mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-2006-5-6-623-630mimmun-535Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESСПОСОБНОСТЬ СТРЕПТОКОККОВ ГРУППЫ А ТИПА М12 СВЯЗЫВАТЬ ИММУННЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ИХ РОЛЬ В ПАТОГЕНЕЗЕ ПОСТСТРЕПТОКОККОВОГО ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТАCAPACITY OF GROUP A (TYPE M12) STREPTOCOCCI TO BIND IMMUNE COMPLEXES AND THEIR ROLE IN PATHOGENESIS OF POST-STREPTOCOCCAL GLOMERULONEPHRITISБуроваЛ. А.BurovaL. A.

отдел молекулярной микробиологии

197376, Ул. Академика Павлова, д.12. Тел.: 234-68-74, факс 234-94-77

lburova@yandex.ruГавриловаЕ. А.GavrilovaE. A.lburova@yandex.ruПигаревскийП. В.PigarevskyP. V.lburova@yandex.ruСеливерстоваВ. Г.SeliverstovaV. G.lburova@yandex.ruНагорневВ. А.NagornevV. A.lburova@yandex.ruШаленК.SchalenV. A.

отдел медицинской микробиологии, дерматологии и инфекционных болезней

lburova@yandex.ruТотолян АртемА.Totolian ArtemA.lburova@yandex.ruНаучно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН, Санкт-ПетербургRussian FederationЛундский Университет, ЛундSweden20062307201485-6623630Copyright © Бурова Л.А., Гаврилова Е.А., Пигаревский П.В., Селиверстова В.Г., Нагорнев В.А., Шален К.A., Тотолян Артем А., 20142014Бурова Л.А., Гаврилова Е.А., Пигаревский П.В., Селиверстова В.Г., Нагорнев В.А., Шален К., Тотолян Артем А.Burova L.A., Gavrilova E.A., Pigarevsky P.V., Seliverstova V.G., Nagornev V.A., Schalen V.A., Totolian Artem A.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/535

Резюме. Ранее во многих исследованиях на экспериментальной модели (кролики) острого постстрептококкового гломерулонефрита (APSGN) нами была доказана роль М-подобных иммуноглобулин Fc-связывающих белков (IgG FcBPs) стрептококка группы А (GAS) в инициации деструктивно-дегенеративных поражений почечных клубочков, характерных для мембранозно-пролиферативного и деструктивного гломерулонефрита. Эта активность была установлена у штаммов типов 1, 22, 49, клинические изоляты которых способны связывать Fc фрагмент IgG человека и кролика и рассматриваются в качестве этиологического агента гломерулонефрита. В то же время хорошо известно, что штаммы GAS серотипа М12, также часто обладающие нефритогенностью, не способны взаимодействовать с мономерным IgG и обычно связывают агрегированный IgG, хотя, по-видимому, в обоих процессах должны участвовать IgG FcBPs.

В настоящей работе референс-штамм GAS типа М12(1800) и 21 клинический изолят того же типа, выделенные от больных APSGN, исследованы на способность связывать два типа искусственно образованных иммунных комплексов (ICs): (а) пероксидаза + антипероксидазный кроличий IgG (РАР ICs) и (б) столбнячный токсоид + антистолбнячный IgG человека (ТАТ ICs). Из 21 клинического изолята 19 штаммов связывали как РАР, так и ТАТ ICs аналогично референс-штамму М12(1800). И только два клинических штамма не связывали перечисленные комплексы. Все штаммы не реагировали с нативным мономерным IgG человека и кролика.

Для экспериментов по индукции гломерулонефрита были выбраны штаммы М12(257) и М12(305), положительный и отрицательный, соответственно, по связыванию ICs, а также референс-штамм М12(1800). В почечной ткани кроликов, получивших инъекции GAS М12(1800) и GAS М12(257), но не GAS М12(305), была обнаружена картина иммунного воспаления и деструктивно-дегенеративных изменений, сопоставимая с наблюдаемой при APSGN. При этом только штаммы, способные связывать ICs, при введении кроликам вызывали образование циркулирующих анти-IgG, тканевую депозицию IgG и С3, а также продукцию IL-1β, IL-6 и TNF-α мезангиальными и эндотелиальными клетками гломерул. Известно, что именно эти изменения обычно сопровождают развитие экспериментального гломерулонефрита. Таким образом, полученные данные подтверждают представления о том, что способность GAS типа М12 связывать ICs, как и способность GAS других типов связывать мономеры IgG, а, следовательно, и рецепторные белки IgG FcBPs, должны играть ведущую роль в нефритогенной потенции данных микробов.

