Иммуномодулирующие свойства растительных полифенолов в экспериментальной модели in vitro

Полифенолы обладают широким спектром биологических эффектов, в том числе иммуномодулирующим. Изучение влияния флавоноидов на фагоцитарную активность профессиональных фагоцитов представляется достаточно перспективным направлением для их дальнейшего использования в качестве фармакологического (терапевтического) агента. К наиболее распространенным представителям флавоноидов с плейотропным действием относятся кверцетин и лютеолин. Углубленное изучение и понимание иммунотропных механизмов (в том числе на примере регуляции фагоцитоза) является необходимым условием для проведения адекватной фармакотерапии при инфекционных процессах, воспалительных заболеваниях неспецифической этиологии, аутоиммунных и онкологических состояниях. Цель работы – изучить влияние флавоноидов на фагоцитарную активность профессиональных фагоцитов (нейтрофилов) в системе in vitro. В работе использован биологический материал (венозная кровь) 30 практически здоровых человек (взрослые n = 15, дети n = 15). Исследование выполнено в соответствии с установленными международными правилами. В опытные пробы вносили 0,5 мг/л Luteolin (содержание основного вещества ≥ 98%) и Quercetin (содержание основного вещества ≥  95%) и инкубировали 20 мин при 37 °С. Процент фагоцитоза, фагоцитарное число (количество поглощенных формалинизированных эритроцитов барана одной клеткой нейтрофила) определяли с помощью световой микроскопии в контрольных и опытных образцах. В системе in vitro отмечен однонаправленный характер угнетения фагоцитоза кверцетином и лютеолином. Идентифицировано статистически значимое (p < 0,05) ослабление на 10% интенсивности фагоцитоза в опытных образцах крови, полученной от взрослых пациентов, относительно контрольных значений. При добавлении кверцетина и лютеолина в пробы крови, полученной от детей, отмечено статистически значимое (p < 0,05) снижение на 30% фагоцитоза по сравнению с контрольными величинами. Вместе с тем среднее значение процента фагоцитоза и фагоцитарного числа в образцах крови после добавления флавоноидов регистрировались в диапазоне референтных значений, что демонстрирует адекватность и физиологичность угнетения чрезмерной агрессивности компартментов врожденного иммунитета кверцетином и лютеолином. Установлено, что в указанной концентрации более выраженное супрессорное действие флавоноиды оказывали на фагоцитарную активность у детей. Моделирование иммунного ответа на примере индикаторных показателей фагоцитоза с его верификацией на экспериментальных моделях in vitro на нейтрофилах, полученных у практически здоровых взрослых и детей, позволяет расширить понимание механизма иммунотропного эффекта флавоноидов кверцетина и лютеолина для задач коррекции иммунопатологических состояний.

1. Кетлинский С.А., Калинина Н.М. Иммунология для врача. СПб.: Гиппократ, 1998. 156 с.

2. Селянина Г.А. Оценка состояния иммунной системы у жителей Челябинской области // Медицинская иммунология. 2006. Т. 8, № 5-6. С. 741-744. doi: 10.15789/1563-0625-2006-5-6-741-744.

3. Almatroodi S.A., Alsahli M.A., Almatroudi A., Verma A.K., Aloliqi A., Allemailem K.S., Khan A.A., Rahmani A.H. Potential therapeutic targets of quercetin, a plant flavonol, and its role in the therapy of various types of cancer through the modulation of various cell signaling pathways. Molecules, 2021, Vol. 26, no. 5, 1315. doi: 10.3390/molecules26051315.

4. Caporali S., de Stefano A., Calabrese C., Giovannelli A., Pieri M., Savini I., Tesauro M., Bernardini S., Minieri M., Terrinoni A. Anti-Inflammatory and active biological properties of the plant-derived bioactive compounds luteolin and luteolin 7-glucoside. Nutrients, 2022, Vol. 14, no. 2, 1155. doi: 10.3390/nu14061155.

5. Chen B., Li X., Wu L., Zhou D., Song Y., Zhang L., Wu Q., He Q., Wang G., Liu X., Hu H., Zhou W. Quercetin suppresses human glioblastoma migration and invasion via GSK3β/βcatenin/ZEB1 signaling pathway. Front. Pharmacol., 2022, Vol. 13, 963614. doi: 10.3389/fphar.2022.963614.

