SPECIFICITY OF IMMUNE MODULATING EFFECT OF YERSINIA PESTIS ENDOTOXIN

Cover Page


Cite item

Abstract

Literature and own data on mechanisms of realization of lipopolysaccharide (LPS) toxic potential of Yersinia pestis in the conditions of a macroorganism are analyzed. 2 modifications of LPS are examined - temperature dependent changes of chemical structure of polymers and a change in their conformation under the effect of micro- and macroorganism factors. A special attention is paid to comparative study of toxic and immune modulating properties of the specified LPS forms. Both LPS forms are concluded to activate TLR4/MD2 receptor, inducing synthesis of 2 types of cytokines - pro-inflammatory and interferons. However, dominance of their signal pathways and cross-regulation of the transduced signal are mirrored, and as a result the initial form of LPS initiates interferon synthesis, and conformationally changed - pro-inflammatory cytokines. Results of the experiments are summarized in 2 schemes of signal transfer by TLR4/MD2 receptor under the effect of 2 forms of Y. pestis LPS. Variations of cytokine-inducing properties of the initial and conformationally-altered forms of Y. pestis LPS corresponds to the immune response of the organism at each stage of the infectious process: late inflammatory response by interferon type is characteristic for intra-cellular cycle of plague development, and pro-inflammatory cytokine hyper-production is observed at the terminal stage of infection-toxic shock.

About the authors

V. I. Tynyanova

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Author for correspondence.
Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

V. P. Zyuzina

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

G. V. Demidova

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

E. P. Sokolova

Rostov-on-Don Institute for Plague Control

Email: noemail@neicon.ru
Russian Federation

References

  1. Демидова Г. В., Зюзина В. П., Соколова Е. П., Пасюкова Н. И., Беспалова И. А., Бородина Т. Н., Тынянова В. И. Эндотоксиновая толерантность к липополисахаридам вакцинного и вирулентного штаммов Yersinia pestis в условиях in vivo. Проблемы ООП. 2012, 3(313): 61-63.
  2. Зюзина В.П., Демидова Г.В., Соколова Е.П., Пасюкова Н.И., Беспалова И.А. Бородина Т.Н., Тынянова В.И. Эндотоксиновая толерантность белых мышей к действию липо-полисахарида и комплекса липополисахарид-«мышиный» токсин вирулентного штамма Yersinia pestis 231. Журн. микробиол. 2013, 5: 74-80.
  3. Кравцов А.Н., Тынянова В. И., Зюзина В.П. Повышение вирулентности бактерий Yersinia pestis при инкубации клеток в гемолизированных эритроцитах крови человека. Журн. микробиол. 1993, 4: 3-6.
  4. Соколова Е.П., Марченков В.И., Демидова ЕВ. и др. Комплексы «мышиного» токсина чумного микроба с модифицированными формами липополисахарида Yersinia pestis и с липополисахаридами других бактерий. Биотехнология. 2001, 4: 53-58.
  5. Соколова Е.П., Демидова Г.В., Зюзина В.П. и др. Токсичность и цитокининдуцирующая активность ЛПС вирулентного штамма Y.pestis 231. Журн. микробиол. 2011, 6: 20-26.
  6. Соколова Е.П., Демидова Г.В., Зюзина В.П., и др. Динамика синтеза TNF-a и INF-y моноцитами человека под действием липополисахаридов Yersinia pestis EV 76 с различной степенью токсичности. Журн. микробиол. 2010, 4: 59-64.
  7. Соколова Е. П., Демидова Г. В., Зюзина В. П. и др. Исследование цитокининдуцирующей активности различных форм липополисахаридов Yersinia pestis EV76 моноцитами человека. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естеств. науки. 2012, 2: 75-78.
  8. Таболин В.А., Яковлев М.Ю., Ильина А.Я. и др. Патогенетические механизмы и клинические аспекты действия термостабильного эндотоксина кишечной микрофлоры. Русский медицинский журнал. 2003, 1: 126-128.
  9. Тынянова В.И., Зюзина В.П., Демидова Г.В. и др. Еликолипид - биоактиватор токсических субстанций чумного микроба. Биотехнология. 1999, 2: 28-33.
  10. Huber М., Kalis С., Keck S. et al. R-form LPS, the master key to the activation of TLR4/ MD-2-positive cells. Eur. J. Immunol. 2006, 36 (3): 701-711.
  11. Kawahara K., Tsukano H., Watanabe H.et al. Modification of the structure and activity of lipid A in Yersinia pestis lipopolysaccharide by growth temperature. Infect. Immun. 2002, 70 (8): 4092-4098.
  12. Knirel Y.A., Linder B., Vinogradov E.V. et al. Temperature dependent variations and intraspecies diversity of the structure of the lipopolysaccharides of Yersinia pestis. Biochemistry. 2005, 44: 1731-1743.
  13. Knirel Y. A., Anisimov A. P. Lipopolysaccharide of Yersinia pestis, the cause of plage: structure, genetics, biological properties. Acta Nature. 2012, 4 (13): 45-58.
  14. Matsuura M., Takahashi H., Watanabe H. et al. Immunomodulatory properties of Yersinia pestis lipopolysaccharides on human macrophages. Clin. Vaccine Immunol. 2010, 17 (1): 49-55.
  15. Montminy S., Khan N., McGrath S. et al. Virulenct factors of Yersinia pestis are overcove by a strong lipopolysaccharide response. Nature Immun. 2006, 7 (10): 1066-1073.
  16. Sato S., Nomura F., Kawai T. et al. Synergy and cross-tolerance between toll-like receptor (TLR) 2-and TLR4-mediated signaling pathways. J. Immunol. 2000, 165: 7096-7101.
  17. Schromm A., Brandenburg K., Loppnow H. et al. The change of endotoxin molecules influences their formation and IL-6 inducing capacity. J. Immunol. 1998, 161: 5464-5471.
  18. Silverstein R. D-galactosamine lethality model scope and limitations. J. Endotoxin Res. 2004, 10(3): 147-162.
  19. Rebeil R., Ernst К. E., Clayton O. J. et al. Characterization of late acyltransferase genes of Yersinia pestis and their role in temperature-dependent lipid A variation. J. Bacteriol. 2006, 188 (4): 1381-1388.
  20. Telepnev M. V., Klimpel G. R., Haithcoat J. et al. Tetraacylated lipopolysaccharide of Yersinia pestis can inhibit multiple toll-like receptor mediated signaling path ways in human dendric cells. J. Infect. Dis. 2009, 200: 1694-1702.
  21. Zughaier S. M., Zimmer S. M., Datta A. et al. Differential induction of the Toll-like receptor 4-MyD88-dependent and -independent signaling pathways by endonoxins. Infect. Immun. 2005, 73 (5): 2940-2950.

Copyright (c) 2016 Tynyanova V.I., Zyuzina V.P., Demidova G.V., Sokolova E.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-75442 от 01.04.2019 г.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies