mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-TDO-16662mimmun-3058Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSДинамика биомаркеров аутофагии и нейровоспаления в остром периоде атеротромботического ишемического инсультаThe dynamics of biomarkers of autophagy and neuroinflammation in the acute period of atherothrombotic ischemic strokeЛуговаяА. В.LugovayaA. V.

Луговая Анна Владимировна - к.м.н., врач – аллерголог-иммунолог, врач клинической лабораторной диагностики, ассистент кафедры клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины, 197022, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, 6-8, корп. 11;

старший научный сотрудник, Санкт-Петербург

Anna V. Lugovaya - PhD (Medicine), Clinical АllergistImmunologist, Clinical Laboratory Diagnostition, Assistant of the Department of Clinical Laboratory Diagnostics with a Course in Molecular Medicine, 6-8 L. Tolstoy St, Bldg 11, St. Petersburg 197022;

Senior Research Associate, Research Center, St. Petersburg

lugovaya2710spb@icloud.comКалининаН. М.KalininaN. M.

д.м.н., профессор кафедры иммунологии;

врач – аллергологиммунолог, главный научный сотрудник,

Санкт-Петербург

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Immunology,

Leading Research Associate,

St. Petersburg

ИвановА. М.IvanovA. M.

д.м.н., профессор, член-корр. РАН, заведующий кафедрой клинической биохимиии лабораторной диагностики,

Санкт-Петербург

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Department of Clinical Biochemistry and Laboratory Diagnostics,

St. Petersburg

НикитинЮ. В.NikitinYu. V.

врач – аллерголог-иммунолог центра клинической лабораторной диагностики, преподаватель кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики,

Санкт-Петербург

Clinical Allergologist-Immunologist, Center of Clinical Laboratory Diagnostics; Lecturer, Department of Clinical Biochemistry and Laboratory Diagnostics,

St. Petersburg

СухинаИ. А.SukhinaI. A.

к.б.н., преподаватель кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики,

Санкт-Петербург

PhD (Biology), Lecturer, Department of Clinical Biochemistry and Laboratory Diagnostics, S.

St. Petersburg

МитрейкинВ. Ф.MitreikinV. P.

д.м.н., профессор кафедры патологической физиологии,

Санкт-Петербург

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Pathological Physiology,

St. Petersburg

ЗабировС. Ш.ZabirovS. Sh.

к.м.н., руководитель центра медицинской реабилитации и заведующий отделениеммедицинской реабилитации взрослых с нарушением функции ЦНС, врач-невролог, член Союза реабилитологов России,

Санкт-Петербург

PhD (Medicine), Head, Center for Medical Rehabilitation and Head, Department of MedicalRehabilitation of Adults with CNS Disabilities, Neurologist, Member of the Union of Rehabilitologists of Russia,

St. Petersburg

КирилкинГ. Э.KirilkinG. E.

клинический ординатор кафедры клинической лабораторной диагностики с курсоммолекулярной медицины,

Санкт-Петербург

Clinical Resident of the Department of Clinical Laboratory Diagnostics with a Course of Molecular Medicine,

St. Petersburg

ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ; Научно-исследовательский центр «Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии» Северо-Западного отделения Российской академии наукРоссияFirst St. Petersburg I. Pavlov State Medical University; St. Petersburg Institute of Bioregulation and Gerontology, North-Western Branch, Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФ; ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» МЧС РоссииРоссияFirst St. Petersburg I. Pavlov State Medical University; A. Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation MedicineRussian FederationФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова»РоссияS. Kirov Military Medical AcademyRussian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения РФРоссияFirst St. Petersburg I. Pavlov State Medical UniversityRussian FederationСПб ГБУЗ «Клиническая больница Святителя Луки»РоссияCity Clinical Hospital of St. LukeRussian Federation202427072024264843852Copyright © Луговая А.В., Калинина Н.М., Иванов А.М., Никитин Ю.В., Сухина И.А., Митрейкин В.Ф., Забиров С.Ш., Кирилкин Г.Э., 20242024Луговая А.В., Калинина Н.М., Иванов А.М., Никитин Ю.В., Сухина И.А., Митрейкин В.Ф., Забиров С.Ш., Кирилкин Г.Э.Lugovaya A.V., Kalinina N.M., Ivanov A.M., Nikitin Y.V., Sukhina I.A., Mitreikin V.P., Zabirov S.S., Kirilkin G.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3058

Постишемическое нейровоспаление является критическим патофизиологическим процессом в рамках всей схемы церебральной ишемии. Оно характеризуется микроглиальной и астроглиальной активацией и сопровождается нарушениями врожденного и адаптивного иммунного ответа. Ранние этапы повреждения целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) сопровождаются выходом в циркуляцию аутоатигенов головного мозга, в частности нейроспецифеческого белка S100B. Согласно последним экспериментальным данным активационная аутофагия ассоциирована с постишемическим нейровоспалением и участвует в его регуляции, влияя на исход острого периода ишемического инсульта (ИИ). Предоставлены экспериментальные доказательства участия аутофагии в регуляции продукции провоспалительных цитокинов и хемокинов. Показано, что при остром ИИ активационная аутофагия влияет на баланс про- и противовоспалительных цитокинов. Цель исследования: количественно оценить ключевые биомаркеры аутофагии, ранний биомаркер повреждения ГЭБ нейропептид S100B, про- и противовоспалительные цитокины в динамике острого периода ИИ. Выявить взаимосвязь между биомаркерами аутофагии и показателями воспаления. Обследованы 112 пациентов с острым ИИ и группа контроля – 56 человек. Пациентам проводили динамическое клинико-неврологическое обследование на 1-е, 7-е и 14-е сутки от начала заболевания. В эти же временные интервалы осуществляли забор крови на исследование. Уровень аутофагии в лейкоцитах периферической крови определяли методом проточной цитометрии с помощью оценки внутриклеточной экспрессии белков аутофагии LC3, р62 и средней интенсивности флюоресценции красителя Cyto-ID, специфически распознающего активные аутофагосомы. Концентрацию в сыворотке цитокинов TNFα (фактор некроза опухоли-α), IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18 (интерлейкин-1β, интерлейкин-4, интерлейкин-6, интерлейкин-8, интерлейкин-10, интерлейкин-18), нейропептида S100B и биомаркеров аутофагии Beclin-1, LC3 и р62 определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. Обнаружено статистически достоверное повышение исследуемых биомаркеров по сравнению с группой контроля. Максимальное повышение показателей воспаления и нейропептида S100B отмечалось на 1-е, а биомаркеров аутофагии – на 7-е сутки заболевания. Установленные корреляционные связи свидетельствуют об участии активационной аутофагии в регуляции постишемического нейровоспаления и ее вовлечении в ишемическое поражение головного мозга на ранних этапах острого периода ИИ (1-7-е сутки).

Postischemic neuroinflammation is a critical pathophysiological process within the entire pattern of cerebral ischemia. It is characterized by microglial and astroglial activation and is accompanied by disturbances in the innate and adaptive immune response. The early damage of the blood-brain barrier (BBB) integrity is accompanied by the brain autoantigens release into circulation, in particular, the neurospecific protein S100B. According to recent experimental data, activated autophagy is associated with postischemic neuroinflammation, involved in its regulation and influences the outcome of the ischemic stroke (IS) acute period. Experimental evidence is provided for the autophagy involvement in the regulation of proinflammatory cytokines and chemokines production. The influence of activated autophagy on the pro- and anti-inflammatory cytokines balance in acute IS has been demonstrated. Purpose of the study: to quantitatively evaluate key autophagy biomarkers, the early biomarker of BBB damage S100B, pro- and anti-inflammatory cytokines in the dynamics of the IS acute period. To identify the relationship between autophagy and inflammation biomarkers, 112 patients with acute IS and 56 healthy persons were examined. Patients underwent dynamic clinical neurological examination and blood testing on the 1st, 7th and 14th days from the disease’s onset. The level of autophagy in peripheral blood leukocytes was determined by flow cytometry by assessing the intracellular expression of autophagy proteins LC3, p62 and mean fluorescence intensity of the Cyto-ID dye, which specifically recognizes active autophagosomes. Serum concentrations of TNFα, IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-18, neuropeptide S100B and autophagy biomarkers Beclin-1, LC3, p62 were determined by ELISA. A statistically significant increase in the studied biomarkers was found compared to the control group. The maximum increase in inflammation indicators and neuropeptide S100B was observed on the 1st, and autophagy biomarkers – on the 7th day of the disease. Established correlations indicate the participation of activated autophagy in the postischemic neuroinflammation regulation and its involvement in ischemic brain damage in the early stages of the IS acute period (days 1-7).

