astmedАстраханский медицинский журналAstrakhan medical journal1992-6499ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России10.17021/2020.15.4.89.97astmed-103Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL INVESTIGATIONSСТИМУЛИРУЮЩАЯ РОЛЬ SplA-ПРОТЕИНАЗЫ STAPHYLOCOCCUS AUREUS В РАЗВИТИИ АЛЛЕРГИЧЕСКОГО ТИПА ИММУННЫХ РЕАКЦИЙ У БАКТЕРИОНОСИТЕЛЕЙ С АЛЛЕРГИЧЕСКИМ РИНИТОМSTIMULATING ROLE OF STAPHYLOCOCCUS AUREUS SplA-PROTEINASE IN THE DEVELOPMENT OF ALLERGIC TYPE OF IMMUNE REACTIONS IN BACTERIOUS CARRIERS WITH ALLERGIC RHINITISТюринЮ. А.TyurinY. A.tyurin.yurii@yandex.ruИсаеваГ. Ш.IsaevaG. Sh.guzelleisaeva@yandex.ruХайруллинР. З.KhayrullinR. Z.khayrullinrz@gmail.comШарифуллинаА. А.SharifullinaA. A.alsusha74@mail.ruФБУН «Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии» РоспотребнадзораРоссияKazan Scientific Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyRussian FederationФБУН «Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии» Роспотребнадзора; ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияKazan Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology; Kazan State Medical UniversityRussian FederationФБУН «Казанский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии» РоспотребнадзораРоссияSpecialized clinic for infectious and allergic diseases,Kazan Scientific Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyRussian Federation2020270220231548997Copyright © Тюрин Ю.А., Исаева Г.Ш., Хайруллин Р.З., Шарифуллина А.А., 20232023Тюрин Ю.А., Исаева Г.Ш., Хайруллин Р.З., Шарифуллина А.А.Tyurin Y.A., Isaeva G.S., Khayrullin R.Z., Sharifullina A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.astmedj.ru/jour/article/view/103

Среди аллергенов, участвующих в развитии аллергического ринита, выделяют гликопротеины, содержащиеся не только в частицах вдыхаемого воздуха, но и в продуктах жизнедеятельности назальной микробиоты, колонизирующей слизистую носа пациентов с аллергическим ринитом. Среди протеолитических ферментов существенный интерес представляет группа секретируемых бактериальных сериновых Spl протеиназ Staphylococcus aureus. Целью исследования стало изучение потенцирования Th2 профиля иммунного ответа на SplА-сериновую протеиназу Staphylococcus aureus как значимого представителя микробиоты слизистых оболочек верхних дыхательных путей у пациентов с аллергическим ринитом. Гены spl-оперона транскрибируются на участке генома размером 5,5 kb. Установлено, что у пациентов с аллергическим ринитом доминируют изоляты Staphylococcus aureus, содержащие от 2 до 4 генов spl-оперона, а также изоляты, содержащие 1 ген spl-оперона (splА). Показано, что полученная рекомбинантная SplA-протеиназа Staphylococcus aureus способна индуцировать высокие уровни цитокинов Th2-типа у пациентов с аллергическим ринитом. Spl-протеиназы секретома Staphylococcus aureus, идентифицированные масс-спектрометрическим методом, способны связываться с реагинами (IgE-антителами) сыворотки крови пациентов с аллергическим ринитом.

Among the allergens involved in the development of allergic rhinitis, glycoproteins are found that are contained not only in the particles of inhaled air, but also in the vital products of the nasal microbiota, which colonizes the nasal mucosa in patients with allergic rhinitis. Among proteolytic enzymes, secreted bacterial serine Spl proteinase of Staphylococcus aureus are of significant interest. The study aimed to study the potentiation of the Th2 profile of the immune response to Spl serine proteinase of Staphylococcus aureus, as an important representative of the microbiota of the mucous membranes of the upper respiratory tract in patients with allergic rhinitis. Results and discussion. The spl operon genes are transcribed at a 5,5 kb genome site. It has been established that in patients with allergic rhinitis, Staphylococcus aureus isolates containing from 2 to 4 spl-operon genes, as well as isolates containing one spl-operon (splA) gene, dominate. It was shown that the resulting recombinant Staphylococcus aureus SplA proteinase can induce high levels of Th2-type cytokines in patients with allergic rhinitis. Staphylococcus aureus secretoma Spl-proteinases, identified by mass spectrometry, can bind to serum reactins (IgE antibodies) in patients with allergic rhinitis.

