Влияние супернатанта Bifidobacterium bifidum на морфофункциональные свойства фибробластов человека в динамике в эксперименте in vitro

В настоящее время активно идет поиск экзогенных стимуляторов процессов репарации и регенерации. В последние десятилетия накоплены данные об иммунотропной активности бифидобактерий. Ключевая же роль в восстановлении дефектов в области раны принадлежит фибробластам за счет секреции компонентов внеклеточного матрикса, метаболитов, сигнальных факторов для окружающих клеток и регуляции тканевого метаболизма. В работе приведены результаты исследования влияния супернатанта Bifidobacterium bifidum (10 мкл/мл) на морфофункциональные свойства фибробластов человека в динамике в эксперименте in vitro. В работе использовали эталонный штамм Bifidobacterium bifidum 791 (Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика», № депонента АС-1247), использующийся при производстве пробиотика «Бифидумбактерин» (ЗАО «Экополис», г. Ковров) и фибробласты взрослого человека (линия клеток ЛЭЧ4(81)) (лаборатория клеточных культур ЕНИИВИ, г. Екатеринбург). Структурно-функциональные исследования проводили на 1-е, 3-и, 7-е, 14-е, 21-е, 28-е сутки сокультивирования. Продукты вторичного метаболизма B. bifidum оказывают стрессовое воздействие на морфофункциональное состояние фибробластов в первые сутки. Стимулируют процессы пролиферации в культуре в опыте 2,67±0,24 в сравнении с контролем 0,75±0,15 (p < 0,01), не блокируя при этом апоптоз в клетке. Это приводит к усилению продукции белков внеклеточного матрикса, как коллагена (пг/мл) (400±19 против 110±25 в контроле), так и эластина (нг/мл) 395±30 и 125±29). Сокультивирование фибробластов в опытном образце в течение суток приводит к массивному «сбрасыванию» рецептора CD44 (p < 0,05), в отличие от контроля, которое подтверждается фенотипическими изменениями (r = 0,66). На 1 и 3 сутки наблюдается снижение СD105⁺, CD44⁺ рецепторов (p < 0,05), по сравнению с контрольной группой и увеличение экспрессии СD29⁺ (p < 0,05). Активированные фибробласты обладают измененным секреторным фенотипом, продуцирующим цитокины различной направленности TGF-b (r = 0,78), IL-6 (r = 0,57), IL-1b (r = 0,75), IL-8 (r = 0,63). Максимальная адаптация клеток в опытной системе регистрируется на 7-е сутки, что коррелирует с морфометрическим (r = 0,59) и цитометрическим (r = 0,71) исследованиями. Полученные данные способствуют пониманию механизмов иммунорегуляторного влияния нормобиоты (на модели бифидобактерий) на процессы репарации и регенерации.

1. Anikina L.V., Pukhov S.A., Dubrovskaya E.S., Afanaseva S.V., Klochkov S.G. Comparative definition of cell viability by MTT and resazurin. Fundamental Research, 2014, no. 12, Pt 7, pp. 1423-1427. (In Russ.)

2. Aptekar A.I., Kostolomova E.G., Sukhovey Y.G. Сhange in the functional activity of fi broblasts in the process of modelling of compression, hypercapnia and hypoxia. Russian Osteopathic Journal, 2019, no. 1-2, pp. 72-84. (In Russ.)

3. Emig R., Zgierski-Johnston C.M., Beyersdorf F., Rylski B., Ravens U., Weber W., Kohl P., Hörner M., Peyronnet R. Human Atrial Fibroblast Adaptation to Heterogeneities in Substrate Stiffness. Front. Physiol., 2020, Vol. 10, 1526. doi: 10.3389/fphys.2019.01526.

4. Haniffa M., Collin M., Buckley C, Dazzi F. Mesenchymal stem cells: the fibroblasts new clothes? Haemotologica, 2009, Vol. 94, no. 2, pp.258-263.

5. Kostolomova E.G., Timokhina T.Kh., Perunova N.B., Polyanskikh E.D., Sakharov R.A., Komarova A.V. In vitro evaluation of immunomodulatory activity of Bifidobacterium bifidum 791 in the cell model of innate and adaptive immunity. Russian Journal of Immunology, 2022, Vol. 25, no. 2, pp. 213-218. (In Russ.)

6. Kudryavtsev I.V., Subbotovskaya A.I. Application of six-color flow cytometric analysis for immune profile monitoring. Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 1, pp. 19-26. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2015-1-19-26.

7. Lozovaya P.B., Polyanskikh E.D., Kostolomova E.G. Immunophysiological mechanisms of wound regeneration under conditions of application of supernatant of probiotic bacteria Вifidobacterium bifidum. Genes and Cells, 2022, Vol. 17, no. 3, p. 136.

8. Macías I., Alcorta-Sevillano N., Infante A., Rodríguez C.I. Cutting edge endogenous promoting and exogenous driven strategies for bone regeneration. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 14, 7724. doi: 10.3390/ijms22147724.

9. Plikus M.V., Wang X., Sinha S., Forte E., Thompson S.M., Herzog E.L., Driskell R.R., Rosenthal N., Biernaskie J., Horsley V. Fibroblasts: Origins, definitions, and functions in health and disease. Cell, 2021, Vol. 184, no. 15, pp. 3852-3872.

10. Rorteau J., Chevalier F.P., Bonnet S., Barthélemy T., Lopez-Gaydon A., Martin L.S., Bechetoille N., Lamartine J. Maintenance of chronological aging features in culture of normal human dermal fibroblasts from old donors. Cells, 2022, Vol. 11, no. 5, 858. doi: 10.3390/cells11050858.

11. Schwacha M.G. Gammadelta T-cells: potential regulators of the post-burn inflammatory response. Burns, 2009, Vol. 35, no. 3, pp. 318-326.

12. Sukhovei Y., Kostolomova E., Unger I., Koptyug A., Kaigorodov D. Difference between the biologic and chronologic age as an individualized indicator for the skincare intensity selection: skin cell profile and age difference studies. Biomed. Dermatol., 2019, Vol. 3, 10. doi: 10.1186/s41702-019-0051-1.

13. Timokhina T.Kh., Markov A.A., Paromova Ya.I., Samikova V.N., Perunova N.B. Method for obtaining exometabolites of bifidobacteria with high antimicrobial activity. Medical Science and Education of the Urals, 2016, no. 2, pp. 152-154. (In Russ.)