Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology98610.36233/0372-9311-95ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯUnknownComposition of microflora and state of the system of signal image-recognizing receptors of the family of Toll-like cell factors of innate immunity during 120-day isolation in sealed compartmentСостав микрофлоры и состояние системы сигнальных образраспознающих рецепторов семейства Toll-подобных клеточных факторов врожденного иммунитета во время 120-суточной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитанияhttps://orcid.org/0000-0003-3896-5003IlyinV. K.ИльинВ. К.
Russian Federation

Vyacheslav K. Ilyin — D. Sci. (Med.), Head, Laboratory of human microbial ecology

Moscow

Ильин Вячеслав Константинович — д.м.н., проф., зав. лаб. микробной экологии человека

Москва

piton2004@bk.ruOrlovO. I.ОрловО. И.
Russian Federation

Oleg I. Orlov — D. Sci. (Med.), Academician of the RAS, Member of the International Academy of Astronautics, Director, SCOPUS ID: 7005642343

Moscow

Орлов Олег Игоревич — д.м.н., акад. РАН, член Международной академии астронавтики, директор, SCOPUS ID: 7005642343

Москва

https://orcid.org/0000-0002-9121-5351RykovaM. P.РыковаМ. П.
Russian Federation

Marina P. Rykova —D. Sci. (Med.), leading researcher, Laboratory of physiology of the immune system

Moscow

Рыкова Марина Петровна — д.м.н., в.н.с. лаб. физиологии иммунной системы

Москва

https://orcid.org/0000-0001-6374-4515KomissarovaD. V.КомиссароваД. В.
Russian Federation

Daria V. Komissarova — Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of nutrition, water supply, gastroenterology and hygienic control of physical factors of the environment

Moscow

Комиссарова Дарья Валерьевна — к.б.н., с.н.с. лаб. питания, водообеспечения, гастроэнтерологии и гигиенического контроля физических факторов среды обитания

Москва

https://orcid.org/0000-0002-8485-4470UsanovaN. A.УсановаН. А.
Russian Federation

Nonna A. Usanova — senior researcher, Laboratory of human microbial ecology

Moscow

Усанова Нонна Альбертовна — с.н.с. лаб. микробной экологии человека

Москва

https://orcid.org/0000-0002-4681-7951AntropovaE. N.АнтроповаЕ. Н.
Russian Federation

Eugenia N. Antropova — Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of physiology of the immune system

Moscow

Антропова Евгения Николаевна — к.б.н., с.н.с. лаб. физиологии иммунной системы

Москва

https://orcid.org/0000-0002-5522-7777KutkoO. V.КутькоО. В.
Russian Federation

Olga V. Kutko — researcher, Laboratory of physiology of the immune system

Moscow

Кутько Ольга Валерьевна — н.с. лаб. физиологии иммунной системы

Москва

https://orcid.org/0000-0003-4424-7518KalininS. A.КалининС. А.
Russian Federation

Sergey A. Kalinin — Cand. Sci. (Biol.), senior researcher, Laboratory of physiology of the immune system

Moscow

Калинин Сергей Алексеевич — к.б.н., с.н.с. лаб. физиологии иммунной системы

Москва

https://orcid.org/0000-0002-5364-7815PonomarevS. A.ПономаревС. А.
Russian Federation

Sergey A. Ponomarev — Cand. Sci. (Med.), leading researcher, Head, Laboratory of physiology of the immune system

Moscow

Пономарёв Сергей Алексеевич — к.м.н., в.н.с., зав. лаб. физиологии иммунной системы

Москва

https://orcid.org/0000-0003-2651-7123ShefK. A.ШефК. А.
Russian Federation

Kirill A. Shef — junior researcher, Laboratory of nutrition, water supply, gastroenterology and hygienic control of physical factors of the environmen

Moscow

Шеф Кирилл Александрович — м.н.с. лаб. питания, водообеспечения, гастроэнтерологии и гигиенического контроля физических факторов среды обитания

Москва

https://orcid.org/0000-0002-9642-7804SakharovaA. V.СахароваА. В.
Russian Federation

Alexandra V. Sakharova — senior laboratory technician, Laboratory of human microbial ecology

Moscow

Сахарова Александра Витальевна — старший лаборант, лаб. микробной экологии человека

Москва

Institute of Biomedical ProblemsИнститут медико-биологических проблем РАН0403202198136450303202103032021Copyright ©; 2021, Ilyin V.K., Orlov O.I., Rykova M.P., Komissarova D.V., Usanova N.A., Antropova E.N., Kutko O.V., Kalinin S.A., Ponomarev S.A., Shef K.A., Sakharova A.V.Copyright ©; 2021, Ильин В.К., Орлов О.И., Рыкова М.П., Комиссарова Д.В., Усанова Н.А., Антропова Е.Н., Кутько О.В., Калинин С.А., Пономарев С.А., Шеф К.А., Сахарова А.В.2021Ilyin V.K., Orlov O.I., Rykova M.P., Komissarova D.V., Usanova N.A., Antropova E.N., Kutko O.V., Kalinin S.A., Ponomarev S.A., Shef K.A., Sakharova A.V.Ильин В.К., Орлов О.И., Рыкова М.П., Комиссарова Д.В., Усанова Н.А., Антропова Е.Н., Кутько О.В., Калинин С.А., Пономарев С.А., Шеф К.А., Сахарова А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/986