аллергический ринитпротеомStaphylococcus aureusspl-оперонSplA-протеиназа2D-иммуноблотингReferencesПросекова, Е. В. Структура цитокинового профиля назального секрета при аллергическом рините у детей / Е. В. Просекова, С. Ю. Нетесова, Н. Р. Забелина, В. А. Сабыныч // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2014. - № 1. - С. 38-41.Просекова, Е. В. Структура цитокинового профиля назального секрета при аллергическом рините у детей / Е. В. Просекова, С. Ю. Нетесова, Н. Р. Забелина, В. А. Сабыныч // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2014. - № 1. - С. 38-41.Семикина, Е. Л. Методические возможности оценки активации лимфоцитов in vitro / Е. Л. Семикина, Т. В. Родионова, Р. Ш. Закиров, Е. Г. Филянская, Н. А. Маянский // Иммунология. - 2014. - Т. 35, № 2. - С. 85-88.Семикина, Е. Л. Методические возможности оценки активации лимфоцитов in vitro / Е. Л. Семикина, Т. В. Родионова, Р. Ш. Закиров, Е. Г. Филянская, Н. А. Маянский // Иммунология. - 2014. - Т. 35, № 2. - С. 85-88.Степанова, Э. Д. Модификация питательных средств для выделения и идентификации условно патогенных микроогранизмов / Э. Д. Степанова, Ю. Р. Юносова, М. М. Меджидов, В. Г. Горелова // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2012. - № 2. - С. 117-119.Степанова, Э. Д. Модификация питательных средств для выделения и идентификации условно патогенных микроогранизмов / Э. Д. Степанова, Ю. Р. Юносова, М. М. Меджидов, В. Г. Горелова // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2012. - № 2. - С. 117-119.Тюрин, Ю. А. Клинико-иммунологические особенности пациентов с различными формами аллергических ринитов при сенсибилизации микробными, бытовыми и пыльцевыми аллергенами / Ю. А. Тюрин, И. Д. Решетникова, А. А. Шарифуллина, Е. В. Агафонова, Р. С. Фассахов // Практическая медицина. - 2018. - № 6. - С. 211-217.Тюрин, Ю. А. Клинико-иммунологические особенности пациентов с различными формами аллергических ринитов при сенсибилизации микробными, бытовыми и пыльцевыми аллергенами / Ю. А. Тюрин, И. Д. Решетникова, А. А. Шарифуллина, Е. В. Агафонова, Р. С. Фассахов // Практическая медицина. - 2018. - № 6. - С. 211-217.Balenga, N. A. A fungal protease allergen provokes airway hyper-responsiveness in asthma / N. A. Balenga, M. Klichinsky, Z. Xie, E. C. Chan, M. Zhao, J. Jude, M. Laviolette, R. A. Panettieri Jr, K. M. Druey // Nat. Commun. -2015. - № 6. - P. 6763. doi: 10.1038/ncomms7763.Balenga, N. A. A fungal protease allergen provokes airway hyper-responsiveness in asthma / N. A. Balenga, M. Klichinsky, Z. Xie, E. C. Chan, M. Zhao, J. Jude, M. Laviolette, R. A. Panettieri Jr, K. M. Druey // Nat. Commun. -2015. - № 6. - P. 6763. doi: 10.1038/ncomms7763.Bousquet, J. Allergic rhinitis and its impact on asthma (ARIA) / J. Bousquet // Allergy. - 2008. - Vol. 63.-Р. 1052-1055. doi: 10.1111/j.1398-9995.2007.01620.x.Bousquet, J. Allergic rhinitis and its impact on asthma (ARIA) / J. Bousquet // Allergy. - 2008. - Vol. 63.