Действие препаратов глицеролипидов из папоротника и хвоща на мононуклеарные клетки периферической крови человека в условиях ex vivo

Введение. Мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК) человека составляют пул им­мунных клеток и могут служить моделью для исследования иммунных заболеваний.

Цель. Тестирование биоло­гической активности препаратов глицеролипидов из папоротников и хвощей, содержащих в своем составе длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты (ДЦПНЖК), в отношении МКПК без дополнительной стимуляции и после стимуляции форбол-12-миристат-13-ацетатом (ФМА) и иономицином.

Материалы и методы. Препараты глицеролипидов получали фракционированием общих липидов молодых вай папоротника Matteuccia struthiopteris и побегов хвоща Equisetum arvense на силикагеле. Для сравнения использовали фосфатидилхолин из яичного желтка. Состав жирных кислот препаратов анализировали методом газовой хроматографии. Мононуклеарные клетки выделяли из крови больных бронхиальной астмой. Параметры жизнеспособности и активации клеток оценивали методом проточной цитометрии.

Результаты. Препараты глицеролипидов из папоротника и хвоща, в отличие от яичного фосфатидилхолина, проявляли цитотоксическое действие. Наибольший эффект имела фракция липидов из папоротника, элюированная метанолом, которая снижала жизнеспособность клеток на 64,6 (51,1-79,0)% в концентрации 2 мкг/мл и вызывала полную гибель клеток при 20 мкг/мл. При стимуляции клеток ФМА/иономицином цитотоксический эффект препарата усиливался, однако доля МКПК, экспрессирующих маркер CD69, не изменялась. Цитотоксическое действие других препаратов липидов наблюдали при более высоких кон­центрациях (20 и/или 80 мкг/мл), а эффект был слабее: жизнеспособность снижалась на 7,1 (6,7-9,4)% для липидов папоротника, элюированных смесью хлороформ - метанол - вода (3:5:2), на 39,8 (26,4-41,6)% и 12,0 (10,0-15,5)% для фракций липидов хвоща, элюированных метанолом и смесью хлороформ-метанол-вода, соответственно, при концентрации препаратов 80 мкг/мл.

Заключение. Сравнение состава жирных кислот препаратов не подтвердило вклада ДЦПНЖК в наблюдаемые эффекты. Идентификация активного компонента позволит вести разработку ле­карственного препарата при гипериммунном ответе или в модельных экспериментах.

1. Sen P., Kemppainen E., Oresic M. Perspectives on systems modeling of human peripheral blood mononuclear cells // Front. Mol. Biosci. 2018. Vol.4. Article number: 96. https://doi.org/10.3389/fmolb.2017.00096

2. Falcai A., Soeiro-Pereira P.V., Kubo C.A., Aranda C.S., Sole D., Condino-Neto A. Peripheral blood mononuclear cells from severe asthmatic children release lower amounts of IL-12 and IL-4 after LPS stimulation // Allergol. Immunopathol. (Madr.). 2015. Vol.43, Iss.5. P.482-486. https://doi.org/10.1016/j.aller.2014.10.005

3. Zambalde E.P., Teixeira M.M., Favarin D.C., de Oliveira J.R., Magalhaes M.L., Cunha M.M., Silva W.C., Okuma C.H., Rodrigues V., Levy B.D., de Paula Rogerio A. The anti-inflammatory and pro-resolution effects of aspirin-triggered RvD1 (AT-RvD1) on peripheral blood mononuclear cells from patients with severe asthma // Int. Immunopharmacol. 2016. Vol.35. P.142-148. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2016.03.014

4. Kytikova O., Novgorodtseva T., Denisenko Y., Antonyuk M., Gvozdenko T. Pro-resolving lipid mediators in the pathophysiology of asthma // Medicina (Kaunas). 2019. Vol.55, Iss.6. Article number: 284. https://doi.org/10.3390/medicina55060284

5. Sokolowska M., Rovati G.E., Diamant Z., Untersmayr E., Schwarze J., Lukasik Z., Sava F., Angelina A., Palomares O., Akdis C.A., O'Mahony L., Sanak M., Dahlen S.-E., Woszczek G. Current perspective on eicosanoids in asthma and allergic diseases: EAACI Task Force consensus report, part I // Allergy. 2021. Vol.76, Iss.1. P.114-130. https://doi.org/10.1111/all.14295

6. Capra V., Rovati G.E., Mangano P., Buccellati C., Murphy R.C., Sala A. Transcellular biosynthesis of eicosanoid lipid mediators // Biochim. Biophys. Acta. 2015. Vol.1851, Iss.4. P.377-382. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbalip.2014.09.002

7. Powell W.S. Eicosanoid receptors as therapeutic targets for asthma // Clin. Sci. (Lond.). 2021. Vol.135, №16. P.19451980. http://dx.doi.org/10.1042/CS20190657

8. Nekrasov E.V., Svetashev V.I., Khrapko O.V., Vyssotski M.V. Variability of fatty acid profiles in ferns: Relation to fern taxonomy and seasonal development // Phytochemistry. 2019. Vol.162. P.47-55. http://dx.doi.org/10.1016/j.phytochem.2019.02.015

9. Nekrasov E.V., Shelikhan L.A., Svetashev V.I. Fatty acid composition of gametophytes of Matteuccia struthiopteris (L.) Tod. (Onocleaceae, Polypodiophyta) // Botanica Pacifica. 2019. Vol.8, №1. P.63-66. http://dx.doi.org/10.17581/bp.2019.08104

