ЦИТОКИНОВЫЙ ОТВЕТ НА БАКТЕРИАЛЬНУЮ ТРАНСЛОКАЦИЮ НА МОДЕЛИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ КИШЕЧНИКА У ОБЕЗЬЯН ВИДА MACACA MULATTA

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), представляющие собой гетерогенную группу патологий с различными клинико-морфологическими проявлениями, являются значимой проблемой современной медицины. Развитие ВЗК обусловлено сложным взаимодействием генетических факторов, особенностей иммунной системы и роли микробиоты кишечника. Сложность диагностики, разнообразные подходы к лечению и в ряде случаев неясная этиология некоторых форм воспалительных заболеваний кишечника подчёркивают необходимость проведения углубленных исследований in vivo с использованием адекватных человеку животных моделей. Целью исследования было воспроизведение признаков ВЗК у Macaca mulatta(макака резус),  путем перорального введения химического индуктора, и оценка цитокиновой реакции на повреждение кишечного барьера и транслокацию бактериальных компонентов в сосудистое русло. В качестве объекта исследования были выбраны половозрелые самцы Macaca mulatta (n=5), содержащиеся в питомнике при ГНУ «Научно-исследовательский институт экспериментальной патологии и терапии Академии наук Абхазии». Индукция воспалительного заболевания кишечника у макак резусов осуществлялась путем химического воздействия – перорального введения 5%-ной натриевой соли сульфатированного декстрана (ДСН) с молекулярным весом 40 000 в объёмах, соответствующих физиологическим потребностям животных. Для определения цитокинов и маркера микробной транслокации использовали иммунологические и молекулярно-генетические методы анализа. Результаты исследования показали, что индукция ВЗК у макак резусов приводит к закономерному нарастанию сывороточного маркера транслокации 16S рДНК со вторых суток после воздействия ДСН, с достижением максимальных значений на шестые сутки. Параллельно с нарастанием маркера транслокации наблюдалась стимуляция цитокинового ответа, проявляющаяся достоверным нарастанием концентраций IL-6

и IFN-γ. Стимуляция выработки цитокинов в ответ на индукцию наблюдается на ранних этапах, начиная с первых суток, и достигает пиковых значений на 2–6-й день. Важно отметить, что после отмены ДСН уровни маркеров воспаления оставались высокими, хотя и демонстрировали тенденцию к постепенному снижению к концу опыта. Таким образом, разработана модель химически индуцированного воспалительного процесса у Macaca mulatta, характеризующаяся четким, преимущественно Th1-цитокиновым профилем, сопровождающимся выраженной микробной транслокацией. Продолжительность воспаления, индуцированного ДСН, сопоставима со временем, необходимым для перехода острого воспаления в хроническую форму. Полученная модель может быть ценным инструментом для дальнейшего изучения патогенеза и разработки новых методов лечения ВЗК.

1. Князев О.В., Шкурко Т.В., Каграманова А.В., Веселов А.В., Никонов Е.Л. Эпидемиология воспалительных заболеваний кишечника. Современное состояние проблемы (обзор литературы). Доказательная гастроэнтерология. - 2020. – T.9, №2. – C. 66-73.

2. Kniazev OV, Shkurko TV, Kagramanova AV, Veselov AV, Nikonov EL. Epidemiology of inflammatory bowel disease. State of the problem (review). Russian Journal of Evidence-Based Gastroenterology. 2020, Vol. 9, no. 2, pp. 66-73. https://doi.org/10.17116/dokgastro2020902166

