Влияние экстрактов микроводорослей на уровни цитокинов у мышей-самок C57Bl6

Микроводоросли пресноводных водоемов и морей представляют собой ценный источник широкого спектра биологически активных веществ, способных влиять на  клетки  иммунной  системы и их функциональный статус. Цитокины вовлечены во все циклы жизни клеток организма (пролиферация, созревание, дифференцировка, апоптоз/некроз). Проведено исследование влияния приема в пищу стандартного корма для лабораторных животных, обогащенных масляным экстрактом микроводорослей различных систематических групп на уровни цитокинов в сыворотке крови, кондиционных средах иммуноцитов и ткани почек и печени. Стандартный корм пропитывали масляными экстрактами микроводорослей (C. vulgaris, Coelastrella sp., A. platensis, C. closterium и P. purpureum), в контроле корм пропитывали чистым растительным маслом, животные принимали корм    в течение 12 дней. Забирали кровь, селезенку и тимус для выделения иммуноцитов, почки и печень для получения экстракта в диметилсульфоксиде. Кондиционные среды спленоцитов и тимоцитов получали добавлением конканавалина А (0 и 10 мкг/мл). В сыворотке, кондиционных средах, экстрактах исследовали уровень NO, IL-1β, IL-10, TNFα и NO. В сыворотке выявлено влияние микроводорослей на уровень IL-1β и TNFα. Активация иммуноцитов в опытных группах вела к изменению уровня продукции IL-1β, TNFα и IL-10. Отмечено изменение уровня цитокинов, NO в экстрактах печени и почек в опытных группах.

Таким образом, экстракты микроводорослей различных систематических групп оказывают влияние на уровни цитокинов в сыворотке крови, кондиционных средах спленоцитов и тимоцитов, тканях почек и печени.

1. Abdel-Aziem S.H., Abd El-Kader H.A.M., Ibrahim F.M., Sharaf H.A., El Makawy A.I. Evaluation of the alleviative role of Chlorella vulgaris and Spirulina platensis extract against ovarian dysfunctions induced by monosodium glutamate in mice. J. Genet. Eng. Biotechnol., 2018. Vol. 16, no. 2, pp. 653-660.

2. Casas-Arrojo V., Decara J., de Los Ángeles Arrojo-Agudo M., Pérez-Manríquez C., Abdala-Díaz R.T. Immunomodulatory, antioxidant activity and cytotoxic effect of sulfated polysaccharides from Porphyridium cruentum. (S.F.Gray) Nägeli. Biomolecules, 2021, Vol. 11, no. 4, 488. doi: 10.3390/biom11040488.

3. Cheng D., Wan Z., Zhang X., Li J., Li H., Wang C. Dietary Chlorella vulgaris ameliorates altered immunomodulatory functions in Cyclophosphamide-induced immunosuppressive mice. Nutrients, 2017, Vol. 9, no. 7, 708. doi: 10.3390/nu9070708.

4. Choo W.T., Teoh M.L., Phang S.M., Convey P., Yap W.H., Goh B.H., Beardall J. Microalgae as potential anti-inflammatory natural product against human inflammatory skin diseases. Front. Pharmacol., 2020, Vol. 11, 1086. doi: 10.3389/fphar.2020.01086.

5. El-Baz F.K., Hussein R.A., Abdel Jaleel G.A.R., Saleh D.O. Astaxanthin-Rich Haematococcus pluvialis algal hepatic modulation in D-galactose-induced aging in rats: role of Nrf2. Adv. Pharm. Bull., 2018, Vol. 8, no. 3, pp. 523-528.

6. El-Baz F.K., Saleh D.O., Abdel Jaleel G.A., Hussein R.A. Attenuation of age-related hepatic steatosis by Dunaliella salina microalgae in senescence rats through the regulation of redox status, inflammatory indices, and apoptotic biomarkers. Adv. Pharmacol. Pharm. Sci., 2020, 3797218. doi: 10.1155/2020/3797218.

7. Khan S., Mobashar M., Mahsood F.K., Javaid S., Abdel-Wareth A.A., Ammanullah H., Mahmood A. Spirulina inclusion levels in a broiler ration: evaluation of growth performance, gut integrity, and immunity. Trop. Anim. Health Prod., 2020, Vol. 52, no. 6, pp. 3233-3240.

8. Lee A.H., Shin H.Y., Park J.H., Koo S.Y., Kim S.M., Yang S.H. Fucoxanthin from microalgae Phaeodactylum tricornutum inhibits pro-inflammatory cytokines by regulating both NF-κB and NLRP3 inflammasome activation. Sci. Rep., 2021, Vol. 11, no. 1, 543. doi: 10.1038/s41598-020-80748-6.

