№3(7) 2024

DOI 10.37219/2528-8253-2024-3-2

Мельников ОФ, Заболотний ДІ, Тимченко МД, Фараон ІВ, Самбур МБ, Тупіцька ОД, Рильська ОГ,
Бредун ОЮ, Сидоренко ТВ, Котов ВО
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПРЕБІОТИКІВ НА ВМІСТ АНТИТІЛ ДО ВІРУСІВ ТА МІКРОБІВ РЕСПІРАТОРНОЇ ГРУПИ
В КУЛЬТУРІ КЛІТИН ПІДНЕБІННИХ МИГДАЛИКІВ ХВОРИХ НА ХРОНІЧНИЙ ТОНЗИЛІТ
В ЕКСПЕРИМЕНТІ IN VITRO
Мельников Олег Феодосійович
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Доктор медичних наук, професор.
Зав. лабораторією патофізіології та імунології (з групою патоморфології)
Email: elenamelnykova@gmail.com
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1261-8647
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7006385903
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7003452154
Заболотний Дмитро Ілліч
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Директор
Доктор медичних наук, професор, академік НАМН України
Email: amtc@kndio.kiev.ua
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6701512931
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-9429-4414
Тимченко Марина Дмитрівна
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Лабораторія патофізіології та імунології (з групою патоморфології)
Старший науковий співробітник
Кандидат біологічних наук
Email: svtim@i.ua
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7889-1152
Фараон Інна Василівна
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Молодший науковий співробітник лабораторії патофізіології та імунології (з групою патоморфології)
Email: amtc@kndio.kiev.ua
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1010-4308
Самбур Марина Борисівна
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка НАМН України»
Заступник директора з наукової роботи
Доктор медичних наук
Email: mbsambur@gmail.com
ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-9347-2829
Тупіцька Олександра Денисівна
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Аспірант
Email: amtc@kndio.kiev.ua
Рильська Оксана Григорівна
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Відділ запальних захворювань ЛОР-органів
Старший науковий співробітник
Кандидат медичних наук
Email: oxanar@ua.fm
ORCID ID:  https://orcid.org/0000-0003-3990-7454
Бредун Олександр Юрійович
Національний університет охорони здоров’я імені П.Л. Шупика МОЗ України
Кафедра дитячої оториноларингології, аудіології, фоніатрії
Доктор медичних наук, професор
Email: abredun@ukr.net
ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-5013-7318
Researcher ID: X-2623-2018
 
Сидоренко Тетяна Василівна
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Лабораторія патофізіології та імунології (з групою патоморфології)
Науковий співробітник
Email: amtc@kndio.kiev.ua
ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-9100-1767
Котов Володимир Олександрович
Державна установа «Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка Національної академії медичних наук України»
Аспірант
Email: vkotovent@gmail.com
ORCID ID: https://orcid.org/0009-0005-8979-8681

Анотація

В останні десятиріччя інтенсивно досліджуються активність та точки впливу пробіотиків, мікроелементних сполук та вітамінів, які відіграють суттєву роль кофакторів в підтриманні системи імунітету як локального так і системного, специфічного та вродженого на рівні стабільного гомеостазу. Враховуючи недостатню наукову інформацію щодо дослідження цього напрямку метою роботи було визначення впливу пребіотиків на продукцію анамнестичних антитіл до вірусів та мікробів респіраторної групи клітинами піднебінних мигдаликів хворих на хронічний тонзиліт в експерименті in vitro.

