Марков Александр Анатольевич – кандидат медицинских наук, директор, ведущий научный сотрудник Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины, доцент кафедры медицинской профилактики и реабилитации
Тюмень
Alexander A. Markov, PhD (Medicine), Director, Leading Research Associate, University Research Institute of Medical Biotechnology and Biomedicine, Associate Professor, Department of Preventive Medicine and Rehabilitation
Tyumen
Костоломова Елена Геннадьевна – кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии, научный сотрудник лаборатории геномики, протеомики и метаболомики Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины
625023, г. Тюмень, ул. Одесская, 54
Elena G. Kostolomova, PhD (Biology), Associate Professor, Department of Microbiology, Research Associate, University Research Institute of Medical Biotechnology and Biomedicine
54 Odesskaya St Tyumen 625023
Тимохина Татьяна Харитоновна – доктор биологических наук, доцент, заведующая кафедрой микробиологии
Тюмень
Tatyana Kh. Timokhina, PhD, MD (Biology), Associate Professor, Head, Department of Microbiology
Tyumen
Соловьев Георгий Сергеевич – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии с эмбриологией
Тюмень
Georgiy S. Solovyev, PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Histology and Embryology
Tyumen
Паромова Яна Игоревна – кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии
Тюмень
Yana I. Paromova, PhD (Biology), Associate Professor, Department of Microbiology
Tyumen
Полянских Елизавета Дмитриевна – студентка педиатрического факультета
Тюмень
Elizaveta D. Polyanskikh, Student, Faculty of Pediatrics, Tyumen State Medical University
Tyumen
Воронин Кирилл Андреевич – младший научный сотрудник лаборатории геномики, протеомики и метаболомики Университетского НИИ медицинских биотехнологий и биомедицины
Тюмень
Kirill A. Voronin, Junior Research Associate, Laboratory of Genomics, Proteomics and Metabolomics, University Research Institute of Medical Biotechnology and Biomedicine
Tyumen
В настоящее время активно идет поиск экзогенных стимуляторов процессов репарации и регенерации. В последние десятилетия накоплены данные об иммунотропной активности бифидобактерий. Ключевая же роль в восстановлении дефектов в области раны принадлежит фибробластам за счет секреции компонентов внеклеточного матрикса, метаболитов, сигнальных факторов для окружающих клеток и регуляции тканевого метаболизма. В работе приведены результаты исследования влияния супернатанта Bifidobacterium bifidum (10 мкл/мл) на морфофункциональные свойства фибробластов человека в динамике в эксперименте in vitro. В работе использовали эталонный штамм Bifidobacterium bifidum 791 (Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика», № депонента АС-1247), использующийся при производстве пробиотика «Бифидумбактерин» (ЗАО «Экополис», г. Ковров) и фибробласты взрослого человека (линия клеток ЛЭЧ4(81)) (лаборатория клеточных культур ЕНИИВИ, г. Екатеринбург). Структурно-функциональные исследования проводили на 1-е, 3-и, 7-е, 14-е, 21-е, 28-е сутки сокультивирования. Продукты вторичного метаболизма B. bifidum оказывают стрессовое воздействие на морфофункциональное состояние фибробластов в первые сутки. Стимулируют процессы пролиферации в культуре в опыте 2,67±0,24 в сравнении с контролем 0,75±0,15 (p < 0,01), не блокируя при этом апоптоз в клетке. Это приводит к усилению продукции белков внеклеточного матрикса, как коллагена (пг/мл) (400±19 против 110±25 в контроле), так и эластина (нг/мл) 395±30 и 125±29). Сокультивирование фибробластов в опытном образце в течение суток приводит к массивному «сбрасыванию» рецептора CD44 (p < 0,05), в отличие от контроля, которое подтверждается фенотипическими изменениями (r = 0,66). На 1 и 3 сутки наблюдается снижение СD105+, CD44+ рецепторов (p < 0,05), по сравнению с контрольной группой и увеличение экспрессии СD29+ (p < 0,05). Активированные фибробласты обладают измененным секреторным фенотипом, продуцирующим цитокины различной направленности TGF-b (r = 0,78), IL-6 (r = 0,57), IL-1b (r = 0,75), IL-8 (r = 0,63). Максимальная адаптация клеток в опытной системе регистрируется на 7-е сутки, что коррелирует с морфометрическим (r = 0,59) и цитометрическим (r = 0,71) исследованиями. Полученные данные способствуют пониманию механизмов иммунорегуляторного влияния нормобиоты (на модели бифидобактерий) на процессы репарации и регенерации.
Currently, there is an active search for exogenous stimulators of repair and regeneration processes. In the recent decades, some data on the immunotropic activity of bifidobacteria have been accumulated. The key role in healing of wound defects belongs to fibroblasts due to the secretion of the extracellular matrix components, metabolites, signal factors for the surrounding cells, and tissue metabolism regulation. The paper presents the results of the study of the effect of Bifidobacterium bifidum supernatant (10 ml/mL) on the morphological and functional properties of human fibroblasts in real time during the in vitro experiment. In our work, we used the reference strain B. bifidum 791 (All-Russian Collection of Industrial Microorganisms of the State Research Institute for Genetics and Selection of Industrial Microorganisms “Genetika”, Deposit No. AS-1247) used in the production of the probiotic product “Bifidumbacterin” (ZAO “Ecopolis”, the city of Kovrov), and adult human fibroblasts (cell line LECH-4 (81)) (laboratory of cell cultures ENIIVI, the city of Yekaterinburg). Structural and functional studies were conducted on co-culture days 1, 3, 7, 14, 21, and 28. The products of B. bifidum secondary metabolism have a stressful effect on the morphological and functional state of fibroblasts on the first day. The processes of proliferation are stimulated in the culture in the experiment (2.67±0.24) compared with the control group (0.75±0.15) (p < 0.01) without blocking apoptosis in the cell. This leads to the increase in the production of extracellular matrix proteins, both collagen (pg/mL) (400±19 against 110±25 in the control group), and elastin (ng/mL) 395±30 and 125±29). Co-culture of fibroblasts within 24 hours in the experimental sample leads to a massive “release” of the CD44 receptor (p < 0.05), compared to the control group which is confirmed by phenotypic changes (r = 0.66). The decrease of CD105+, CD44+ receptors (p < 0.05), compared with the control group and the increase of CD29+ expression (p < 0.05) is observed on days 1 and 3. Activated fibroblasts have an altered secretory phenotype that produces cytokines of various types such as TGF-b (r = 0.78), IL-6 (r = 0.57), IL-1b (r = 0.75), IL-8 (r = 0.63). The maximum adaptation of cells in the experimental system is registered on the 7th day, which correlates with morphometric (r = 0.59) and cytometric (r = 0.71) studies. The received data contribute to understanding of the mechanisms of the immunoregulatory influence of normal biota (in the bifidobacteria model) on the repair and regeneration processes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.