Abstract. In former studies, using an experimental rabbit model of acute post-streptococcal glomerulonephritis (GAS), we have proven a role of M-like Fc-binding streptococcal proteins (IgG FcBPs) for initiating destructive/degenerative lesions of renal glomeruli that are characteristic to membranous/proliferative and destructive glomerulonephritis. This activity was shown for the strains of types 1, 22 and 49. Their clinical isolates are able to bind Fc fragment of human and rabbit IgG, and are considered as an etiological agent of glomerulonephritis. It is well known that GAS strains of M12 serotype (commonly nephritogenic) are not able to interact with IgG monomers, and usually bind aggregated IgG, in spite of participation of IgG FcBPs in the both events.

In present study, the GAS reference strain M12(1800) and twenty-one clinical strains of M12 type isolated from the patients with acute poststreptococcal glomerulonephritis (APSGN) were tested for binding with two artificial immune complexes (ICs): (i) peroxidase – antiperoxidase rabbit IgG (PAP) and (ii) tetanus toxoid – anti-tetanus human IgG (TAT). Streptococcal strain M12 (1800), as well as the majority of clinical isolates (19 strains) were strongly positive for the binding of both ICs tested. Using previously described model of experimental streptococcal glomerulonephritis rabbits were injected with heat-killed M12(1800) and each of two clinical isolates M12(257) and M12(305), positive and negative for the binding of ICs, respectively. Renal tissue material of rabbits injected with M12(1800) and M12(257), but not M12(305), showed strong inflammatory and degenerative changes compatible with pattern observed in APSGN. Streptococcal strains M12(1800) and M12(257), in contrast to strain M12(305), induced circulating anti-IgG, tissue deposition of IgG and C3 as well as secretion of IL-1β, Il-6 and TNF-α by the glomerular mesangial and endothelial cells. Our experimental data suggest that the IC-binding ability of type M12 streptococci should be of importance for the nephritogenic potential of these GAS serotype strains.

