cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2022-83-15-21cfpd-998Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHВлияние N-ацил-этаноламина арахидоновой кислоты на синтез цитокинов и оксилипинов лейкоцитами крови пациентов с бронхиальной астмой в условиях in vitroInfluence of N-acyl-ethanolamine of arachidonic acid on the synthesis of cytokines and oxylipins by the blood leukocytes of patients with asthma under in vitro conditionshttps://orcid.org/0000-0003-4130-8899ДенисенкоЮ. К.DenisenkoYu. K.

Юлия Константиновна Денисенко, д-р биол. наук, зав. лабораторией

Владивостокский филиал – Научно-исследовательский институтмедицинской климатологии и восстановительного лечения

лаборатория биомедицинских исследований

ул. Русская, 73г

Владивосток

Yulia К. Denisenko, PhD, DSc (Biol.), Head of Laboratory

Vladivostok Branch – Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment

Laboratory of Biomedical Research

690105

73g Russkaya Str.

Vladivostok

БочароваН. В.BocharovaN. V.

Наталия Владимировна Бочарова, канд. биол. наук, научный сотрудник

Владивостокский филиал – Научно-исследовательский институтмедицинской климатологии и восстановительного лечения

лаборатория биомедицинских исследований

690105

ул. Русская, 73г

Владивосток

Natalia V. Bocharova, PhD (Biol.), Staff Scientist

Vladivostok Branch – Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment

Laboratory of Biomedical Research

690105

73g Russkaya Str.

Vladivostok

natellav@inbox.ruКоваленкоИ. С.KovalenkoI. S.

Иван Сергеевич Коваленко, аспирант

Владивостокский филиал – Научно-исследовательский институтмедицинской климатологии и восстановительного лечения

лаборатория биомедицинских исследований

690105

ул. Русская, 73г

Владивосток

Ivan S. Kovalenko, Postgraduate student

Vladivostok Branch – Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment

Laboratory of Biomedical Research

690105

73g Russkaya Str.

Vladivostok

dr.kovalenko.is@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6058-201XНовгородцеваТ. П.NovgorodtsevaT. P.

Татьяна Павловна Новгородцева, д-р биол. наук, профессор, зам. директора по научной работе, главный научный сотрудник

Владивостокский филиал – Научно-исследовательский институтмедицинской климатологии и восстановительного лечения

лаборатория биомедицинских исследований

690105

ул. Русская, 73г

Владивосток

Tatiana P. Novgorodtseva, PhD, DSc (Biol.), Рrofessor, Deputy Director on Scientific Work, Main Staff Scientist

Vladivostok Branch – Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment

Laboratory of Biomedical Research

690105

73g Russkaya Str.

Vladivostok

nauka@niivl.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration2022220420220831521Copyright © Денисенко Ю.К., Бочарова Н.В., Коваленко И.С., Новгородцева Т.П., 20222022Денисенко Ю.К., Бочарова Н.В., Коваленко И.С., Новгородцева Т.П.Denisenko Y.K., Bocharova N.V., Kovalenko I.S., Novgorodtseva T.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/998   Введение

   Введение. Проблема поиска высокоэффективных способов лечения и контроля бронхиальной астмы (БА) остается актуальной задачей современной патофизиологии и фармакологии. Перспективными биомолекулами для регуляции иммунных процессов являются N-ацил-этаноламины арахидоновой кислоты (NAE 20: 4), проявляющие иммунорегуляторные свойства.

   Цель

   Цель. В условиях in vitro изучить влияние NAE 20:4 на способность иммунокомпетентных клеток лиц с БА синтезировать провоспалительные цитокины и оксилипины.

   Материалы и методы

   Материалы и методы. Объектом исследования явилась цельная кровь 11 пациентов с БА легкой степени тяжести контролируемого течения и 10 здоровых добровольцев. Эксперимент in vitro проводили в стимулированной и нестимулированной липополисахаридом (LPS) крови в течение 6 часов. NAE 20:4 добавляли в концентрациях 1,0 µМ, 3,0 µМ и 10,0 µМ. Уровень цитокинов (TNFα, IL-8), тромбоксана В2 (ТХВ2) и лейкотриена В4 (LTВ4) анализировали ELISA методом.