-Р. 1052-1055. doi: 10.1111/j.1398-9995.2007.01620.x.Bröker, B. M. Immune control of Staphylococcus aureus-regulation and counter-regulation of the adaptive immune response / B. M. Bröker, S. Holtfreter, I. Bekeredjian-Ding // Int. J. Med. Microbiol. - 2014. - Vol. 304, № 2. - Р. 204-214. doi: 10.1016/j.ijmm.2013.11.008.Bröker, B. M. Immune control of Staphylococcus aureus-regulation and counter-regulation of the adaptive immune response / B. M. Bröker, S. Holtfreter, I. Bekeredjian-Ding // Int. J. Med. Microbiol. - 2014. - Vol. 304, № 2. - Р. 204-214. doi: 10.1016/j.ijmm.2013.11.008.Gimza, B. D. Mapping the global network of extracellular protease regulation in Staphylococcus aureus / B. D. Gimza, M. I. Larias, B. G. Budny, L. N. Shaw // mSphere. - 2019. - Vol. 4, № 5. - Р. e00676-19. doi:10.1128/mSphere.00676-19.Gimza, B. D. Mapping the global network of extracellular protease regulation in Staphylococcus aureus / B. D. Gimza, M. I. Larias, B. G. Budny, L. N. Shaw // mSphere. - 2019. - Vol. 4, № 5. - Р. e00676-19. doi:10.1128/mSphere.00676-19.Cho, J. S. IL-17 is essential for host defense against cutaneous Staphylococcus aureus infection in mice / J. S. Cho, E. M. Pietras, N. C. Garcia, R. I. Ramos, D. M. Farzam, H. R. Monroe, J. E. Magorien, A. Blauvelt, J. K. Kolls, A. L. Cheung, G. Cheng, R. L. Modlin, L. S. Miller // J. Clin. Invest. - 2010. - Vol. 120, № 5. - Р. 1762-1773. doi: 10.1172/JCI40891.Cho, J. S. IL-17 is essential for host defense against cutaneous Staphylococcus aureus infection in mice / J. S. Cho, E. M. Pietras, N. C. Garcia, R. I. Ramos, D. M. Farzam, H. R. Monroe, J. E. Magorien, A. Blauvelt, J. K. Kolls, A. L. Cheung, G. Cheng, R. L. Modlin, L. S. Miller // J. Clin. Invest. - 2010. - Vol. 120, № 5. - Р. 1762-1773. doi: 10.1172/JCI40891.Cook, M. C. Primary immune deficiencies affecting lymphocyte differentiation : lessons from the spectrum of resulting infections / M. C. Cook, S. G. Tangye // Int. Immunol. - 2009. - Vol. 21, № 9. - Р. 1003-1011. doi: 10.1093/intimm/dxp076.Cook, M. C. Primary immune deficiencies affecting lymphocyte differentiation : lessons from the spectrum of resulting infections / M. C. Cook, S. G. Tangye // Int. Immunol. - 2009. - Vol. 21, № 9. - Р. 1003-1011. doi: 10.1093/intimm/dxp076.Davis, M. F. Staphylococcus aureus colonization is associated with wheeze and asthma among US children and young adults / M. F. Davis, R. D. Peng, M. C. McCormack, E. C. Matsui // J. Allergy Clin. Immunol. - 2015. - Vol. 135, № 3. - Р. 811-813. doi: 10.1016/j.jaci.2014.10.052.Davis, M. F. Staphylococcus aureus colonization is associated with wheeze and asthma among US children and young adults / M. F. Davis, R. D. Peng, M. C. McCormack, E. C. Matsui // J. Allergy Clin. Immunol. - 2015. - Vol. 135, № 3. - Р. 811-813. doi: 10.1016/j.jaci.2014.10.052.Eifan, A. O. Pathogenesis of rhinitis / A. O. Eifan, S. R. Durham // Clin. Exp. Allergy. - 2016. - Vol. 46, № 9. - Р. 1139-1151. doi: 10.1111/cea.12780.Eifan, A. O. Pathogenesis of rhinitis / A. O. Eifan, S. R. Durham // Clin. Exp. Allergy. - 2016. - Vol. 46, № 9. - Р. 1139-1151. doi: 10.1111/cea.12780.Expression and purification of proteins using Strep-tag and/or 6xHistidine-tag. A comprehensive manual -2005, Version PR02-0007 / IBA, BioTagnology, Headquarters IBA. - Göttingen : IBA GmbH, 2005. - 62 p.Expression and purification of proteins using Strep-tag and/or 6xHistidine-tag. A comprehensive manual -2005, Version PR02-0007 / IBA, BioTagnology, Headquarters IBA. - Göttingen : IBA GmbH, 2005. - 62 p.Kolata, J. B. The fall of a dogma? Unexpectedly high T cell memory response to Staphylococcus aureus in humans/ J. B. Kolata, I. Kühbandner, C. Link, N. Normann, C. H. Vu, L. Steil, C. Weidenmaier, B. M. Bröker // J. Infect. Dis. - 2015. - Vol. 212, № 5. - Р. 830-838. doi: 10.1093/infdis/jiv128.Kolata, J. B. The fall of a dogma? Unexpectedly high T cell memory response to Staphylococcus aureus in humans/ J. B. Kolata, I. Kühbandner, C. Link, N. Normann, C. H. Vu, L. Steil, C. Weidenmaier, B. M. Bröker // J. Infect. Dis. - 2015. - Vol. 212, № 5. - Р. 830-838. doi: 10.1093/infdis/jiv128.Milner, J. D. Impaired T(H)17 cell differentiation in subjects with autosomal dominant hyper-IgE syndrome / J. D. Milner, J. M. Brenchley, A. Laurence, A. F. Freeman, B. J. Hill, K. M. Elias, Y. Kanno, C. Spalding, H. Z. Elloumi, M. L. Paulson, J. Davis, A. Hsu, A. I. Asher, J. O'Shea, S. M. Holland, W. E. Paul, D. C. Douek // Nature. - 2008. - Vol. 452, № 7188. - Р. 773-776. doi: 10.1038/nature06764.Milner, J. D. Impaired T(H)17 cell differentiation in subjects with autosomal dominant hyper-IgE syndrome / J. D. Milner, J. M. Brenchley, A. Laurence, A. F. Freeman, B. J. Hill, K. M. Elias, Y. Kanno, C. Spalding, H. Z. Elloumi, M. L. Paulson, J. Davis, A. Hsu, A. I. Asher, J. O'Shea, S. M. Holland, W. E. Paul, D. C. Douek // Nature. - 2008. - Vol. 452, № 7188. - Р. 773-776. doi: 10.1038/nature06764.Popowicz, G. M. Functional and structural characterization of Spl proteases from Staphylococcus aureus / G. M. Popowicz, G. Dubin, J. Stec-Niemczyk, A. Czarny, A. Dubin, J. Potempa, T. A. Holak // Journal of molecular biology. - 2006. - Vol. 358, № 1. - Р. 270-279.Popowicz, G. M. Functional and structural characterization of Spl proteases from Staphylococcus aureus / G. M. Popowicz, G. Dubin, J. Stec-Niemczyk, A. Czarny, A. Dubin, J. Potempa, T. A. Holak // Journal of molecular biology. - 2006. - Vol. 358, № 1. - Р. 270-279.Reed, S. B. Molecular characterization of a novel Staphylococcus aureus serine protease operon / S. B. Reed, C. A. Wesson, L. E. Liou, W. R. Trumble, P. M. Schlievert, G. A. Bohach, K. W. Bayles // Infect. Immun. - 2001. - Vol. 69, № 3. - Р. 1521-1527. doi: 10.1128/IAI.69.3.Reed, S. B. Molecular characterization of a novel Staphylococcus aureus serine protease operon / S. B. Reed, C. A. Wesson, L. E. Liou, W. R. Trumble, P. M. Schlievert, G. A. Bohach, K. W. Bayles // Infect. Immun. - 2001. - Vol. 69, № 3. - Р. 1521-1527. doi: 