9. Liu B.H., Lee Y.K. Effect of total secondary carotenoids extracts from Chlorococcum sp. on Helicobacter pylori-infected BALB/c mice. Int. Immunopharmacol., 2003, Vol. 3, no. 7, pp. 979-986.

10. Lykov A., Rachkovskaya L., Surovtseva M., Kim I., Rachkovsky E., Korolev M., Kotlyarova A., Letyagin A., Poveshchenko O., Gevorgiz R., Zheleznova S. In vitro and in vivo effect of the composition of fucoxantin with porous aluminum-silicon career on cells. Biointerface Res. Appl. Chem., 2021, Vol. 11, no. 2, pp. 9467-9476.

11. Mayer C., Richard L., Côme M., Ulmann L., Nazih H., Chénais B., Ouguerram K., Mimouni V. The marine microalga, Tisochrysis lutea, protects against metabolic disorders associated with metabolic syndrome and obesity. Nutrients, 2021, Vol. 13, no. 2, 430. doi: 10.3390/nu13020430.

12. Nasirian F., Dadkhah M., Moradi-Kor N., Obeidavi Z. Effects of Spirulina platensis microalgae on antioxidant and anti-inflammatory factors in diabetic rats. Diabetes Metab. Syndr. Obes., 2018, Vol. 11, pp. 375-380.

13. Park G.T., Go R.E., Lee H.M., Lee G.A., Kim C.W., Seo J.W., Hong W.K., Choi K.C., Hwang K.A. Potential anti-proliferative and immunomodulatory effects of marine microalgal exopolysaccharide on various human cancer cells and lymphocytes in vitro. Mar. Biotechnol. (NY), 2017, Vol. 19, no. 2, pp. 136-146.

14. Patwal T., Baranwal M. Scenedesmus acutus extracellular polysaccharides produced under increased concentration of sulphur and phosphorus exhibited enhanced proliferation of peripheral blood mononuclear cells. 3 Biotech, 2021, Vol. 11, no. 4, 171. doi: 10.1007/s13205-021-02720-z.

15. Queiroz J.S., Barbosa C.M.V., da Rocha M.C., Bincoletto C., Paredes-Gamero E.J., de Souza Queiroz M.L., Palermo Neto J. Chlorella vulgaris treatment ameliorates the suppressive effects of single and repeated stressors on hematopoiesis. Brain Behav. Immun., 2013, Vol. 29, pp. 39-50.

16. Ramos A.L., Torello C.O., Queiroz M.L. Chlorella vulgaris modulates immunomyelopoietic activity and enhances the resistance of tumor-bearing mice. Nutr. Cancer, 2010. Vol. 62, no. 8, pp. 1170-1180.

17. Sushytskyi L., Lukáč P., Synytsya A., Bleha R., Rajsiglová L., Capek P., Pohl R., Vannucci L., Čopíková J., Kaštánek P. Immunoactive polysaccharides produced by heterotrophic mutant of green microalga Parachlorella kessleri HY1 (Chlorellaceae). Carbohydr. Polym., 2020, Vol. 246, 116588. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.116588.

18. Tabarzad M., Atabaki V., Hosseinabadi T. Anti-inflammatory activity of bioactive compounds from microalgae and Cyanobacteria by focusing on the mechanisms of action. Mol. Biol. Rep., 2020, Vol. 47, no. 8, pp. 6193-6205.

19. Villalpando D.M., Verdasco-Martín C.M., Plaza I., Gómez-Rivas J., de Bethencourt F.R., Villarroel M., García J.L., Otero C., Ferrer M. Beneficial Effects of Spirulina aqueous extract on vasodilator function of arteries from hypertensive rats. Int. J. Vasc. Med., 2020, 6657077. doi: 10.1155/2020/6657077.

20. Wu S., Liu H., Li S., Sun H., He X., Huang Y., Long H. Transcriptome analysis reveals possible immunomodulatory activity mechanism of Chlorella sp. exopolysaccharides on RAW264.7 macrophages. Mar. Drugs, 2021, Vol. 19, no. 4, 217. doi: 10.3390/md19040217.

21. Yim J.H., Son E., Pyo S., Lee H.K. Novel sulfated polysaccharide derived from red-tide microalga Gyrodinium impudicum strain KG03 with immunostimulating activity in vivo. Mar. Biotechnol. (NY), 2005, Vol. 7, no. 4, pp. 331-338.

22. Zahran E., Elbahnaswy S., Risha E., El-Matbouli M. Antioxidative and immunoprotective potential of Chlorella vulgaris dietary supplementation against chlorpyrifos-induced toxicity in Nile tilapia. Fish Physiol. Biochem., 2020, Vol. 46, no. 4, pp. 1549-1560.