гемолитический стрептококк группы А типа М12иммунные комплексысвязывание микробами иммунных комплексовэкспериментальный гломерулонефритhemolitical streptococcus group А type М12immune complexesbacterial bindingexperimental glomerulonephritisReferencesБурова Л.А., Тотолян А.А. Роль стрептококковых рецепторов в формировании микробного очага и развитии иммунопатологических состояний // Ревматология. – 1988. - № 3. – С.9-12.Бурова Л.А., Тотолян А.А. Роль стрептококковых рецепторов в формировании микробного очага и развитии иммунопатологических состояний // Ревматология. – 1988. - № 3. – С.9-12.Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пигаревский П.В., Гладилина М.М., Молчанова И.В., Селиверстова В.Г., Терн А., Линдал Г., Тотолян А.А. Стрептококковые IgG Fc-связывающие белки-факторы инициации экспериментального гломерулонефрита // Бюл. экспер. биол. мед.- 1999. – 128. - № 11. – С.548-552.Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пигаревский П.В., Гладилина М.М., Молчанова И.В., Селиверстова В.Г., Терн А., Линдал Г., Тотолян А.А. Стрептококковые IgG Fc-связывающие белки-факторы инициации экспериментального гломерулонефрита // Бюл. экспер. биол. мед.- 1999. – 128. - № 11. – С.548-552.Тотолян А.А., Бурова Л.А. Критический анализ предполагаемых механизмов патогенеза постстрептококкового гломерулонефрита // Микроб. антимикроб. химиотерап. – 2001. – 3.- №4.- С.316-323.Тотолян А.А., Бурова Л.А. Критический анализ предполагаемых механизмов патогенеза постстрептококкового гломерулонефрита // Микроб. антимикроб. химиотерап. – 2001. – 3.- №4.- С.316-323.Тотолян А.А., Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пигаревский П.В., Шален К. Сердечно-сосудистые поражения при инфекционных заболеваниях // Вестник Российской Академии медицинских наук. – 2003. - №2. - С.56-61.Тотолян А.А., Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пигаревский П.В., Шален К. Сердечно-сосудистые поражения при инфекционных заболеваниях // Вестник Российской Академии медицинских наук. – 2003. - №2. - С.56-61.Угрюмов М.В. Современные методы иммуноцитохимии и гистохимии.// Итоги науки и техники. Серия “Морфология человека и животных”.- Т.15. – М.: Наука, 1991.-117 с.Угрюмов М.В. Современные методы иммуноцитохимии и гистохимии.// Итоги науки и техники. Серия “Морфология человека и животных”.- Т.15. – М.: Наука, 1991.-117 с.Burova L.A., Koroleva I.V., Ogurthzov R.P., Murashov S.V., Svensson M.-L., Schalen C. Role of streptococcal IgG Fc-receptor in tissue deposition of IgG in rabbits immunized with Streptococcus pyogenes // APMIS. – 1992. – Vol. 100. – P.567-574.Burova L.A., Koroleva I.V., Ogurthzov R.P., Murashov S.V., Svensson M.-L., Schalen C. Role of streptococcal IgG Fc-receptor in tissue deposition of IgG in rabbits immunized with Streptococcus pyogenes // APMIS. – 1992. – Vol. 100. – P.567-574.Burova L.A., Nagornev V.A., Pigarevsky P.V., Gladilina M.M., Seliverstova V.G., Schalen C., Totolian A.A. Triggering of renal tissue damage in rabbit by IgG Fc-receptor-positive group A streptococci // APMIS. – 1998. – Vol. 106. – P.277-287.Burova L.A., Nagornev V.A., Pigarevsky P.V., Gladilina M.M., Seliverstova V.G., Schalen C., Totolian A.A. Triggering of renal tissue damage in rabbit by IgG Fc-receptor-positive group A streptococci // APMIS. – 1998. – Vol. 106. – P.277-287.Burova L., Thern A, Pigarevsky P., Gladilina M., Seliverstova V., Gavrilova E., Nagornev V., Schalen C., Totolian A. Role of group A streptococcal IgG-binding proteins in triggering experimental glomerulonephritis in the rabbit // APMIS. – 2003. – Vol. 111. – P.955-962.Burova L., Thern A, Pigarevsky P., Gladilina M., Seliverstova V., Gavrilova E., Nagornev V., Schalen C., Totolian A. Role of group A streptococcal IgG-binding proteins in triggering experimental glomerulonephritis in the rabbit // APMIS. – 2003. – Vol. 111. – P.955-962.Creti R. Emm-types, virulence traits and antibiotic resistance genes of S.pyogenes strains isolated from carriers and infections. // International Symposium «Global burden of Streptococcal disease and European battle against it- сonclusion of Strep-EURO project». Lund, Sweden 22-23 May, 2006. – P.23.Creti R. Emm-types, virulence traits and antibiotic resistance genes of S.pyogenes strains isolated from carriers and infections. // International Symposium «Global burden of Streptococcal disease and European battle against it- сonclusion of Strep-EURO project». Lund, Sweden 22-23 May, 2006. – P.23.Cunningham M.W. Pathogenesis of group A streptococcal infections. // Clin. Microbiol. Rev. - 2000. - Vol. 13. – P.470-511.Cunningham M.W. Pathogenesis of group A streptococcal infections. // Clin. Microbiol. Rev. - 2000. - Vol. 13. – P.470-511.Johansson P.J. Malone C.C., Williams R.C.Jr, Retnoningrum D.S., Cleary P.P. Streptococcus pyogenes type M12 protein shows selective binding to some human immunoglobulin G3 myeloma proteins // Infect. Immun .- 1994.- Vol. 62. - №8. – С.3559-3563.Johansson P.J. Malone C.C., Williams R.C.Jr, Retnoningrum D.S., Cleary P.P. Streptococcus pyogenes type M12 protein shows selective binding to some human immunoglobulin G3 myeloma proteins // Infect. Immun .- 1994.