10.1128/IAI.69.3.Stentzel, S. Spls are pacemakers of allergic airway reactions to Staphylococcus aureus / S. Stentzel, A. Teufelberger, M. Nordengrün, J. Kolata, F. Schmidt, K. van Crombruggen, S. Michalik, J. Kumpfmüller, S. Tischer, T. Schweder, M. Hecker, S. Engelmann, U. Völker, O. Krysko, C. Bachert, B. M. Bröker // Journal of Allergy and Clinical Immunology. - 2016. doi: 10.1016/j.jaci.2016.03.045.Stentzel, S. Spls are pacemakers of allergic airway reactions to Staphylococcus aureus / S. Stentzel, A. Teufelberger, M. Nordengrün, J. Kolata, F. Schmidt, K. van Crombruggen, S. Michalik, J. Kumpfmüller, S. Tischer, T. Schweder, M. Hecker, S. Engelmann, U. Völker, O. Krysko, C. Bachert, B. M. Bröker // Journal of Allergy and Clinical Immunology. - 2016. doi: 10.1016/j.jaci.2016.03.045.The Uni Prot Consortium, UniProt: a worldwide hub of protein knowledge // Nucleic Acids Research. -2019. - Vol. 47, Issue D1. - P. D506-D515. - Режим доступа: https://doi.org/10.1093/nar/gky1049, свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. англ. - Дата обращения : 01.04.2020.The Uni Prot Consortium, UniProt: a worldwide hub of protein knowledge // Nucleic Acids Research. -2019. - Vol. 47, Issue D1. - P. D506-D515. - Режим доступа: https://doi.org/10.1093/nar/gky1049, свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. англ. - Дата обращения : 01.04.2020.Zdzalik, M. Prevalence of genes encoding extracellular proteases in Staphylococcus aureus - important targets triggering immune response in vivo / M. Zdzalik, A. Y. Karim, K. Wolski, P. Buda, K. Wojcik, S. Brueggemann, P. Wojciechowski, S. Eick, A. M. Calander, I. M. Jonsson, M. Kubica, K. Polakowska, J. Miedzobrodzki, B. Wladyka, J. Potempa, G. Dubin // FEMS Immunol. Med. Microbiol. - 2012. - Vol. 66, № 2. -Р. 220-229. doi: 10.1111/j.1574-695X.2012.01005.x.Zdzalik, M. Prevalence of genes encoding extracellular proteases in Staphylococcus aureus - important targets triggering immune response in vivo / M. Zdzalik, A. Y. Karim, K. Wolski, P. Buda, K. Wojcik, S. Brueggemann, P. Wojciechowski, S. Eick, A. M. Calander, I. M. Jonsson, M. Kubica, K. Polakowska, J. Miedzobrodzki, B. Wladyka, J. Potempa, G. Dubin // FEMS Immunol. Med. Microbiol. - 2012. - Vol. 66, № 2. -Р. 220-229. doi: 10.1111/j.1574-695X.2012.01005.x.Zielinski, C. E. Pathogen-induced human TH17 cells produce IFN-γ or IL-10 and are regulated by IL-1β / C. E. Zielinski, F. Mele, D. Aschenbrenner, D. Jarrossay, F. Ronchi, M. Gattorno, S. Monticelli, A. Lanzavecchia, F. Sallusto // Nature. - 2012. - Vol. 484 (7395). - P. 514-518. doi: 10.1038/nature10957. PMID: 22466287.Zielinski, C. E. Pathogen-induced human TH17 cells produce IFN-γ or IL-10 and are regulated by IL-1β / C. E. Zielinski, F. Mele, D. Aschenbrenner, D. Jarrossay, F. Ronchi, M. Gattorno, S. Monticelli, A. Lanzavecchia, F. Sallusto // Nature. - 2012. - Vol. 484 (7395). - P. 514-518. doi: 10.1038/nature10957. PMID: 22466287.

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