КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ПАРАЛЛЕЛИ ПРИ АССОЦИИРУЕМЫХ С ЛИПОПОЛИСАХАРИДАМИ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ И ПОГРАНИЧНЫХ СОСТОЯНИЯХ

Аннотация

Систематизированы данные о строении липополисахаридов (ЛПС) и их роли в физиологических и системных патологических процессах. Представлена информация о наиболее информативных лабораторных маркёрах у пациентов при ЛПС-ассоциируемых патологических и пограничных состояниях. Анализ литературы и собственных данных представляет научно-практический интерес для специалистов в области клинической лабораторной диагностики, анестезиологов-реаниматологов, терапевтов, иммунологов, акушеров-гинекологов, в том числе актуальны исследования о роли ЛПС в уникальных трёхкомпонентных системах — «мать-плацента-плод». Обосновывается перспективность применения ЛПС в качестве иммуномодуляторов, в том числе для лечения инфекционных заболеваний. Показано, что наряду с применением ЛПС для коррекции иммунодефицитных состояний или разработки новых адъювантов и вакцин, возможно использование их высокой регуляторной активности даже на эпигенетическом уровне. Обсуждается возможность профилактического и терапевтического применения ЛПС в контексте альтернативного решения проблемы антибиотикорезистентности бактерий.

Об авторах

Список литературы

Покусаева Д.П., Аниховская И.А., Коробкова Л.А., Яковлев М.Ю., Энукидзе Г.Г. Прогностическая значимость показателей системной эндотоксинемии в атерогенезе. Физиология человека. 2019; 45(5): 99-109

Shukla S.D., Budden K.F., Neal R., Hansbro P.M. Microbiome effects on immunity, health and disease in the lung. Clin Transl Immunology. 2017; 6(3): e133. doi: 10.1038/cti.2017.6. eCollection 2017 Mar.

Gomes A.C., Bueno A.A., de Souza R.G., Mota J.F. Gut microbiota, probiotics and diabetes. Nutr J. 2014;13:60.

Яковлев М.Ю. Элементы эндотоксиновой теории физиологии и патологии человека. Физиология человека. 2003; 29(4): 98-109.

Уразаев Р.А. Крупник А.Н., Яковлев М.Ю. Эндотоксинемия в раннем периоде адаптации новорожденных и их матерей. Казанский медицинский журнал. 1992; 2: 114-8.

Аниховская И.А., Белоглазов В.А., Гордиенко А.И., Иванов Ю.Д., Кубышкин А.В., Маркелова М.М. с соавт. Краткая история изучения роли кишечного фактора в старении и/или индукции системного воспаления: достижения, проблемы, перспективы. Патогенез. 2019; 7(17): 4-17.

Подопригора Г.И., Кафарская Л.И., Байнов Н.А., Шкопоров А.Н. Бактериальная транслокация из кишечника: микробиологические, иммунологические и патофизиологические аспекты. Вестник РАМН. 2015; 70(6): 640-50.

Рябиченко Е.В., Веткова Л.Г., Бондаренко В.М. Молекулярные аспекты повреждающего действия бактериальных липополисахаридов. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2004, 3: 98-105.

Erridge C., Bennett-Guerrero E., Poxton I.R. Structure and function of lipopolysaccharides. Microbes Infect. 2002; 4(8): 837-51.

Schumann R., Leong S.R., Flaggs G.W., Gray P.W., Wright S.D., Mathison J.C. et al. Structure and function of lipopolysaccharide binding protein. Science. 1990; 249: 1429-31.

Weiss J. Bactericidal/permeability-increasing protein (BPI) and lipopolysaccharide-binding protein (LBP): structure, function and regulation in host defence against Gram-negative bacteria. Biochem. Soc. Trans. 2003; 31(4): 785-90.

Krasity B.C., Troll J.V., Weiss J.P., McFall-Ngai M.J. LBP/BPI proteins and their relatives: conservation over evolution and roles in mutualism. Biochem.Soc. Trans. 2011; 39(4): 1039-44.

Wright S.D., Ramos R.A., Tobias P.S. Ulevitch R.J., Mathison J.C. CD14, a receptor for complexes of lipopolysaccharide (LPS) and LPS binding protein. Science. 1990; 249: 1431-3.

Мавзютов А.Р., Мавзютова Г.А., Бондаренко К.Р., Сендерович С.Е., Назмутдинова Р.Г., Мурзабаева Р.Т. с соавт. Характер изменений уровня липополисахарид-связывающего белка при различных инфекционных процессах и дисбиозах. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011; 2: 66-72

Barclay G.R. Endogenous endotoxin-core antibody (Endo-CAb) as a marker of endotoxin exposure and a prognostic indicator: a review. Prog. Clin. Biol. Res. 1995; 392: 263-72

Бондаренко В.М., Гинцбург А.Л., Лиходед В.Г. Роль инфекционного фактора в патогенезе атеросклероза. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2011; 1: 7-12

Medzhitov R., JanewayC.Jr. Innate immunity. N. Engl. J. Med. 2000; 343: 338-44

Мавзютова Г.А., Фазлыева Р.М., Мавзютов А.Р., Хайруллина Р.М., Акбашева А.О., Кузовкина О.З. Состояние антиэндотоксиновой защиты при внебольничной пневмонии. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2010; 4: 65-71.