аутофагияпостишемическое нейровоспалениеострый ишемический инсультбиомаркеры нейровоспаленияпровоспалительные цитокиныбиомаркеры аутофагииBeclin-1LC3р62нейропептид S100Bautophagypostischemic neuroinflammationacute ischemic strokebiomarkers of neuroinflammationproinflammatory cytokinesautophagy biomarkersBeclin-1LC3p62neuropeptide S100BReferencesЛуговая А.В., Калинина Н.М., Иванов А.М., Никитин Ю.В., Сухина И.А., Митрейкин В.Ф., Семенова Е.В. Выявление взаимосвязи между биомаркерами аутофагии, апоптоза и воспаления в остром периоде атеротромботического ишемического инсульта // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 4. С. 939-946. doi: 10.15789/1563-0625-IOT-2832.Lugovaya A.V., Kalinina, N.M., Ivanov A.M., Nikitin Yu. V., Sukhina I.А., Mitreikin V.Ph., Semenova E.V. Identification of the relationship between biomarkers of autophagy, apoptosis and inflammation in the acute period of atherothrombotic ischemic stroke. Meditsinskaya Immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 4, pp. 939-946. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-IOT-2832.Chen R., Jiang M., Li B., Zhong W., Wang Z., Yuan W., Yan J. The role of autophagy in pulmonary hypertension: a double-edge sword. Apoptosis, 2018, Vol. 23, no. 9, pp. 459-469.Chen R., Jiang M., Li B., Zhong W., Wang Z., Yuan W., Yan J. The role of autophagy in pulmonary hypertension: a double-edge sword. Apoptosis, 2018, Vol. 23, no. 9, pp. 459-469.de Almeida Barros A.G., E Silva L.R., Pessoa A., Falcão A.E., Magno L.A.V., Rosa D.V.F., Silva M.A.R., de Miranda D.M., Nicolato R. Use of biomarkers for predicting a malignant course in acute ischemic stroke: an observational case-control study. Sci. Rep., 2023, Vol. 13, no. 1, 16097. doi: 10.1038/s41598-023-43408-z.de Almeida Barros A.G., E Silva L.R., Pessoa A., Falcão A.E., Magno L.A.V., Rosa D.V.F., Silva M.A.R., de Miranda D.M., Nicolato R. Use of biomarkers for predicting a malignant course in acute ischemic stroke: an observational case-control study. Sci. Rep., 2023, Vol. 13, no. 1, 16097. doi: 10.1038/s41598-023-43408-z.Hu K., Gao Y., Chu S., Chen N. Review of the effects and Mechanisms of microglial autophagy in ischemic stroke. Int. Immunopharmacol., 2022, Vol. 108, 108761. doi: 10.1016/j.intimp.2022.108761.Hu K., Gao Y., Chu S., Chen N. Review of the effects and Mechanisms of microglial autophagy in ischemic stroke. Int. Immunopharmacol., 2022, Vol. 108, 108761. doi: 10.1016/j.intimp.2022.108761.Jiang C.T., Wu W.F., Deng Y.H., Ge J.W. Modulators of microglia activation and polarization in ischemic stroke (Review). Mol. Med. Rep., 2020, Vol. 21, no. 5, pp. 2006-2018.Jiang C.T., Wu W.F., Deng Y.H., Ge J.W. Modulators of microglia activation and polarization in ischemic stroke (Review). Mol. Med. Rep., 2020, Vol. 21, no. 5, pp. 2006-2018.Lasek-Bal A., Jedrzejowska-Szypulka H., Student S., Warsz-Wianecka A., Zareba K., Puz P., Bal W., Pawletko K., Lewin-Kowalik J. The importance of selected markers of inflammation and blood-brain barrier damage for short-term ischemic stroke prognosis. J. Physiol. Pharmacol., 2019, Vol. 70, no. 2, pp. 209-217.Lasek-Bal A., Jedrzejowska-Szypulka H., Student S., Warsz-Wianecka A., Zareba