Иммунологические аспекты применения мелатонина при экспериментальной термической травме

Распространенность термической травмы, высокий риск инфекционных и неинфекционных краткосрочных и долговременных осложнений, ограниченная эффективность применяемых терапевтических подходов являются предпосылкой для поиска и патогенетического обоснования новых средств терапии, среди которых внимание привлекает эндогенный регулятор гомеостаза с плейотропными свойствами мелатонин.

Цель работы – исследовать иммунологические аспекты эффективности внутрибрюшинного применения мелатонина (МТ) при экспериментальной термической травме (ТТ).

Работа выполнена на 158 крысах линии Wistar, ТТ IIIА степени и относительной площадью 3,5% моделировали погружением кожи в воду при 98-99 °С на 12 с. МТ применяли внутрибрюшинно ежедневно в дозе 10 мг/кг в течение 5 суток. Количественный состав клеток крови оценивали на гематологическом анализаторе. Концентрацию в плазме IL-4, TNFa, IFNg, CРБ определяли на автоматическом иммуноферментном анализаторе с использованием специфических для крыс тест-систем, МТ – методом капиллярного электрофореза.

При экспериментальной ТТ на фоне прогрессивного от 5 к 20 суткам увеличения количества в крови лейкоцитов за счет нейтрофилов, моноцитов, базофилов, снижается количество лимфоцитов. При ТТ в сыворотке на 5 и 10 сутки возрастает концентрация СРБ, на 5-е, 10-е и 20-е сутки возрастает содержание TNF-a, IL-4 при отсутствии значимых изменений концентрации IFNg. Концентрация сывороточного МТ значимо не изменяется. Внутрибрюшинное применение МТ при ТТ приводит к частичному восстановлению в крови количества лимфоцитов на 5-е сутки. Оценка цитокинового профиля в сыворотке выявила снижение концентрации TNFa на 10-е и 20-е сутки, значимых изменений концентрации IL-4 и IFNg не зафиксировано, концентрация СРБ снижается на 5-е сутки. Концентрация сывороточного МТ увеличивается на 5-е сутки.

При ТТ на 5-е, 10-е, 20-е сутки эксперимента в крови увеличивается количество нейтрофилов, моноцитов, базофилов, снижается – лимфоцитов, в сыворотке возрастает содержание СРБ, TNFa, IL-4, содержание IFNg и мелатонина не изменяется. Внутрибрюшинное применение МТ при ТТ частично восстанавливает в крови количество лимфоцитов, концентрацию СРБ, TNFa. Снижение концентрации в сыворотке TNFa и CРБ при ТТ в условиях применения МТ позволяют говорить об ограничении острофазового ответа как следствие антиоксидантного, противовоспалительного действия МТ, что может способствовать ускорению заживления и уменьшению площади очага повреждения ТТ.

1. Boutin J.A., Ferry G. Is there sufficient evidence that the melatonin binding Site MT3 is Quinone Reductase 2? J. Pharmacol. Exp. Ther., 2019, Vol. 368, no. 1, pp. 59-65.

2. Dong K., Goyarts E., Rella A., Pelle E., Wong Y.H., Pernodet N. Age associated decrease of MT-1 melatonin receptor in human dermal skin fibroblasts impairs protection against UV-induced DNA damage. Int. J. Mol. Sci. 2020, Vol. 21, no. 1, 326. doi: 10.3390/ijms21010326.

3. Favero G., Franceschetti L., Bonomini F., Rodella L.F., Rezzani R. Melatonin as an anti-inflammatory agent modulating inflammasome activation. Int. J. Endocrinol. 2017, Vol. 2017, 1835195. doi: 10.1155/2017/1835195.

4. Galano A., Tan D.X., Reiter R.J. Melatonin: a versatile protector against oxidative DNA damage. Molecules, 2018, Vol. 23, no. 3, 530. doi:10.3390/molecules23030530.

5. Hardeland R. Aging, melatonin, and the pro- and anti-inflammatory networks. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 5, 1223. doi: 10.3390/ijms20051223.

6. Huang H., Cui Y., Tian Z. Tumor necrosis factor-α-induced protein 8-like 2 downregulation reduces CD4+ T lymphocyte apoptosis in mice with thermal injury. Med. Sci. Monit., 2019, Vol. 25, pp. 7547-7556.

7. Lateef Z., Stuart G., Jones N., Mercer A., Fleming S., Wise L. The cutaneous inflammatory response to thermal burn injury in a murine model. Int. J. Mol. Sci. 2019, Vol. 20, no. 3, 538. doi: 10.3390/ijms20030538.

8. Loynes C.A., Lee J.A., Robertson A.L., Steel M.J., Ellett F., Feng Y., Levy B.D., Whyte M.K., Renshaw S.A. PGE2 production at sites of tissue injury promotes an anti-inflammatory neutrophil phenotype and determines the outcome of inflammation resolution in vivo. Sci. Adv., 2018, Vol. 4, no. 9, eaar8320. doi: 10.1126/sciadv.aar8320.

9. Mayo J.C., Aguado A., Cernuda-Cernuda R., Alvarez-Artime A., Cepas V., Quiros-Gonzalez I., Hevia D., Sáinz R.M. Melatonin uptake by cells: an answer to its relationship with glucose? Molecules, 2018, Vol. 23, no. 8, 1999. doi: 10.3390/molecules23081999.

10. Wu D., Zhou M., Li L. Severe burn injury progression and phasic changes of gene expression in mouse model. Inflammation. 2019, Vol. 42, no. 4, pp. 1239-1251.