Микробиология и иммунология: учебник. Воробьёв А.А., ред. Издание второе, перераб. и доп. М.: Медицина; 2005.

Соловьев И.А., Колунов А.В. Послеоперационный парез кишечника — проблема абдоминальной хирургии. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2013; 8(2): 112-8.

Тимербулатов М.В., Хафизов Т.Н., Мавзютов А.Р., Сендерович Е.И., Хафизов Р.Р., Адгамова А.Л. Влияние хирургического доступа на уровень эндотоксинемии. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2013; 1: 39-42.

Мавзютов А.Р. Грамотрицательные бактерии и воспаление в урологии: молекулярные механизмы. В кн.: Глыбочко П.В., Коган М.И., Набока Ю.Л., ред. Инфекции и воспаления в урологии. М.: МЕДФОРУМ. 2019: 35-52.

Дубровская Д.Н., Мурзабаева Р.Т., Мавзютов А.Р. Клинико-патогенетическое значение цитокинов при острых кишечных инфекциях, вызванных условно-патогеннымиэнтеробактериями у взрослых. Вестник Башкирского государственного медицинского университета. 2013; 4: 200-6.

Aroutcheva A., Ling Z., Faro S. Prevotellabivia as a source of lipopolysaccharide in the vagina. Anaerobe. 2008; 14(5): 256-60

Мавзютов А.Р., Бондаренко К.Р., Бондаренко В.М. Эндотоксинемия и антиэндотоксиновый иммунитет у женщин при бактериальном вагинозе. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2009; 5: 57-61

Platz-Christensen J.J., Mattsby-Baltzer I., Thomsen P., Wiqvist N. Endotoxin and interleukin-1 alpha in the cervical mucus and vaginal fluid of pregnant women with bacterial vaginosis. Am. J. Obstet. Gynecol. 1993; 169: 1161-6

Гильманов А.Ж., Мавзютов А.Р., Ахмадуллина Ю.А., Гайсина Ю.Р., Идрисова Г.А. Эндотоксинемия и функциональные особенности тромбоцитов и эндотелия у женщин с вагинальнымдисбиозом. Вестник Башкирского государственного медицинского университета. 2012; 2: 89-96.

Макаров О.В., Бахарева И.В., Ганковская Л.В., Романовская В.В., Ганковская О.А. Toll-подобные рецепторы в генезе невынашивания беременности. Акушерство и гинекология. 2008; 2: 22-8.

Lamont R.F. Advances in the Prevention of Infection-Related Preterm Birth. Front Immunol. 2015; 6: 566. doi: 10.3389/fimmu.2015.00566.

Kell D.B., Kenny L.C. A Dormant Microbial Component in the Development of Preeclampsia. Front Med (Lausanne). 2016;3:60.

Romero R., Dey S.K., Fisher S.J. Preterm labor: one syndrome, many causes. Science. 2014; 345(6198):760-5.

Brosens I., Pijnenborg R., Vercruysse L., Romero R. The “Great Obstetrical Syndromes” are associated with disorders of deep placentation. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 2011;204(3):193-201.

Dai Y., Diao Z., Sun H, Li R., Qiu Z., Hu Y. MicroRNA-155 is involved in the remodeling of human-trophoblast-derived HTR-8/SVneo cells induced by lipopolysaccharides. Hum Reprod. 2011; 26 :1882-91.

Wang H., Hirsch E. Bacterially-induced preterm labor and regulation of prostaglandin-metabolizing enzyme expression in mice: the role of toll-like receptor 4. BiolReprod. 2003;69(6):1957-63.

Bizargity P., Del Rio R., Phillippe M., Teuscher C., Bonney E.A. Resistance to lipopolysaccharide-induced preterm delivery mediated by regulatory T cell function in mice. Biol. Reprod. 2009; 80(5):874-81.

Kim Y.M., Romero R., Chaiworapongsa T., Kim G.J., Kim M.R., Kuivaniemi H. et al. Toll-like receptor-2 and -4 in the chorioamniotic membranes in spontaneous labor at term and in preterm parturition that are associated with chorioamnionitis. Am. J. Obstet Gynecol. 2004; 191: 1346-55.

Girard S., Tremblay L., Lepage M., Sébire G. IL-1 receptor antagonist protects against placental and neurodevelopmental defects induced by maternal inflammation. J. Immunol. 2010; 184(7): 3997-4005.

Levi M., Dörffler-Melly J., Reitsma P., Buller H., Florquin S., van der Poll T., Carmeliet P. Aggravation of endotoxin-induced disseminated intravascular coagulation and cytokine activation in heterozygous protein-C-deficient mice. Blood. 2003; 101(12): 4823-7.

Hurley J.C. Endotoxemia: methods of detection and clinical correlates. Clin. Microbiol. Rev. 1995, 8(2): 268-92.