   Результаты

   Результаты. В крови лиц с БА до in vitro воздействия NAE 20:4 установлено повышение уровней TNFα, IL-8, ТХВ2, LTВ4, что указывает на формирование системного хронического воспаления. Инкубация клеток крови без LPS не повлияла на изменение спектра исследуемых медиаторов, внесение NAE 20: 4 в дозе 10 µМ снизило синтез TNFα, IL-8, LTB4, TXB2. In vitro стимуляция LPS клеток крови приводила к гиперпродукции цитокинов и оксилипинов. NAE 20: 4 в дозе 1 µМ в стимулированной LPS крови не оказывал влияние на выработку сигнальных молекул, тогда как NAE 20:4 в концентрации 3 µМ снижал уровень TNFα, IL-8. NAE 20:4 в дозе 10,0 µМ ингибировал синтез цитокинов и LTB4. Уровень TXB2 под действием NAE 20:4 в дозе 10,0 µМ не изменился.   Заключение. Полученные результаты исследования выявили дозозависимый противовоспалительный эффект NAE 20: 4, характеризующийся в его способности влиять на синтез провоспалительных цитокинов и оксилипинов клетками иммунной системы лиц с БА в условиях in vitro. Дальнейшее изучение NAE 20: 4 открывает новые перспективы в разработке таргетных способов коррекции иммунных процессов при БА.

   Introduction

   Introduction. The search for hihly effective methods for the treatment and control of asthma remains an urgent task of modern pathophysiology and pharmacology. N-acyl-ethanolamines of arachidonic acid (NAE 20: 4) are promising biomolecules for the regulation of the immune processes.

   Aim

   Aim. To investigate the in vitro influence of NAE 20: 4 on the immune cells' ability from patients with asthma to synthesize pro-inflammatory cytokines and oxylipins.

   Materials and methods

   Materials and methods. The objective of the study was the blood of 11 patients with mild controlled asthma and 10 healthy volunteers. The in vitro experiment was carried out in stimulated and not stimulated by lipopolysaccharide (LPS) blood for 6 hours. NAE 20: 4 was added at 1.0 µM, 3.0 µM or 10.0 µM doses. The levels of cytokines (TNFα, IL-8), thromboxaneB2 (TXB2) and leukotriene B4 (LTB4) were analyzed by the ELISA method.

   Results

   Results. We found an increase in TNFα, IL-8, TXB2, LTB4 in the blood of persons with asthma before in vitro NAE 20: 4 exposure, which indicates systemic chronic inflammation. Incubation of blood cells without LPS did not affect the change in the spectrum of mediators studied. Whereas the treatment of NAE 20: 4 at a 10 µM reduced the synthesis of TNFα, IL-8, LTB4, TXB2. In vitro blood cells stimulation by LPS led to hyperproduction of cytokines and oxylipins. NAE 20: 4 at a dose of 1 µM in LPS-stimulated blood had no effect on the production of signaling molecules, while NAE 20:4 at a concentration of 3 µM reduced the level of TNFα, IL-8. NAE 20:4 at a dose of 10.0 µM inhibited the cytokines and LTB4 synthesis. The level of TXB2 underthe influence of NAE 20: 4 at 10.0 µM did not change.

   Conclusion

   Conclusion. The results of the study revealed a dose-dependent anti-inflammatory effect of NAE 20:4, characterized by its ability to influence the synthesis of pro-inflammatory cytokines and oxylipins by the immune cells of individuals with asthma in vitro. Further study of NAE 20: 4 opens up new prospects for the development of targeted methods for regulating immune processes in asthma.

