Особенности экспрессии генов противомикробных пептидов и микробиома на уровне слизистой оболочки верхних дыхательных путей при старении
https://doi.org/10.15789/1563-0625-FOT-16727
Аннотация
На сегодняшний день во всем мире неуклонно растет доля лиц пожилого и старческого возраста. Важнейшими факторами первой линии иммунной защиты слизистых оболочек верхних дыхательных путей являются β-дефензины, представляющие группу секреторных белков с противомикробной активностью. Целью настоящего исследования явилось изучение экспрессии генов противомикробных пептидов β-дефензинов и состава микробиома слизистых оболочек верхних дыхательных путей у лиц старческого возраста и долгожителей при различных фенотипах старения. В основную группу исследования вошло 67 долгожителей и 49 человек старческого возраста, которые в дальнейшем были поделены на две подгруппы в зависимости от протекания старения (патологическое и успешное старение). Из соскобов носоглотки выделяли нуклеиновые кислоты и методом полимеразной цепной реакции в реальном времени определяли уровни экспрессии генов DEFB1 и DEFB4. Состав микробиоты в мазках носоглотки определяли методом MALDI-TOF масс-спектрометрии.
При анализе экспрессии гена DEFB1 у лиц старческого возраста и долгожителей с успешным и патологическим фенотипом старения не выявлено разницы между группами. Экспрессия гена DEFB4 была увеличена у долгожителей с патологическим старением по сравнению с долгожителями с успешным старением и с группой старческого возраста. Избыточная продукция противомикробных пептидов носит двойственный характер: с одной стороны, они обеспечивают первую линию защиты от микроорганизмов, а с другой – обладают цитотоксичностью в отношении собственных клеток. Повышение экспрессии гена DEFB4 при старении может быть обусловлено увеличением количества патоген-ассоциированных молекулярных паттернов, в качестве которых может выступать собственная микробиота и/или компоненты метаболизма микроорганизмов. При анализе состава микробиоты показано увеличение биоразнообразия у лиц с успешным фенотипом старения по сравнению с патологическим фенотипом. Особое внимание обращает на себя Staphylococcus spp., видовой состав которого зависит от фенотипа старения. В группе патологического старения частота высевания St. aureus достоверно выше, чем в группе успешного старения.
Таким образом, гиперэкспрессия гена DEFB4 и изменение состава микробиоты слизистых оболочек верхних дыхательных путей могут являться одними из механизмов, объясняющих повышение восприимчивости к инфекциям при различных фенотипах старения.
Ключевые слова
Об авторах
В. В. БурмакинаРоссия
Бурмакина Валерия Владиславовна – аспирант, старший лаборант кафедры иммунологии МБФ.
117513, Москва, ул. Островитянова, 1, стр. 6
Тел.: 8 (999) 962-13-14
Конфликт интересов:
Нет
Н. О. Вартанова
Россия
К.б.н., старший научный сотрудник лаборатории условно-патогенных бактерий.
Москва
Конфликт интересов:
Нет
М. В. Хорева
Россия
Д.м.н., доцент, профессор кафедры иммунологии МБФ.
Москва
Конфликт интересов:
Нет
С. В. Городищенская
Россия
Лаборант кафедры иммунологии МБФ.
Москва
Конфликт интересов:
Нет
А. С. Авагян
Россия
Младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии.
Москва
Конфликт интересов:
Нет
О. А. Свитич
Россия
Д.м.н., член-корр. РАН, директор ФГБНУ «НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова».
Москва
Конфликт интересов:
Нет
Список литературы
1. Ребриков Д.В., Трофимов Д.Ю. ПЦР в реальном времени: обзор подходов к анализу данных // Прикладная биохимия и микробиология, 2006. Т. 42, № 5. С. 455-463.
2. Шамова О.В., Жаркова М.С., Чернов А.Н., Владимирова Е.В., Сухарева М.С., Комлев А.С., Коченда О.Л., Орлов Д.С. Антимикробные пептиды врожденного иммунитета как прототипы новых средств борьбы с антибиотикорезистентными бактериями // Российский журнал персонализированной медицины, 2021. Т. 1, № 1. С. 146-172.
