Внеклеточная ДНК в крови как показатель воспалительной реакции in vivo

Повышенная концентрация внеклеточной ДНК (внДНК) в циркулирующей крови человека и животных является признаком воспалительных состояний и отличительной характеристикой различных патофизиологических процессов, протекающих в организме. Цель — исследовать возможную роль фактора некроза опухоли (TNFα) в изменениях содержания внДНК периферической крови в ответ на экспериментально созданную ситуацию системного воспаления. В работе использовали 40 самок мышей-гибридов (C57Bl/6xDBA/2)F1 в возрасте 6-8 недель. Концентрацию внДНК, и ее отдельных фракций, определяли с помощью флуоресцентного красителя PicoGreen. Динамику воспалительного процесса оценивали через 4, 8, 11 и 24 часа после введения LPS.

Показан значимый рост уровня внДНК плазмы крови при одновременном падении уровня внДНК связанной с поверхностью клеток под действием липополисахарида Е. coli (LPS). Отношение количества внДНК, связанной с поверхностью клеток, к суммарной внДНК дозозависимо снижается уже через 4 часа после введения животным LPS, что позволяет считать это соотношение характерным признаком нетоза нейтрофильных гранулоцитов при развитии острого воспаления. При одновременном введении с LPS рекомбинантного белка, нейтрализующего действие TNFα, описанные эффекты существенно подавляются, в то время как увеличенное поступление нейтрофилов в ткани определяются неким иным фактором, прямо не связанным с продукцией этого цитокина.

На основании полученных данных предлагается гипотеза о том, что индукция нетоза воспалительными стимулами вызывает увеличение концентрации внДНК в плазме крови не только за счет вновь возникающей при нетозе нейтрофилов экстрацеллюлярной ДНК, но и вследствие освобождения, под действием выделяющихся при нетозе протеаз, той фракции внДНК, которая ранее была прочно связана с мембранами клеток во всех тканях организма.

1. Козлов В.А. Свободная внеклеточная ДНК в норме и при патологии // Медицинская иммунология, 2013. Т. 15, № 5. С. 399-412. doi: 10.15789/1563-0625-2013-5-399-412.

2. Колесникова О.П., Гойман Е.В., Демченко Е.Н., Гаврилова Е.Д., Козлов В.А. Ранние маркеры фенотипической гетерогенности системной красной волчанки в экспериментальной модели // Бюллетень сибирской медицины, 2017. T. 16, № 4. С. 155-164.

3. Судаков Н.П., Попкова Т.П., Новикова М.А., Катышев А.И., Никифоров С.Б., Пушкарев Б.Г., Гольдберг О.А., Клименков И.В., Лепехова С.А., Апарцин К.А., Ежикеева С.Д., Тен М.Н., Константинов Ю.М. Взаимосвязь уровня свободно циркулирующей митохондриальой ДНК крови с активностью маркеров цитолиза при экспериментальной острой мелкоочаговой ишемии миокарда // Сибирский медицинский журнал, 2013. № 5. С. 83-85.

4. Цырендоржиев Д.Д., Орловская И.А., Сенников С.В., Трегубчак Т.В., Гилева И.П., Цырендоржие-ва М.Д., Щелкунов С.Н. Биологические эффекты индивидуально синтезированного TNF-связывающего домена белка CrmB вируса натуральной оспы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2014. Т. 157, № 2. С. 214-217.

5. Bryzgunova N.V., Tamkovich S.N., Cherepanova A.V., Yarmoshchuk S.V., PermyakovaV.I., Anykeeva O.Y., Laktionov P.P. Redistribution of free- and cell-surface-bound DNA in blood of benign and malignant prostate tumor patients. Acta Naturae, 2015, Vol. 7, no. 2, pp. 115-118.

6. Hong C., Kidani Y., A-Gonzalez N., Phung T., Ito A., Rong X., Ericson K., Mikkola H., Beaven S.W., Miller L.S., Shao W.-H., Cohen P.L., Castrillo A., Tontonoz P., Bensinger S.J. Coordinate regulation of neutrophil homeostasis by liver X receptors in mice. J. Clin. Invest., 2012, Vol. 122, no. 1, pp. 337-347.

7. Joshi M.B., Lad A., Bharath Prasad A.S., Balakrishnan A., Ramachandra L., Satyamoorthy K. High glucose modulates IL-6 mediated immune homeostasis through impeding neutrophil extracellular trap formation. FEBS Lett., 2013, Vol. 587, no. 14, pp. 2241-2246.

8. Reiss A.B., Awadallah N.W., Malhotra S., Montesinos M.C., Chan E.S.L., Javitt N.B., Cronstein B.N. Immune complexes and IFNg decrease cholesterol 27-hydroxylase in human arterial endothelium and macrophages. J. Lipid Res., 2001, Vol. 42, no. 11, pp. 1913-1922.

9. Sollberger G., Tilley D.O., Zychlinsky A. Neutrophil extracellular traps: The biology of chromatin externalization. Dev. Cell, 2018, Vol. 44, no. 5, pp. 542-553.

10. Tamkovich S.N., Litviakov N.V., Bryzgunova O.E., Dobrodeev A.Y., Rykova E.Y., Tuzikov S.A., Zav'ialov A.A., Vlassov V.V., Cherdyntseva N.V., Laktionov P.P. Cell-surface-bound circulating DNA as a prognostic factor in lung cancer. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2008, Vol. 1137, no. 1, pp. 214-217.

11. van der Meer A.J., Kroeze A., Hoogendijk A.J., Soussan A.A., van der Schoot C.E., Wuillemin W.A., Voermans C., van der Poll T., Zeerleder S. Systemic inflammation induces release of cell-free DNA from hematopoietic and parenchymal cells in mice and humans. Blood Adv., 2019, Vol. 3, no. 5, pp. 724-728.