pp. 4-22.Randall R.E., Goodbourn S. Interferons and viruses: an interplay between induction, signalling, antiviral responses and virus countermeasures. J. Gen. Virol., 2008, Vol. 89, no. 1, pp. 1-47.Randall R.E., Goodbourn S. Interferons and viruses: an interplay between induction, signalling, antiviral responses and virus countermeasures. J. Gen. Virol., 2008, Vol. 89, no. 1, pp. 1-47.Rau F.C., Dieter J., Zhang L., Priest S.O., Baumgarth N., B7-1/2 (CD80/CD86) direct signaling to B cells enhances IgG secretion. J. Immunol., 2009, Vol. 183, no. 12, pp. 7661-7671.Rau F.C., Dieter J., Zhang L., Priest S.O., Baumgarth N., B7-1/2 (CD80/CD86) direct signaling to B cells enhances IgG secretion. J. Immunol., 2009, Vol. 183, no. 12, pp. 7661-7671.Sabbatini P., Tsuji T., Ferran L., Ritter E., Sedrak C., Tuballes K., Jungbluth A.A., Ritter G., Aghajanian C., Bell-McGuinn K., Hensley M.L., Konner J., Tew W., Spriggs D.R., Hoffman E.W., Venhaus R., Pan L., Salazar A.M., Diefenbach C.M., Old L.J., Gnjatic S. Phase I trial of overlapping long peptides from a tumor self-antigen and polyICLC shows rapid induction of integrated immune response in ovarian cancer patients. Clin. Cancer Res., 2012, Vol. 18, no. 23, pp. 6497-6508.Sabbatini P., Tsuji T., Ferran L., Ritter E., Sedrak C., Tuballes K., Jungbluth A.A., Ritter G., Aghajanian C., Bell-McGuinn K., Hensley M.L., Konner J., Tew W., Spriggs D.R., Hoffman E.W., Venhaus R., Pan L., Salazar A.M., Diefenbach C.M., Old L.J., Gnjatic S. Phase I trial of overlapping long peptides from a tumor self-antigen and polyICLC shows rapid induction of integrated immune response in ovarian cancer patients. Clin. Cancer Res., 2012, Vol. 18, no. 23, pp. 6497-6508.Shiow L.R., Rosen D.B., Brdicková N., Xu Y., An J., Lanier L.L., Cyster J.G., Matloubian M. CD69 acts downstream of interferon-alpha/beta to inhibit S1P1 and lymphocyte egress from lymphoid organs. Nature, 2006, Vol. 440, no. 7083, pp. 540-544.Shiow L.R., Rosen D.B., Brdicková N., Xu Y., An J., Lanier L.L., Cyster J.G., Matloubian M. CD69 acts downstream of interferon-alpha/beta to inhibit S1P1 and lymphocyte egress from lymphoid organs. Nature, 2006, Vol. 440, no. 7083, pp. 540-544.Teodorovic L.S., Riccard C., Torres R.M., Pelanda R. Murine B cell development and antibody responses to model antigens are not impaired in the absence of the TNF receptor GITR. PLoS One, 2012, Vol. 7, no. 2e31632. doi: 10.1371/journal.pone.0031632.Teodorovic L.S., Riccard C., Torres R.M., Pelanda R. Murine B cell development and antibody responses to model antigens are not impaired in the absence of the TNF receptor GITR. PLoS One, 2012, Vol. 7, no. 2e31632. doi: 10.1371/journal.pone.0031632.Uehata T., Takeuchi O. RNA recognition and immunity-innate immune sensing and its posttranscriptional regulation mechanisms. Cells, 2020, Vol. 9, no. 7, 1701. doi: 10.3390/cells9071701.Uehata T., Takeuchi O. RNA recognition and immunity-innate immune sensing and its posttranscriptional regulation mechanisms. Cells, 2020, Vol. 9, no. 7, 1701. doi: 10.3390/cells9071701.Yoneyama M., Fujita T. Recognition of viral nucleic acids in innate immunity. Rev. Med. Virol., 2010, Vol. 20, no. 1, pp. 4-22.Yoneyama M., Fujita T. Recognition of viral nucleic acids in innate immunity. Rev. Med. Virol., 2010, Vol. 20, no. 1, pp. 4-22.

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