3. Руководство по работе с лабораторными (экспериментальными) животными при проведении доклинических (неклинических) исследований [Электронный ресурс]. Коллегия Евразийской экономической комиссии. - М.: Коллегия Евразийской экономической комиссии, 2023. - № 33. - C. 1-102. Rukovodstvo po rabote s laboratornymi (eksperimental'nymi) zhivotnymi pri provedenii doklinicheskikh (neklinicheskikh) issledovanij [Guidelines for working with laboratory (experimental) animals during preclinical (non-clinical) studies]. Kollegiya Evrazijskoj ekonomicheskoj komissii [Moscow, Board of the Eurasian Economic Commission], 2023, no. 33, pp. 1-102. https://www.alta.ru/tamdoc/23rk0033/

4. Aggeletopoulou, I., Kalafateli, M., Tsounis, E. P. et al. Exploring the role of IL-1β in inflammatory bowel disease pathogenesis. Frontiers in Medicine, 2024, Vol. 11, article 1307394. - https://doi.org/10.3389/fmed.2024.1307394

5. Alhendi, A., Saleh, A. N. The dual role of interleukin-6 in Crohn's disease pathophysiology. Frontiers in Immunology, 2023, vol. 14, article 1295230. - https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1295230

6. Axelrad, J. E., Cadwell, K. H., Colombel, J. F. et al. The role of gastrointestinal pathogens in inflammatory bowel disease: a systematic review. Therapeutic Advances in Gastroenterology, 2021, Vol. 31, no. 14, article 17562848211004493. - https://doi.org/10.1177/17562848211004493

7. Brenchley, J. M., Douek, D. C. Microbial translocation across the GI tract. Annual Review of Immunology, 2012, Vol. 30, pp. 149-173. - https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-020711-075001

8. Denou, E., Lolmede, K., Garidou, L. et al. Defective NOD2 peptidoglycan sensing promotes diet­induced inflammation, dysbiosis, and insulin resistance. EMBO Molecular Medicine, 2015,Vol. 7, no. 3, pp. 259–274. - https://doi.org/10.15252/emmm.201404169

9. Diez-Martin, E., Hernandez-Suarez, L., Muñoz-Villafranca, C. et al. Inflammatory bowel disease: A comprehensive analysis of molecular bases, predictive biomarkers, diagnostic methods, and therapeutic options. International Journal of Molecular Sciences, 2024, Vol. 25, no. 13, article 7062. - https://doi.org/10.3390/ijms25137062

10. Di Vincenzo, F., Del Gaudio, A., Petito, V. et al. Gut microbiota, intestinal permeability, and systemic inflammation: a narrative review. Internal and Emergency Medicine, 2024, Vol. 19, no. 2, pp. 275-293. - https://doi.org/10.1007/s11739-023-03374-w

11. Dyavar, S. R., Velu, V., Titanji, K. et al. PD-1 blockade during chronic SIV infection reduces hyperimmune activation and microbial translocation in rhesus macaques. The Journal of Clinical Investigation, 2012, Vol. 122, no. 5, pp. 1712–1716. - https://doi.org/10.1172/JCI60612

12. Ebach, D. R., Newberry, R., Stenson, W. F. Differential role of tumor necrosis factor receptors in TNBS colitis. Inflammatory bowel disease, 2005, Vol. 11, no. 6, pp. 533-540. - https://doi.org/10.1097/01.mib.0000163698.34592.30

13. French, A. L., Evans, C. T., Agniel, D. M. et al. Microbial translocation and liver disease progression in women coinfected with HIV and hepatitis C virus. The Journal Infectious Diseases, 2013, Vol. 208, no. 4, pp. 679-689. - https://doi.org/10.1093/infdis/jit225

14. Jia, K., Shen, J. Transcriptome-wide association studies associated with Crohn’s disease: challenges and perspectives. Cell & Bioscience, 2024, Vol. 14, no. 1, article 29. - https://doi.org/10.1186/s13578-024-01204-w

15. Jiminez, J. A., Uwiera, T. C., Inglis, G. D., Uwiera, R. R. E. Animal models to study acute and chronic intestinal inflammation in mammals. Gut Pathogens, 2015, Vol. 7, article 29. - https://doi.org/doi:10.1186/s13099-015-0076-y