бронхиальная астмавоспалениеэтаноламины жирных кислотцитокиныоксилипиныasthmainflammationfatty acid ethanolaminescytokinesoxylipinsИсследование проводилось без участия спонсоровThis study was not sponsoredReferencesGlobal Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Asthma Management and Prevention, 2018. URL: https://ginasthma.orgGlobal Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Asthma Management and Prevention, 2018. URL: https://ginasthma.orgPapi A., Brightling C., Pedersen S. E., Reddel H. K. Asthma // Lancet. 2018. Vol. 391, Iss.10122. P. 783−800. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)33311-1Papi A., Brightling C., Pedersen S. E., Reddel H. K. Asthma // Lancet. 2018. Vol. 391, Iss.10122. P. 783−800. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)33311-1Tsabouri S., Mavroudi A., Feketea G., Guibas G. V. Subcutaneous and sublingual immunotherapy in allergic asthma in children // Front. Pediatr. 2017. Vol.5. Article number: 8. https://doi.org/10.3389/fped.2017.00187Tsabouri S., Mavroudi A., Feketea G., Guibas G. V. Subcutaneous and sublingual immunotherapy in allergic asthma in children // Front. Pediatr. 2017. Vol.5. Article number: 8. https://doi.org/10.3389/fped.2017.00187Berdine G., Alexander R., Nugent K. Clinical entities, phenotypes, causation, and endotypes based on selected asthma publications // Proc. (Bayl. Univ. Med. Cent.). 2020. Vol. 33, Iss.4. P.580−585. https://doi.org/10.1080/08998280.2020.1793444.Berdine G., Alexander R., Nugent K. Clinical entities, phenotypes, causation, and endotypes based on selected asthma publications // Proc. (Bayl. Univ. Med. Cent.). 2020. Vol. 33, Iss.4. P.580−585. https://doi.org/10.1080/08998280.2020.1793444.Patel D., Witt S. N. Ethanolamine and Phosphatidylethanolamine: Partners in Health and Disease // Oxid. Med. Cell. Longev. 2017. Vol.2017. Article number: 4829180. https://doi.org/10.1155/2017/4829180Patel D., Witt S. N. Ethanolamine and Phosphatidylethanolamine: Partners in Health and Disease // Oxid. Med. Cell. Longev. 2017. Vol.2017. Article number: 4829180. https://doi.org/10.1155/2017/4829180Paton K. F., Shirazi R., Vyssotski M., Kivell B. M. N-docosahexaenoyl ethanolamine (synaptamide) has antinociceptive effects in male mice // Eur. J. Pain. 2020. Vol. 24, Iss.10. P.1990−1998. https://doi.org/10.1002/ejp.1641 2020Paton K. F., Shirazi R., Vyssotski M., Kivell B. M. N-docosahexaenoyl ethanolamine (synaptamide) has antinociceptive effects in male mice // Eur. J. Pain. 2020. Vol. 24, Iss.10. P.1990−1998. https://doi.org/10.1002/ejp.1641 2020Meijerink J., Plastin P., Vincken J.P., Poland M., Attya M., Balvers M., Gruppen H., Gabriele B., Witkamp R. F. The ethanolamide metabolite of DHA, docosahexaenoylethanolamine, shows immunomodulating effects in mouse peritoneal and RAW264.7 macrophages: evidence for a new link between fish oil and inflammation // Br. J. Nutr. 2011. Vol.105, Iss.12. Р.1798–1807. https://doi.org/10.1017/S0007114510005635Meijerink J., Plastin P., Vincken J.P., Poland M., Attya M., Balvers M., Gruppen H., Gabriele B., Witkamp R. F. The ethanolamide metabolite of DHA, docosahexaenoylethanolamine, shows immunomodulating effects in mouse peritoneal and RAW264.7 macrophages: evidence for a new link between fish oil and inflammation // Br. J. Nutr. 2011. Vol.105, Iss.12. Р.1798–1807. https://doi.org/10.1017/S0007114510005635Shirazi R. S., Vyssotski M., Lagutin K., Thompson D., MacDonald Ch., Luscombe V., Glass M., Parker K., Gowing E. K., Williams D., Clarkson A. N. Neuroprotective activity of new Δ3-N-acylethanolamines in a focal ischemia stroke model // Lipids. 