10. Nekrasov E.V., Svetashev V.I. Edible Far Eastern ferns as a dietary source of long-chain polyunsaturated fatty acids // Foods. 2021. Vol.10, Iss.6. Article number: 1220. http://dx.doi.org/10.3390/foods10061220

11. Schlenk H., Gellerman J.L. Arachidonic, 5, 11, 14, 17-eicosatetraenoic and related acids in plants - identification of unsaturated fatty acids // J. Am. Oil Chem. Soc. 1965. Vol.42. P.504-511. https://doi.org/10.1007/BF02540092

12. Cifre M., Diaz-Rua R., Varela-Calvino R., Reynes B., Pericas-Beltran J., Palou A., Oliver P., Human peripheral blood mononuclear cell in vitro system to test the efficacy of food bioactive compounds: Effects of polyunsaturated fatty acids and their relation with BMI // Mol. Nutr. Food Res. 2017. Vol.61, Iss.4. Article number: 1600353. https://doi.org/10.1002/mnfr.201600353

13. Ameer F., Munir R., Usman H., Rashid R., Shahjahan M., Hasnain S., Zaidi N. Lipid-load in peripheral blood mononuclear cells: Impact of food-consumption, dietary-macronutrients, extracellular lipid availability and demographic factors // Biochimie. 2017. Vol.135. P.104-110. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2017.01.015

14. Rundblad A., Holven K., Bruheim I., Myhrstad M., Ulven S. Effects of fish and krill oil on gene expression in peripheral blood mononuclear cells and circulating markers of inflammation: A randomised controlled trial // J. Nutr. Sci. 2018. Vol.7. Article number: e10. https://doi.org/10.1017/jns.2018.2

15. Sureda A., Martorell M., Bibiloni M.d.M., Bouzas C., Gallardo-Alfaro L., Mateos D., Capo X., Tur J.A., Pons A. Effect of free fatty acids on inflammatory gene expression and hydrogen peroxide production by ex vivo blood mononuclear cells // Nutrients. 2020. Vol.12, Iss.1. Article number: 146. https://doi.org/10.3390/nu12010146

16. Nekrasov E.V., Tallon S.J., Vyssotski M.V., Catchpole O.J. Extraction of lipids from New Zealand fern fronds using near-critical dimethyl ether and dimethyl ether-water-ethanol mixtures // J. Supercrit. Fluids. 2021. Vol.170. Article number: 105137. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2020.105137

17. Boyum A. Separation of leukocytes from blood and bone marrow. Introduction // Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl. 1968. Vol.97. P.7. PMID: 5707208

18. Hartnell A., Robinson D.S., Kay A.B., Wardlaw A.J. CD69 is expressed by human eosinophils activated in vivo in asthma and in vitro by cytokines // Immunology. 1993. Vol.80, Iss.2. P.281-286. PMID: 8262555; PMCID: PMC1422202.

19. Kew S., Banerjee T., Minihane A.M., Finnegan Y.E., Williams C.M., Calder P.C. Relation between the fatty acid composition of peripheral blood mononuclear cells and measures of immune cell function in healthy, free-living subjects aged 25-72 y // Am. J. Clin. Nutr. 2003. Vol.77, Iss.5. P.1278-1286. https://doi.org/10.1093/ajcn/77.5.1278

20. Quasney M.E., Carter L.C., Oxford C., Watkins S.M., Gershwin M.E., German J.B. Inhibition of proliferation and induction of apoptosis in SNU-1 human gastric cancer cells by the plant sulfolipid, sulfoquinovosyldiacylglycerol // J. Nutr. Biochem. 2001. Vol.12, Iss.5. P.310-315. https://doi.org/10.1016/S0955-2863(01)00146-2

21. Mizushina Y., Watanabe I., Ohta K., Takemura M., Sahara H., Takahashi N., Gasa S., Sugawara F., Matsukage A., Yoshida S., Sakaguchi K. Studies on inhibitors of mammalian DNA polymerase a and в: Sulfolipids from a pteridophyte, Athyrium niponicum // Biochem. Pharm. 1998. Vol.55, Iss.4. P.537-541. https://doi.org/10.1016/S0006-2952(97)00536-4

22. Murakami C., Kumagai T., Hada T., Kanekazu U., Nakazawa S., Kamisuki S., Maeda N., Xu X., Yoshida H., Sugawara F., Sakaguchi K., Mizushina Y. Effects of glycolipids from spinach on mammalian DNA polymerases // Biochem. Pharm. 2003. Vol.65, Iss.2. P.259-267. https://doi.org/10.1016/s0006-2952(02)01483-1

23. Stemmer U., Dunai Z.A., Koller D., Purstinger G., Zenzmaier E., Deigner H.P., Aflaki E., Kratky D., Hermetter A. Toxicity of oxidized phospholipids in cultured macrophages // Lipids Health Dis. 2012. Vol.11. Article number:110. https://doi.org/10.1186/1476-511X-11-110

24. Mayhew E., Ito M., Lazo R. Toxicity of non-drug-containing liposomes for cultured human cells // Exp. Cell Res. 1987. Vol.171. Iss.1. P.195-202. https://doi.org/10.1016/0014-4827(87)90262-X