Aim. This work was undertaken to assess the effect of 120-day isolation conditions in a sealed compartment with an artificial habitat on the formation of microbiocenosis and the system of signaling image-recognizing receptors of the Toll-like (TLR) family of innate immunity.Materials and methods. The microflora of the intestine and upper respiratory tract, as well as the content of monocytes and granulocytes expressing TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9) in the peripheral blood, and the basal production of cytokines (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α) by immunocompetent cells of six volunteers was studied. To prevent intestinal and upper respiratory tract dysbiosis, two groups of medication were used: commercial strains (Linex and Bifidumbacterin Forte) and autoprobiotics made on the basis of protective microflora representatives isolated from each individual before the experiment.Results. The studies showed that the stay of a healthy person in an artificial environment had a significant impact on the state of microflora and the system of TLRs of innate immunity cells. This work demonstrates for the first time unidirectional changes in the absolute content of monocytes in the peripheral blood expressing TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9, and the total microbial count in the gastrointestinal tract and in the upper respiratory tract from the 30th to the 120th day of the experimental exposure. Oral administration of autoprobiotic medication contributed to a decrease in the content of opportunistic microflora, while maintaining a high level of protective intestinal microflora, as well as an increase in the production of TNF-α and IL-10 by immunocompetent peripheral blood cells in vitro.

Цель работы — оценка влияния условий 120-суточной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания на формирование микробиоценоза и систему сигнальных образ-распознающих рецепторов семейства Toll-like (TLRs) врожденного иммунитета.Материалы и методы. Изучали микрофлору кишечника и верхних дыхательных путей, содержание в периферической крови моноцитов и гранулоцитов, экспрессирующих TLRs (TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9), и базальную продукцию цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ФНО-α) иммунокомпетентными клетками у 6 испытателей-добровольцев. Для предотвращения дисбактериоза кишечника и верхних дыхательных путей были использованы две группы препаратов: коммерческие штаммы пробиотиков и аутопробиотики, изготовленные на основе представителей протективной микрофлоры, изолированных индивидуально от каждого испытателя.Результаты. Пребывание здорового человека в искусственной среде обитания оказало существенное влияние на состояние микрофлоры и систему TLRs клеток врождённого иммунитета. В работе впервые продемонстрированы однонаправленные изменения абсолютного содержания в периферической крови моноцитов, экспрессирующих TLR1, TLR2, TLR4, TLR6, TLR9, и общего микробного числа в желудочно-кишечном тракте и верхних дыхательных путях с 30-х по 120-е сутки экспериментального воздействия. Пероральный прием аутопробиотических препаратов способствовал снижению содержания условно-патогенной микрофлоры, одновременно поддерживая высокий уровень защитной микрофлоры кишечника, а также повышению продукции ФНО-α и ИЛ-10 иммунокомпетентными клетками периферической крови in vitro.

microfloraprobioticsinnate immunityToll-like receptorscytokinessealed habitatsмикрофлорапробиотикиврожденный иммунитетToll-подобные рецепторыцитокиныобитаемые гермопомещенияThis work was carried out with partial support from the base funding of the Russian Academy of Sciences on themes 64.2 and 65.1.Работа выполнена при частичной поддержке базового финансирования РАН по темам 64.2 и 65.1.Belkaid Y., Hand T.W. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell. 2014; 157(1): 121–41. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.03.011Janeway C.A., Medzhitov R. Innate immune recognition. Annu. Rev. Immunol. 2002; 20(1): 197–216. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359Бондаренко В.М., Лиходед В.Г. Взаимодействие кишечной микрофлоры с Toll-подобными рецепторами в норме и патологии. Медицинский вестник Юга России. 2010; (1): 4–8.Round J.L., Mazmanian S.K. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease. Nat. Rev. Immunol. 2009; 9(5): 313–23. https://doi.org/10.1038/nri2515Ильин В.К., Воложин А.И., Виха Г.В. Колонизационная резистентность организма в изменённых условиях обитания. М.: Наука; 2005.Ильин В.К., Кирюхина Н.В. Синдром нарушения колонизационной резистентности человека в искусственной среде обитания и его профилактика. Acta Naturae. 2014; 6(2): 10–8.Берендеева Т.А., Пономарев С.А., Антропова Е.Н., Рыкова М.П. Toll-подобные рецепторы клеток периферической крови космонавтов после длительных космических полётов на Международной космической станции. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2015; 49(6): 49–54.Пономарев С.А., Берендеева Т.А., Калинин С.А., Муранова А.В. Состояние системы сигнальных образ-распознающих рецепторов моноцитов и гранулоцитов периферической крови космонавтов до и после длительных полётов на Международную космическую станцию. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2016; 50(5): 18–23. https://doi.org/10.21687/0233-528X-2016-50-5-18-23Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии. М.: Академия; 2005.Akira S., Uematsu S., Takeuchi O. Pathogen recognition and innate immunity. Cell. 2006; 124(4): 783–801. https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.02.015Kumar H., Kawai T., Akira S. Toll-like receptors and innate immunity. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009; 388(4): 621–5. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2009.08.062Medzhitov R. Toll-like receptors and innate immunity. Nat. Rev. Immunol. 2001; 1(1): 135–45. https://doi.org/10.1038/35100529Akira S., Takeda K. Toll-like receptor signaling. Nat. Rev. Immunol. 2004; 4(7): 499–511.Hardy H., Harris J., Lyon E., Beal J., Foey A.D. Probiotics, prebiotics and immunomodulation of gut mucosal defences: Homeostasis and immunopathology. Nutrients. 2013; 5(6): 1869–912. https://doi.org/10.3390/nu5061869