16. Kamada, N., Seo, S. U., Chen, G. Y. et al. Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nature Reviews Immunology, 2013, Vol. 13, no. 5, pp. 321-335. - https://doi.org/10.1038/nri3430

17. Katsandegwaza, B., Horsnell, W., Smith, K. Inflammatory bowel disease: A review of pre-clinical murine models of human disease. International Journal of Molecular Sciences, 2022, Vol. 23, no. 16, article 9344. - https://doi.org/10.3390/ijms23169344

18. Kawada, M., Arihiro, A., Mizoguchi, E. Insights from advances in research of chemically induced experimental models of human inflammatory bowel disease. World Journal of Gastroenterology, 2007, Vol. 13, no. 42, pp. 5581-5593. - https://doi.org/10.3748/wjg.v13.i42.5581

19. Kofla-Dłubacz, A., Pytrus, T., Akutko, K. et al. Etiology of IBD-Is it still a mystery? International Journal of Molecular Sciences, 2022, Vol. 23, no. 20, article 12445. - https://doi.org/10.3390/ijms232012445

20. Kristoff, J., Haret-Richter, G., Ma, D. et al. Early microbial translocation blockade reduces SIV-mediated inflammation and viral replication. Journal of Clinical Investigation, 2014, Vol. 124, pp. 2802-2806. - https://doi.org/10.1172/JCI75090

21. Lee, S. K., Choi, B. K., Kim, Y. H. et al. Glucocorticoid-induced tumour necrosis factor receptor family-related receptor signalling exacerbates hapten-induced colitis by CD4+ T cells. Immunology, 2006, Vol. 119, pp. 479-487. - https://doi.org/10.1111/j.1365-2567.2006.02459.x

22. Li, W., Ma, Z. S. A theoretic approach to the mode of gut microbiome translocation in SIV-infected Asian macaques. FEMS Microbiology Ecology, 2020, vol. 96, no. 8, article fiaa134. - https://doi.org/10.1093/femsec/fiaa134

23. Lu, Q., Yang, M. F., Liang, Y. J. et al. Immunology of inflammatory bowel disease: Molecular mechanisms and therapeutics. Journal of Inflammation Research, 2022, Vol. 15, pp. 1825-1844. - https://doi.org/10.2147/JIR.S353038

24. McDowell, C., Farooq, U., Haseeb, M. Inflammatory bowel disease, 2025, StatPearls Publishing. [Online]. Available at: - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470312/ (accessed 01.02.2025).

25. Miller, S. I., Ernst, R. K., Bader, M. W. LPS.TLR4 and infectious disease diversity. Natural Reviews Microbiology, 2005, Vol. 3, no. 1, pp. 36-46. - https://doi.org/10.1038/nrmicro1068

26. Miyake, K. Roles for accessory molecules in microbial recognition by Toll-like receptors. Journal of Endotoxin Research, 2006, Vol. 12, no. 4, pp. 195-204. - https://doi.org/10.1179/096805106X118807

27. Mizoguchi, E., Mizoguchi, A., Takedatsu, H. et al. Role of tumor necrosis factor receptor 2 (TNFR2) in colonic epithelial hyperplasia and chronic intestinal inflammation in mice. Gastroenterology, 2002, Vol. 122, pp. 134-144. - https://doi.org/10.1053/gast.2002.30347

28. M’Koma, A. E. Inflammatory bowel disease: Clinical diagnosis and surgical treatment-overview. Medicina, 2022, Vol. 58, no. 5, article 567. - https://doi.org/10.3390/medicina58050567

29. Neurath, M. F. Strategies for targeting cytokines in inflammatory bowel disease. Nature reviews. Immunology, 2024, Vol. 24, pp. 559–576. - https://doi.org/10.1038/s41577-024-01008-6