Матеріал та методи: Дослідження проведено на культурах клітин мигдаликів, отриманих від 20 хворих на хронічний тонзиліт, яким за показаннями проводили тонзилектомію. Вік обстежених від 16 до 40 років, з них 14 були жіночої статі. В дослідні зразки перед культивуванням додавались різні пребіотичні препарати. До культури клітин мигдаликів до кожного зразка окремо додавали вітамін С в дозі 50 мкг, D3 («Aквадетрим») – 25 одиниць, розчин цинку медичного в дозі 50 мкг. В контрольні проби до клітин додавали 2 мкг білку нормальної сироватки людини. Клітини в контрольних та дослідних разках культивувались при 370С протягом 24 год. Після 24-годинного культивування отримували супернатанти, в яких визначали антитіла до респіраторних вірусів: грипу А і В – реакцією гальмування гемаглютинації еритроцитів групи АВ, до N- і S-антигенів вірусу SARS-CoV-2, до капсидного антигену Virus Epstein-Barr (VEB), до Human orthopneumovirus, до вірусу Herpes simplex 1-го типу (HSV-1) методом імунофлюорисцентного аналізу, до стрептолізину-О Streptococcus pyogenes – АСЛ-О латексним методом, до протеогліканів Klebsiella pneumoniae реакцією непрямої гемаглютинації за Boyden. Статистистичну обробку отриманих результатів проводили з застосуванням однобічного непараметричного критерію «U» Манна-Уітні, а при аналізі log₂ титрів АТ використовували параметричний метод t-Стьюдента. Розрахунки робили за допомогою пакетів програм відкритого доступу WIN PEPI та Біостат.

Результати: Встановлено, що на всі застосовані препарати не виявлено суттєвих реакцій з боку клітин мигдаликів за вмістом антитіл до антигенів вірусів SARS-CoV-2 та VEB. Гемаглютиніни вірусу грипу виявляли в значущих титрах (1:16 і більше) в 17% досліджень, при дії препаратів цинку і вітаміну D3 в 26% супенатантів. Серед дослідних зразків досліджених культур тонзилоцитів АСЛ-О активно продукувався в 35% зразків під дією вітаміну С, в 25% – D3, в 50% – цинку. Крім того, вміст антитіл в культуральній рідині на антигени Human orthopneumovirus і HSV-1 збільшувався під впливом мікроелементу цинку. За сумою позитивних впливів цей мікроелемент серед досліджуваних пребіотиків був найбільш активним. Низький рівень стимуляції застосованими пребіотиками вмісту антитіл до Klebsiella pneumoniae може частково свідчити про слабкий рівень інфікування і малоактивне формування в піднебінних мигдаликах клітин імунологічної пам’яті.

Дискусія: Можна припустити, що піднебінні мигдалики мають досить варіабельний потенціал щодо реакції антитільного типу з наявністю конкуренції антигенів і в даному досліджені клітини-антитілопродуценти превалюють в анамнестичній реакції по відношенню до антигенів грипу і S. pyogenes, значно менш вираженою була анамнестична гуморальна реакція по відношенню до VEB і N- та S-антигенів вірусу SARS-CoV-2. Отримані дані свідчать про можливість стимуляції клітин піднебінних мигдаликів хворих на хронічний тонзиліт щодо антитілопродукції проти антигенів респіраторних вірусів із застосуванням вітамінів D3, С, мікроелементу цинку.

В плані перспективності роботи є два спрямування досліджень. Перше – це визначення дії на антитілогенез проти вірусів та мікробів додаткової кількості пребіотиків та змішаних комплексів з різних пребіотичних препаратів. Друге – це визначення ефективності пребіотиків при інтраназальній вакцинації із застосуванням наночасток, що є новим підходом у зміні існуючої парадигми парентеральної вакцинації. Проведення в подальшому таких складних досліджень сприятиме створенню доклінічних моделей вакцин проти вірусів респіраторної групи нового типу для місцевого (інтраназального та перорального) застосування вже найближчим часом.

Висновки: Експериментальні дослідження in vitro щодо визначення впливу вірусних антигенів та пребіотиків на імунологічний потенціал клітин піднебінних мигдаликів є достовірним і швидким методом орієнтовної оцінки ступеню імунотропності препаратів різних груп.

Клітини піднебінних мигдаликів в умовах in vitro реагували підвищенням рівня антитіл до антигенів вірусів грипу А і В, Human orthopneumovirus, вірусу Herpes simplex-1, до стрептолізіну-О під дією введених в культури препаратів.

Найбільш активним було застосування мікроелементу цинку. Позитивні зміни у вигляді збільшення рівня антитіл до антигенів вірусів відмічені і у вітамінів D3 та С.

Key words: піднебінні мигдалики, імунологічний потенціал, пребіотики, респіраторні інфекти.

