Влияние гуминовых веществ угля и биокомпозиций с наночастицами серебра на их основе на баланс аргинина в перитонеальных макрофагах интактных мышей

Введение. Антигенпрезентирующие клетки, особенно макрофаги, играют важную роль в защите организма от различных патогенов, их дисфункции, и поляризация связана с большинством воспалительных и аутоиммунных заболеваний. Воспалительный процесс жестко регулируется активацией и (или) ингибированием дифференциально экспрессируемых макрофагами генов. Успешная коррекция воспалительного процесса приводит к устранению воспалительных стимулов и далее ремоделированию и восстановлению тканей и органов. Экспериментально доказано, что биокомпозиции с наночастицами серебра на основе природных гуминовых веществ (ГВ) угля различного генеза, а также исходные матрицы данных ГВ способны активировать про- и противовоспалительные свойства макрофагов.

Цель. Исследование в культуре клеток перитонеальных макрофагов цитотоксических, пирогенных и иммуномодулирующих свойств (баланс аргинина) исходных образцов ГВ и образцов наночастиц серебра, ультрадиспергированных в данных матрицах гуминовых веществ (ГВ-AgNPs),а также их влияния на про- и противовоспалительные свойства антигенпрезентирующих клеток. Материалы и методы. Использовались культуральные и биохимические методы.

Результаты. Показано, что образцы CHE-K, CHE-AgNPs, CHS-K, CHP-K за счет усиления активности NOсинтазы и ингибиции аргиназы способствуют поляризации перитонеальных макрофагов по классическому типу (М1). Образцы CHI-K, CHI-AgNPs, CHP-AgNPs и CHS-AgNPs модулируют альтернативный М2 или M2-подобный тип (M2-like state) активации макрофагов. При этом ГВ не цитотоксичны в эффективных концентрациях, а также три из четырех исследуемых образцов не содержат пирогенных примесей.

Заключение. Применение ГВ и серебросодержащих бионанокомпозиций на основе ГВ, обладающих способностью широко влиять на поляризацию антигенпрезентирующих клеток, является перспективным направлением исследований коррекции воспалительной реакции и, в частности, для решения острой социальной и медицинской проблемы – лечения хронических ран. 

1. Shapouri-Moghaddam A., Mohammadian S., Vazini H., Taghadosi M., Esmaeili S.A., Mardani F., Seifi B., Mohammadi A., Afshari J.T., Sahebkar A. Macrophage plasticity, polarization, and function in health and disease. J. Cell. Physiol. 2018; 233 (9): 6425-6440. https://doi.org/10.1002/jcp.26429.

2. Nathan C., Ding A. Nonresolving inflammation. Cell. 2010; 140 (6): 871-882. https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.02.029.

3. Mantovani A., Biswas S. K, Galdiero M.R., Sica A.,Locati M. Macrophage plasticity and polarization in tissue repairand remodeling. J. Pathol. 2013; 229: 176-185. https://doi.org/10.1002/path.4133.

4. Patel U., Rajasingh S., Samanta S., Cao T., Dawn B., Rajasingh J. Macrophage polarization in response to epigenetic modifiers during infection and inflammation. Drug Discov. Today. 2017; 22 (1): 186-193. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2016.08.006.

5. Mantovani A., Sica A., Sozzani S., Allavena P., Vecchi A., Locati M. The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. Trends Immunol. 2004; 25: 677- 686. https://doi.org/10.1016/j.it.2004.09.015.

6. Medzhitov R. Inflammation 2010: new adventures of an old flame. Cell. 2010; 140 (6): 771-776. https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.03.006.

7. Tugal D., Liao X., Jain M.K. Transcriptional control of macrophage polarization Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2013; 33: 1135-1144. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.113.301453.

8. Pandolfi F., Altamura S., Frosali S., Conti P. Key role of DAMP in inflammation, cancer, and tissue repair. Clin. Ther. 2016; 38 (5): 1017-1028. https://doi.org/10.1016/j.clinthera.2016.02.0280149-2918/$.

9. Nathan C. Points of control in inflammation. Nature. 2002; 420 (6917): 846-852. https://doi.org/10.1038/nature01320.

10. Mohammadi A., Sharifi A., Pourpaknia R., Moghaddam S., Sahebkarf A. Manipulating macrophage polarization and function using classical HDAC inhibitors: Implications for autoimmunity and inflammation. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2018; 128: 1-18. https://doi.org/10.1016/j.critrevonc.2018.05.009.

11. Trofimova E.S., Zykova M.V., Ligacheva A.A., Sherstoboev E.Yu., Zhdanov V.V., Belousov M.V., Yusubov M.S., Krivoshchekov S.V., Danilets M.G., Dygai A.M. Effects of humic acids isolated from peat of various origin on in vitro production of nitric oxide: a screening study. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, First Online: 2016; 161 (5): 687-692. https://doi.org/10.1007/s10517-016-3486-z.

12. Schepetkin I.A., Xie G., Kirpotina L.N., Jutila M.A., Quinn M.T., Klein R.A. Macrophage immunomodulatory activity of polysaccharides isolated from Opuntiapolyacantha. International Immunopharmacology. 2008; 8 (10): 1455- 1466. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2005.10.005.