Ma Y., Mor G., Abrahams V.M., Buhimschi I.A., Buhimschi C.S., Guller S. Alterations in syncytiotrophoblast cytokine expression following treatment with lipopolysaccharide. Am. J. Reprod. Immunol. 2006; 55:12-8.

van der Graaf A.M., Wiegman M.J., Plösch T., Zeeman G.G., van Buiten A., Henning R.H. et al. Endothelium-dependent relaxation and angiotensin II sensitivity in experimental preeclampsia. PLoS One. 2013; 8(11): e79884.

Rustveld L.O., Kelsey S.F., Sharma R. Matern Child Health J. Association between maternal infections and preeclampsia: a systematic review of epidemiologic studies. Matern. Child Health J. 2008; 12(2): 223-42.

Бондаренко В.М., Гинцбург А.Л., Лиходед В.Г. Микробный фактор и врожденный иммунитет в патогенезе атеросклероза. Москва-Тверь: Триада; 2013

Koren O., Goodrich J.K., Cullender T.C., Spor A., Laitinen K., Bäckhed H.K. et al. Host remodeling of the gut microbiome and metabolic changes during pregnancy. Cell. 2012;150(3): 470-80

Мавзютов А.Р., Князева О.А., Гарафутдинов Р.Р., Габдрахманова А.Р. Влияние липополисахарида Escherichia coliна фагоцитарную и метаболическую активность нейтрофилов крови мышей с индуцированным иммунодефицитом. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии.2017; 3: 84-90.

Мавзютов А.Р., Гарафутдинов Р.Р., Габдрахманова А.Р., Салахов И.М., Тупиев И.Д. Липополисахарид Sinorhizobiummeliloti стимулирует гемопоэз привторичном иммунодефиците в эксперименте. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2019; 63(3): 20-8.

Angala S.K., McNeil M.R., Shi L., Joe M., Pham H., Zuberogoitia S. et al. Biosynthesis of the Methylthioxylose Capping Motif of Lipoarabinomannan in Mycobacterium tuberculosis. ACS Chem Biol. 2017;12(3): 682-91.

Chauhan P.S., Gupta N. Insight into microbial mannosidases: a review. Crit. Rev. Biotechnol. 2017; 37(2): 190-201.

Alshamsan A. Nanotechnology-Based Cancer Vaccine. Methods Mol. Biol. 2017;1530: 257-70.

Barati N., Nikpoor A.R., Razazan A., Mosaffa F., Badiee A., Arab A. et al. Nanoliposomes carrying HER2/neu-derived peptide AE36 with CpG-ODN exhibit therapeutic and prophylactic activities in a mice TUBO model of breast cancer. Immunol. Lett. 2017; 190: 108-17.

Iwasaki T., Hirano T., Kodama S., Kadowaki Y., Moriyama M., Kawano T. et al. Monophosphoryl lipid A enhances nontypeableHaemophilusinfluenzae-specific mucosal and systemic immune responses by intranasal immunization. Int. J. Pediatr. Otorhinolaryngol. 2017; 97:5-12.

Watts B.A., George T., Sherwood E.R., Good D.W. Monophosphoryl lipid A induces protection against LPS in medullary thick ascending limb through a TLR4-TRIF-PI3K signaling pathway. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 2017; 313(1):F103-F115.

Fensterheim B.A., Guo Y., Sherwood E.R., Bohannon J.K. The Cytokine Response to Lipopolysaccharide Does Not Predict the Host Response to Infection. J. Immunol. 2017;198(8): 3264-73.

Klimek L., Schmidt-Weber C.B., Kramer M.F., Skinner M.A., Heath M.D. Clinical use of adjuvants in allergen-immunotherapy. Expert Rev. Clin. Immunol. 2017;13(6): 599-610.

Mohammadi-Shahrokhi V., Rezaei A., Andalib A., Rahnama A., Jafarzadeh A., Eskandari N. Immunomodulatory Effects of Adjuvants CPG, MPLA, and BCG on the Derp2-Induced Acute Asthma at Early Life in an Animal Model of BALB/c Mice. Inflammation. 2017;40(1): 259-74.

Bolhassani A., Talebi S., Anvar A. Endogenous and Exogenous Natural Adjuvants for Vaccine Development. Mini. Med. Chem. 2017; 17(15): 1442-56.

Grabiec A.M., Potempa J. Epigenetic regulation in bacterial infections: targeting histone deacetylases. Crit. Rev. Microbiol. 2017; 3: 1-15.

Zhao Y., Cong L., Jaber V., Lukiw W.J. Microbiome-Derived Lipopolysaccharide Enriched in the Perinuclear Region of Alzheimer’s Disease Brain. Frontiers in Immunology. 2017;8:1064.

Foster J.A., McVey Neufeld K.A. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Cell. 2013;36: 305-12.

Baylis D., Bartlett D.B., Patel H.P., Roberts H.C. Understanding how we age: insights into inflammaging. Longev Healthspan. 2013; 2(1): 8.

Ключевые слова