2021. Vol. 57, Iss.1. P. 1–15. https://doi.org/10.1002/lipd.12326Shirazi R. S., Vyssotski M., Lagutin K., Thompson D., MacDonald Ch., Luscombe V., Glass M., Parker K., Gowing E. K., Williams D., Clarkson A. N. Neuroprotective activity of new Δ3-N-acylethanolamines in a focal ischemia stroke model // Lipids. 2021. Vol. 57, Iss.1. P. 1–15. https://doi.org/10.1002/lipd.12326Ghanbari M. M., Loron A. G., Sayyah M. The ω-3 endocannabinoid docosahexaenoyl ethanolamide reduces seizure susceptibility in mice by activating cannabinoid type 1 receptors // Brain Res. Bull. Vol. 2021. Vol.170. P. 74−80. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2021.02.011Ghanbari M. M., Loron A. G., Sayyah M. The ω-3 endocannabinoid docosahexaenoyl ethanolamide reduces seizure susceptibility in mice by activating cannabinoid type 1 receptors // Brain Res. Bull. Vol. 2021. Vol.170. P. 74−80. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2021.02.011Meijerink J., Poland M., Balvers M. G., Plastina P., Lute C., Dwarkasing J., van Norren K., Witkamp R. F. Inhibition of COX-2-mediated eicosanoid production plays a major role in the anti-inflammatory effects of the endocannabinoid N-docosahexaenoylethanolamine (DHEA) in macrophages // Br. J. Pharmacol. 2014. Vol. 172 (1): 24−37. https://doi.org/10.1111/bph.12747Meijerink J., Poland M., Balvers M. G., Plastina P., Lute C., Dwarkasing J., van Norren K., Witkamp R. F. Inhibition of COX-2-mediated eicosanoid production plays a major role in the anti-inflammatory effects of the endocannabinoid N-docosahexaenoylethanolamine (DHEA) in macrophages // Br. J. Pharmacol. 2014. Vol. 172 (1): 24−37. https://doi.org/10.1111/bph.12747Kytikova O., Novgorodtseva T., Antonyuk M., Denisenko Y., Gvozdenko T. Molecular Targets of Fatty Acid Ethanolamides in Asthma // Medicina. 2019. Vol.55, Iss. 4. Article number: 87. https://doi.org/10.3390/medicina55040087Kytikova O., Novgorodtseva T., Antonyuk M., Denisenko Y., Gvozdenko T. Molecular Targets of Fatty Acid Ethanolamides in Asthma // Medicina. 2019. Vol.55, Iss. 4. Article number: 87. https://doi.org/10.3390/medicina55040087Караман Ю. К. Эндоканнабиноиды и эйкозаноиды: биосинтез, механизмы их взаимосвязи, роль в иммунных процессах / Ю. К. Караман, Е. Г. Лобанова // Медицинская иммунология. – 2013. – Т.15, № 2. – С.119−130. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2013-2-119-130Karaman Yu. K., Lobanova E. G. [Endocannabinoids and eicosamoids: biosynthesis and interactions with immune response]. Medical Immunology (Russia) 2013; 15 (2): 119−130 (in Russian). https://doi.org/10.15789/1563-0625-2013-2-119-130Augimeri G., Plastina P., Gionfriddo G., Rovito D., Giordano C., Fazio A., Barone I., Catalano S., Andò S., Bonofiglio D., Meijerink J, Witkamp R. N-Eicosapentaenoyl Dopamine, A Conjugate of Dopamine and Eicosapentaenoic Acid (EPA), Exerts Anti-inflammatory Properties in Mouse and Human Macrophages // Nutrients. 2019. Vol. 11, Iss. 9. Article number:2247 https://doi.org/10.3390/nu11092247Augimeri G., Plastina P., Gionfriddo G., Rovito D., Giordano C., Fazio A., Barone I., Catalano S., Andò S., Bonofiglio D., Meijerink J, Witkamp R. N-Eicosapentaenoyl Dopamine, A Conjugate of Dopamine and Eicosapentaenoic Acid (EPA), Exerts Anti-inflammatory Properties in Mouse and Human Macrophages // Nutrients. 2019. Vol. 11, Iss. 9. Article number:2247 https://doi.org/10.3390/nu11092247

The authors declare that there are no conflicts of interest present.