Influence of muramyl peptides on the production of chemokines, growth factors, pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines

Relevance. The recent increase in inflammatory, allergic and infectious diseases needs to update new ways of raising non-specific resistance of the organism. Innate immunity provides the first line of defense against pathogens through the activation of receptors that detect microorganisms: TLRs, NLRs and CLRs. Muramyl peptides that form the cell wall of all known bacteria are recognized by NLRs and trigger immune responses to eliminate pathogens. The aim of this study was to investigate the effect of muramyl peptides on the production of chemokines, growth factors, pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines by human mononuclear cells. Materials and Methods. Mononuclear cells were isolated from the peripheral blood of healthy volunteers using the Cell Separation Media Lympholyte CL 5015 reagent and cultured for 4 hours in the presence of glucosaminyl muramyl dipeptides GMDP, GMDP-OH, GMDP-Lys, GMDP-LL; an adequate amount of medium was added to the control wells. The levels of chemokines, growth factors, proinflammatory and anti-inflammatory cytokines were measured using magnetic beads with antibodies according to the manufacturer’s instructions Luminex 200, Merck (Millipore) equipment, and software (Burlington, Massachusetts, USA). Results and Discussion. It was found that muramyl peptides GMDP, GMDP-ON and GMDP-Lys enhance the production of cytokines IL-1a, IL-1b, IL-1RA, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-12P40, IL-12P70, IL-15, MDC, sCD40L, IFNα2, IFN-γ, TNF-a, TNF-β, GM-CSF. GMDP-LL does not affect the production of cytokines. At the same time, muramyl peptides with the L-configuration of alanine and the D-configuration of isoglutamine (L-D muramyl peptides) did not change the values of IL-2, IL-3, IL-5, IL-9. Conclusion. The D-configuration of isoglutamine is fundamental for the implementation of the regulatory activity of muramyl peptides. A wide range of bacterial bioregulators, the source of which are microorganisms, regulate the host homeostasis and trigger immune reactions, which, depending on the context, can have opposite effects. L-D muramyl peptides activate mononuclear cells, which begin to produce proinflammatory cytokines and chemokines, as well as growth factors necessary for the destruction of pathogens. In addition, anti-inflammatory cytokines are also triggered, which have a regulatory role in the appearance of memory cells and the weakening of inflammatory reactions. Thus, normally, muramyl peptides participate in maintaining tolerance to microflora and maintaining immune homeostasis.

Актуальность. Рост воспалительных, аллергических и инфекционных заболеваний, наблюдающийся в последнее время, актуализирует задачу поиска новых способов повышения неспецифической резистентности организма. Врожденный иммунитет обеспечивают первую линию защиты от патогенов через активацию рецепторов, определяющих микроорганизмы посредством рецепторов TLRs, NLRs и CLRs. Мурамилпептиды, образующие клеточную стенку всех известных бактерий, распознаются NLRs и запускают реакции иммунной системы по элиминации патогенов. Целью настоящего исследования являлось изучение влияния мурамилпептидов на продукцию хемокинов, факторов роста, провоспалительных и противовоспалительных цитокинов мононуклеарными клетками. Материалы и методы. Мононуклеарные клетки получали из периферической крови здоровых добровольцев с помощью реагента Cell Separation Media Lympholyte CL 5015 и культивировали 4 часа в присутствии глюкозаминил мурамил дипептидов ГМДП, ГМДП-ОН, ГМДП-Lys, ГМДП-LL; в контрольные лунки добавляли адекватное количество среды. Уровни хемокинов, факторов роста, провоспалительных и противовоспалительных цитокинов измеряли с помощью магнитных шариков с антителами согласно инструкции производителя Luminex 200, Merck (Millipore) equipment, and software (Burlington, Massachusetts, USA). Результаты и обсуждение. Установлено, что мурамилпептиды GMDP, GMDP-ON, GMDP-Lys и усиливают продукцию цитокинов IL-1a, IL-1b, IL-1RA, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12P40, IL-12P70, IL-15, MDC, sCD40L, IFNα2, IFN-γ, TNF-a, TNF-β, GM-CSF. GMDP-LL не влияет на продукцию цитокинов. В то же время мурамилпептиды с L-конфигурацией аланина и D-конфигурацией изоглутамина (L-D-мурамилпептиды) не изменили значения IL-2, IL-3, IL-5, IL-9. Выводы. D-конфигурация изоглутамина является необходимой для реализации регуляторной активности мурамилпептидов. Широкий спектр бактериальных биорегуляторов, источником которых являются микроорганизмы, регулируют гомеостаз хозяина и запускают иммунные реакции, которые в зависимости от контекста могут иметь противоположные эффекты. L-D-мурамилпептиды активируют мононуклеарные клетки, которые начинают продуцировать провоспалительные цитокины и хемокины, а также факторы роста, необходимые для уничтожения патогенов. Кроме того, запускаются и противовоспалительные цитокины и хемокины, которые играют регуляторную роль в появлении клеток памяти и ослаблении воспалительных реакций. Таким образом, в норме мурамилпептиды участвуют в поддержании толерантности к микрофлоре и поддержании иммунного гомеостаза.