- Vol. 62. - №8. – С.3559-3563.Greenwood F.C., Hunter W.M., Glover J.S. The preparation of 125 I-labelled human growth hormone of high specific activity // Biochem. J. – 1963. – Vol.89, P.114-123.Greenwood F.C., Hunter W.M., Glover J.S. The preparation of 125 I-labelled human growth hormone of high specific activity // Biochem. J. – 1963. – Vol.89, P.114-123.Handman E., Jarvis H.M. Nitrocellulose-based assays for the detection of glycolipids and other antigen: mechanism of binding to nitrocellulose // J. Immunol. Meth. – 1985. - Vol.83. – P.113-123.Handman E., Jarvis H.M. Nitrocellulose-based assays for the detection of glycolipids and other antigen: mechanism of binding to nitrocellulose // J. Immunol. Meth. – 1985. - Vol.83. – P.113-123.Martin D.R. Rheumatogenic and nephritogenic group A streptococci // In: Streptococci and the Host / eds.: Horaud T., Bouvet A., Leclercq R., De Montclos H., Sicard M. - New York: Plenum Press, 1997. – Vol.418. – P. 21-27.Martin D.R. Rheumatogenic and nephritogenic group A streptococci // In: Streptococci and the Host / eds.: Horaud T., Bouvet A., Leclercq R., De Montclos H., Sicard M. - New York: Plenum Press, 1997. – Vol.418. – P. 21-27.Motie M., Brockmeier S., Potempa L.A. Binding of model soluble immune complexes to modified C-reactive protein // J. Immunol. – 1996. – Vol.156. - P.4435-4441.Motie M., Brockmeier S., Potempa L.A. Binding of model soluble immune complexes to modified C-reactive protein // J. Immunol. – 1996. – Vol.156. - P.4435-4441.Papaparaskevas J., Stathi A., Tassios P.T., Zachariadou L., Pangalis A., Legakis N.J. Microbiological, epidemiological and clinical investigation of invasive Group a streptococcal infections, Greece 2003-2004. // International Symposium «Global burden of Streptococcal disease and European battle against itconclusion of Strep-EURO project». Lund, Sweden 22-23 May, 2006. – P.24.Papaparaskevas J., Stathi A., Tassios P.T., Zachariadou L., Pangalis A., Legakis N.J. Microbiological, epidemiological and clinical investigation of invasive Group a streptococcal infections, Greece 2003-2004. // International Symposium «Global burden of Streptococcal disease and European battle against itconclusion of Strep-EURO project». Lund, Sweden 22-23 May, 2006. – P.24.Retnoningrum D.S., Podbielski A., Cleary P.P. Type M12 protein from Streptococcus pyogenes is a receptor for IgG3 // J. Immunol. – 1993. – Vol.150. - №6. – P.2332-2340.Retnoningrum D.S., Podbielski A., Cleary P.P. Type M12 protein from Streptococcus pyogenes is a receptor for IgG3 // J. Immunol. – 1993. – Vol.150. - №6. – P.2332-2340.Retnoningrum D.S., Cleary P.P. M12 protein from Streptococcus pyogenes is a receptor for immunoglobulin G3 and human albumin // Infect. Immun. – 1994. – Vol.62. – P.2387-2394.Retnoningrum D.S., Cleary P.P. M12 protein from Streptococcus pyogenes is a receptor for immunoglobulin G3 and human albumin // Infect. Immun. – 1994. – Vol.62. – P.2387-2394.Rodrigues-Iturbe B., Carr R.I., Garcia R., Rabideau D., Rubio L., McIntosh R.M. Circulating immune complexes and serum immunoglobulins in acute poststreptococcal glomerulonephritis // Clin. Nephrol. – 1980. – Vol.13. – P.1-4.Rodrigues-Iturbe B., Carr R.I., Garcia R., Rabideau D., Rubio L., McIntosh R.M. Circulating immune complexes and serum immunoglobulins in acute poststreptococcal glomerulonephritis // Clin. Nephrol. – 1980. – Vol.13. – P.1-4.Schalen C., Christensen P., Kurl D., Sramek J., Svensson M.-L. Interaction of nephritis strain-associated group A streptococci with aggregated human IgG // In: Recent Advances in Streptococci and Streptococcal Diseases / eds. Kimura Y., Kotami S., Shiokawa S. -London: Reedbooks Ltd., 1985. – P. 81-82.Schalen C., Christensen P., Kurl D., Sramek J., Svensson M.-L. Interaction of nephritis strain-associated group A streptococci with aggregated human IgG // In: Recent Advances in Streptococci and Streptococcal Diseases / eds. Kimura Y., Kotami S., Shiokawa S. -London: Reedbooks Ltd., 1985. – P. 81-82.Schalen C., Kurl D.N., Christensen P. Independent binding of native and aggregated IgG in group A streptococci // APMIS, Sect. B. – 986. – Vol.94. – P.333-338.Schalen C., Kurl D.N., Christensen P. Independent binding of native and aggregated IgG in group A streptococci // APMIS, Sect. B. – 986. – Vol.94. – P.333-338.Silva F.G. Acute postinfectious glomerulonephritis and glomerulonephritis complicating persistent bacterial infection. In: Jennette J.C., Olson J.L., Schwartz M.M., Silva F.G., editors. Hepinstall’s pathology of the kidney. 5th ed. Philadelphia:Lippincott-Raven Publishers, 1998. - P. 389-453.Silva F.G. Acute postinfectious glomerulonephritis and glomerulonephritis complicating persistent bacterial infection. In: Jennette J.C., Olson J.L., Schwartz M.M., Silva F.G., editors. Hepinstall’s pathology of the kidney. 5th ed. Philadelphia:Lippincott-Raven Publishers, 1998. - P. 389-453.Stollerman G.H. Rheumatic fever and streptococcal infection. In: Stollerman G.H., editor. Clinical cardiology monographs. New York: Grune and Stratton, 1975. – P.1-303.Stollerman G.H. Rheumatic fever and streptococcal infection. In: Stollerman G.H., editor. Clinical cardiology monographs. New York: Grune and Stratton, 1975. – P.1-303.Stollerman G.H. Rheumatogenic streptococci and autoimmunity // Clin. Immunol. Immunopathol. – 1991. – Vol.61. – P.131-142.Stollerman G.H. Rheumatogenic streptococci and autoimmunity // Clin. Immunol. Immunopathol. – 1991. – Vol.61. – P.131-142.

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