K., Puz P., Bal W., Pawletko K., Lewin-Kowalik J. The importance of selected markers of inflammation and blood-brain barrier damage for short-term ischemic stroke prognosis. J. Physiol. Pharmacol., 2019, Vol. 70, no. 2, pp. 209-217.Li H., Qiu S., Li X., Li M., Peng Y. Autophagy biomarkers in CSF correlates with infarct size, clinical severity and neurological outcome in AIS patients. J. Transl. Med., 2015. Vol. 13, 359. doi: 10.1186/s12967-015-0726-3.Li H., Qiu S., Li X., Li M., Peng Y. Autophagy biomarkers in CSF correlates with infarct size, clinical severity and neurological outcome in AIS patients. J. Transl. Med., 2015. Vol. 13, 359. doi: 10.1186/s12967-015-0726-3.Li R., Fan W., Li D., Liu X. Correlation of common inflammatory cytokines with cognition impairment, anxiety, and depression in acute ischemic stroke patients. Braz. J. Med. Biol. Res., 2022, Vol. 55, e11517. doi: 10.1590/1414-431X2021e11517.Li R., Fan W., Li D., Liu X. Correlation of common inflammatory cytokines with cognition impairment, anxiety, and depression in acute ischemic stroke patients. Braz. J. Med. Biol. Res., 2022, Vol. 55, e11517. doi: 10.1590/1414-431X2021e11517.Lu X., Zhang J., Ding Y., Wu J., Chen G. Novel therapeutic strategies for ischemic stroke: recent insights into autophagy. Oxid. Med. Cell. Longev., 2022, Vol. 2022, 3450207. doi: 10.1155/2022/3450207.Lu X., Zhang J., Ding Y., Wu J., Chen G. Novel therapeutic strategies for ischemic stroke: recent insights into autophagy. Oxid. Med. Cell. Longev., 2022, Vol. 2022, 3450207. doi: 10.1155/2022/3450207.Mo Y., Sun Y.Y., Liu K.Y. Autophagy and inflammation in ischemic stroke. Neural Regen. Res., 2020, Vol. 15, no. 8, pp. 1388-1396.Mo Y., Sun Y.Y., Liu K.Y. Autophagy and inflammation in ischemic stroke. Neural Regen. Res., 2020, Vol. 15, no. 8, pp. 1388-1396.Tsygan N.V., Trashkov A.P., Litvinenko I.V., Yakovleva V.A., Ryabtsev A.V., Vasiliev A.G., Churilov L.P. Autoimmunity in acute ischemic stroke and the role of blood-brain barrier: the dark side or the light one? Front. Med., 2019, Vol. 13, no. 4, pp. 420-426.Tsygan N.V., Trashkov A.P., Litvinenko I.V., Yakovleva V.A., Ryabtsev A.V., Vasiliev A.G., Churilov L.P. Autoimmunity in acute ischemic stroke and the role of blood-brain barrier: the dark side or the light one? Front. Med., 2019, Vol. 13, no. 4, pp. 420-426.Qin X., Akter F., Qin L., Cheng J., Guo M., Yao S., Jian Z., Liu R., Wu S. Adaptive immunity regulation and cerebral ischemia. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 689. doi: 10.3389/fimmu.2020.00689.Qin X., Akter F., Qin L., Cheng J., Guo M., Yao S., Jian Z., Liu R., Wu S. Adaptive immunity regulation and cerebral ischemia. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 689. doi: 10.3389/fimmu.2020.00689.Zhu H., Hu S., Li Y., Sun Y., Xiong X., Hu X., Chen J., Qiu S. Interleukins and Ischemic Stroke. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 828447. doi: 10.3389/fimmu.2022.828447.Zhu H., Hu S., Li Y., Sun Y., Xiong X., Hu X., Chen J., Qiu S. Interleukins and Ischemic Stroke. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 828447. doi: 10.3389/fimmu.2022.828447.

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