3. Alan P. Baptist, Sharmilee Nyenhuis. Rhinitis in the elderly. Immunol. Allergy Clin. North Am., 2016, Vol. 36, no. 2, pp. 343-357.
4. Arevalo-Rodriguez I., Smailagic N., Roqué-Figuls M., Ciapponi A., Sanchez-Perez E., Giannakou A., Pedraza O.L., Cosp X.B., Cullum S. Mini-Mental State Examination (MMSE) for the early detection of dementia in people with mild cognitive impairment (MCI). Cochrane Database Syst Rev., 2021, Vol. 7, no. 7, pp. 345-367.
5. Bright J., Claydon M., Soufian M., Gordon D. Rapid typing of bacteria using matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry and pattern recognition software. J. Microbiol. Methods, 2002, Vol. 48, no. 2-3, pp. 127-138.
6. Castañeda-Delgado J.E., Frausto-Lujan I., González-Curiel I., Montoya-Rosales A., Serrano C.J., Torres-Juarez F., Enciso-Moreno J.A., Rivas-Santiago B. Differences in cytokine production during aging and its relationship with antimicrobial peptides production. Immunol. Investig., 2017, Vol. 46, no. 1, pp. 48-58.
7. Charlson M., Carrozzino D., Guidi J., Chiara Patierno C. Charlson comorbidity index: a critical review of clinimetric properties. Psychother. Psychosom., 2022, Vol. 91, no. 1, pp. 8-35.
8. Hertz C.J., Wu Q., Porter E.M., Zhang Y.J., Weismüller K., Godowski P.J., Ganz T., Randell S.H., Modlin R.L. Activation of Toll-like receptor 2 on human tracheobronchial epithelial cells induces the antimicrobial peptide human β defensin-2. J. Immunol., 2003, Vol. 171, no. 12, pp. 6820-6826.
9. Ji S., Shin J.E., Kim Y.S., Oh J.E., Min B.M., Choi Y. Toll-like receptor 2 and NALP2 mediate induction of human beta-defensins by fusobacterium nucleatum in gingival epithelial cells. Infect. Immun., 2009, Vol. 77, no. 3, pp. 1044-1052.
10. Kohtaro F., Hiroshi K. Mucosal immunosenescence: new developments and vaccines to control infectious diseases. Trends Immunol., 2009, Vol. 30, no. 7, pp. 334-343.
11. Kumar A., Zhang J., Yu F.S. Toll-like receptor 2-mediated expression of beta-defensin-2 in human corneal epithelial cells. Microbes Infect., 2006, Vol. 8, no. 2, pp. 380-389.
12. Ramírez-Vélez R., de Asteasu M.L.S., Morley J., Cano-Gutierrez C., Izquierdo M. Performance of the short physical performance battery in identifying the frailty phenotype and predicting geriatric syndromes in community-dwelling elderly. J. Nutr. Health Aging, 2020, Vol. 25, no. 2, pp. 209-217.
13. Takiishi T., Fenero C.I.M., Câmara N.O.S. Intestinal barrier and gut microbiota: Shaping our immune responses throughout life. Tissue Barriers, 2017, Vol. 5, no. 4, pp. 234-245.
Рецензия
Для цитирования:
Бурмакина В.В., Вартанова Н.О., Хорева М.В., Городищенская С.В., Авагян А.С., Свитич О.А. Особенности экспрессии генов противомикробных пептидов и микробиома на уровне слизистой оболочки верхних дыхательных путей при старении. Медицинская иммунология. 2024;26(5):961-966. https://doi.org/10.15789/1563-0625-FOT-16727
For citation:
Burmakina V.V., Vartanova N.O., Khoreva M.V., Gorodishchenskaya S.V., Avagyan A.S., Svitich O.A. Features of the expression of genes of antimicrobial peptides and the microbiome at the level of the mucous membrane of the upper respiratory tract during aging. Medical Immunology (Russia). 2024;26(5):961-966. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-FOT-16727