6. Han L., Fu Q., Deng C., Luo L., Xiang T., Zhao H. Immunomodulatory potential of flavonoids for the treatment of autoimmune diseases and tumour. Scand. J. Immunol., 2022, Vol. 95, e13106. doi: 10.1111/sji.13106.

7. Heinz S., Henson, D., Nieman, D., Austin, M., Jin F. A 12-week supplementation with quercetin does not affect natural killer cell activity, granulocyte oxidative burst activity or granulocyte phagocytosis in female human subjects. Br. J. Nutr., 2010, Vol. 104, no. 6, рр. 849-857.

8. Hsieh W.C., Lai C.Y., Lin H.W., Tu D.G., Shen T.J., Lee Y.J., Hsieh M.C., Chen C.C., Han H.H., Chang Y.Y. Luteolin attenuates PM2.5-induced inflammatory responses by augmenting HO-1 and JAK-STAT expression in murine alveolar macrophages. Food Agricult. Immunol., 2022, Vol. 33, pp. 1, 47-64.

9. Kang О., Choi J., Lee J.H. Luteolin isolated from the flowers of lonicera japonica suppresses inflammatory mediator release by blocking NF-κB and MAPKs activation pathways in HMC-1 cells. Molecules, 2020, Vol. 15, no. 1, рр. 385-398.

10. Lee J., Li Y., Chen H., Lin R., Huang S., Chen H., Kuan P., Liao M., Chen C., Kuan Y. Protective effects of luteolin against lipopolysaccharide-induced acute lung injury involves inhibition of MEK/ERK and PI3K/Akt pathways in neutrophils. Acta. Pharmacol. Sin., 2010, Vol. 31, рр. 831-838.

11. Pečivová J., Mačičková T., Sviteková K., Nosáľ R. Quercetin inhibits degranulation and superoxide generation in PMA stimulated neutrophils. Interdiscip. Toxicol., 2012, Vol. 5, no. 2, рр. 81-83.

12. Srikok S., Nambut S., Wongsawan K., Chuammitri P. Quercetin promotes the expression of genes involved in phagocytosis in bovine neutrophils. Am. J. Anim. Vet. Sci., 2017, Vol. 12, no. 2, рр. 85-95.

13. Tian C., Liu X., Chang Y., Wang R., Lv T., Cui C., Liu M. Investigation of the anti-inflammatory and antioxidant activities of luteolin, kaempferol, apigenin and quercetin. S. Afr. J. Bot., 2021, Vol. 137, рр. 257-264.

14. Yang H., Xu S., Tang L., Gong J., Fang H., Wei J., Su D. Targeting of nonapoptotic cancer cell death mechanisms by quercetin: Implications in cancer therapy. Front. Pharmacol., 2022, Vol. 13, 1043056. doi: 10.3389/ fphar.2022.1043056.

15. Yu C.S., Lai K.C., Yang J.S., Chiang J.H., Lu C.C., Wu C.-L., Lin J.P., Liao C.L., Tang N.Y., Wood W.G., Chung J.G. Quercetin inhibited murine leukemia WEHI-3 cells in vivo and promoted immune response. Phytother. Res., 2010, Vol. 24, рр. 163-168.

16. Verhoeven D. Immunometabolism and innate immunity in the context of immunological maturation and respiratory pathogens in young children. J. Leukoc. Biol., 2019, Vol. 106, рр. 301-308.

17. Wang X., Fu Y., Botchway B.O.A., Zhang Y., Zhang Y., Jin T., Liu X. Quercetin can improve spinal cord injury by regulating the mTOR signaling pathway. Front. Neurol., 2022, Vol. 13, 905640. doi: 10.3389/fneur.2022.905640.

18. Zalpoor H., Nabi-Afjadi M., Forghaniesfidvajani R., Tavakol C. Farahighasreaboonasr F., Pakizeh F., Dana V.G., Seif F. Quercetin as a JAK–STAT inhibitor: a potential role in solid tumors and neurodegenerative diseases. Cell. Mol. Biol. Lett., 2022, Vol. 27, no. 1, 60. doi: 10.1186/s11658-022-00355-3.