30. Papoff, P., Ceccarelli, G., d'Ettorre, G. et al. Gut microbial translocation in critically ill children and effects of supplementation with pre- and probiotics. International Journal of Microbiology, 2012, Vol. 2012, article 151393. - https://doi.org/10.1155/2012/151393

31. Ramos, G. P., Papadakis, K. A. Mechanisms of disease: Inflammatory bowel diseases. Mayo Clinic Proceedings, 2019, Vol. 94, no. 1, pp. 155-165. - https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2018.09.013

32. Saez, A., Herrero-Fernandez, B., Gomez-Bris, R. et al. Pathophysiology of Inflammatory bowel disease: Innate immune system. International Journal of Molecular Sciences, 2023, Vol. 24, no. 2, article 1526. - https://doi.org/10.3390/ijms24021526

33. Sandler, N. G., Wand, H., Roque, A. et al. Plasma levels of soluble CD14 independently predict mortality in HIV infection. The Journal of Infectious Disease, 2011, Vol. 203, no. 6, pp. 780-790. - https://doi.org/10.1093/infdis/jiq118

34. Santucci, L., Agostini, M., Bruscoli, S. et al. GITR modulates innate and adaptive mucosal immunity during the development of experimental colitis in mice. Gut, 2007, Vol. 56, no. 1, pp. 52-60. - https://doi.org/10.1136/gut.2006.091181

35. Shimizu, J., Yamazaki, S., Takahashi, T. et al. (2002) Stimulation of CD25(+) CD4(+) regulatory T cells through GITR breaks immunological self-tolerance. Nature Immunology, Vol. 3, no. 2, pp. 135-142. - https://doi.org/10.1038/ni759

36. Stevceva, L., Pavli, P., Husband, A. et al. Dextran sulphate sodium- induced colitis is ameliorated in interleukin 4 deficient mice. Genes and immunity, 2001, Vol. 2, no. 6, pp. 309-316. - https://doi.org/10.1038/sj.gene.6363782

37. Suzuki, A., Hanada, T., Mitsuyama, K. et al. CIS3/SOCS3/SSI3 plays a negative regulatory role in STAT3 activation and intestinal inflammation. The Journal of experimental medicine, 2001, Vol. 193, no. 4, pp. 471-481. - https://doi.org/10.1084/jem.193.4.471

38. Tabas, I., Glass, C. K. Anti­inflammatory therapy in chronic disease: challenges and opportunities. Science, 2013, Vol. 339 (6116), pp. 166-172. - https://doi.org/10.1126/science.1230720

39. Takahashi, N., Kitazawa, C., Itani, Y. et al. Exploratory clinical characterization of experimentally-induced ulcerative colitis nonhuman primates. Heliyon, 2020, Vol. 6, no. 1, article e03178. - https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03178

40. Vakhitov, T. Ya., Kudryavtsev, I. V., Sall', T. S. et al. Subpopulyatsii T-khelperov, klyuchevye tsitokiny i khemokiny v patogeneze vospalitel'nykh zabolevanij kishechnika [T helper subpopulations, key cytokines, and chemokines in the pathogenesis of inflammatory bowel disease]. Voprosy prakticheskoj pediatrii, 2021, Vol. 16, no. 1, pp. 41–51. https://doi.org/10.20953/1817-7646-2021-41-51 https://doi.org/10.20953/1817-7646-2021-41-51

41. Verstrepen, B. E., Nieuwenhuis, I. G., Mooij, P. et al. Role of microbial translocation in soluble CD14 up-regulation in HIV-, but not in HCV-, infected chimpanzees. The Journal of general virology, 2016, Vol. 97, pp. 2599-2607. https://doi.org/10.1099/jgv.0.000577

42. Yang, C., Merlin, D. Unveiling Colitis: A Journey through the Dextran Sodium Sulfate-induced Model. Inflammatory bowel diseases, 2024, Vol. 30, no. 5, pp. 844-853. https://doi.org/10.1093/ibd/izad312