Література

  1. Abaturov OE, Kryuchko TO, Agafonova OF, Dytyatkovsky VO, Ostapenko VP, Kolenko IO. Pathogenetic bases of development and possibilities of medication correction of the infectious process in pediatric practice. Kyiv: Julia print; 2016. 103 p. [Іn Ukrainian].
  2. Antomonov MYu. [Mathematical processing and analysis of medical and biological data]. Kyiv: Medical Center “Medinform”; 2018. 579 p. [Іn Ukrainian].
  3. Drannik GM. [Clinical immunology and allergology]. Кyiv: Polygraph Plus; 2010. 552 p. [Іn Russian].
  4. Zaikov S.V. Immunotropic properties of probiotics, vitamins and microelements. Klinichna immunolohiia. Alerholohiia. Infektolohiia. 2015;82-83 (3-4):21-28. [Article in Ukrainian].
  5. Zabolotny DI, Melnykov OF, Spivak MYa, Kryvohatska LD, Gorlov AU, Serdiuk VG, Faraon IV, Sydorenko TV, Tymchenko MD, Babenko LP, Shevchuk AO. Experimental Intranasal Immunization against Respiratory Viruses. Mikrobiol. Z. 2021;83(5):82-9. https://doi.org/10.15407/microbiolj83.05.082.
  6. Kaidashev IP, editor. Methods of clinical and experimental research in medicine. Poltava: Polymet; 2003. 320 p. [Іn Ukrainian].
  7. Kuznetsova LV. [Treatment and prevention of acute respiratory disease on the background of therapies using complex Bion® 3]. Ukraïnskyĭ medychnyĭ chasopys. 2014;102(4):44-46. https:// api.umj.com.ua/wp/wp-content/uploads/2014/07/ 42811.pdf. [Article in Ukrainian].
  8. Melnikov OF, Zabolotna DD, Peleshenko NA, Rylska OG. Concept of local ethiologically appropriative vaccinacion. Proc. of 8th Intern. Symposium of Tonsils and Mucosal Barriers of the Upper Airwais. Zurich 2013. abstr. 16; 32 (a).
  9. Melnikov OF, Sambur MB, Rylska OG, Timchenko SV, Zabolotna DD, Vakhtina GA. [Immunological approaches to increasing the mucosal resistance of the upper respiratory tract]. Immunology and allergology: science and practice. 2017;( 1):42-43.
  10. Ainai A, van Riet E, Ryo Ito R, Kazuyuki Ikeda K, Kyosuke Senchi K, Tadaki Suzuki T, et al. Human immune responses elicited by an intranasal inactivated H5 influenza vaccine. Microbiol Immunol. 2020 Apr;64(4):313-325. doi: 10. 1111/1348-0421.12775.
  11. Fokkens WJ, Lund VJ, Hopkins C, Hellings PW, Kern R, Reitsma S, et al. European Position Paper on Rhinosinusitis and Nasal Polyps 2020. Rhinology. 2020 Feb 20;58(Suppl S29):1-464. doi: 10.4193/Rhin20.600.
  12. Benn CS, Fisker AB, Rieckmann A, Sørup S, Aaby P. Vaccinology: time to change the paradigm? Lancet Infect Dis. 2020 Oct;20(10):e274-e283. doi: 10.1016/S1473-3099(19)30742-X.
  13. Kabat EA, Meyer MM. Experimental immunochemistry / translated from English. Moscow: Meditsina; 1968. 680 p. [In Russian].
  14. Morrow l, Gogineni V, Malesker M. Probiotic, prebiotic and symbiotic use in critically ill patiens. Curr Opin Crit Care. 2012 Apr;18(2):186-91. doi: 10.1097/MCC.0b013e3283514b17.
  15. Shi R, Zeng J, Xu L, Wang F, Duan X, Wang Y. A combination vaccine against SARS-CoV-2 and H1N1 influenza based on receptor binding domain trimerized by six-helix bundle fusion core. EBioMedicine. 2022 Nov:85:104297. doi: 10.1016/j. ebiom.2022.104297.
  16. Wang ТТ, Bournazos S, Ravetch JV. Immunological responses to influenza vaccination: lessons for improving vaccine efficacy. Curr Opin Immunol. 2018:53:124-129. doi: 10.1016/j.coi.2018.04.026.