Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI15510.15789/2220-7619-2014-1-37-42ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИTHE CYTOKINES SYNTHESIS IN VITRO IN THE TICK-BORNE ENCEPHALITIS VIRUS INFECTED CELLS AND IN THE PRESENCE OF INACTIVATED VACCINEСИНТЕЗ ЦИТОКИНОВ IN VITRO ПРИ ИНФЕКЦИИ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА ВИРУСОМ КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА И В ПРИСУТСТВИИ ИНАКТИВИРОВАННОЙ ВАКЦИНЫMesentsevaM. V.МезенцеваМ. В.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Head of the Laboratory of Cell Cultures

123098, Russian Federation, Moscow, Gamaleya str., 16

д.б.н., зав. лабораторией культур тканей

123098, Москва, ул. Гамалеи, 16

marmez@mail.ruАntoshinaI. F.АнтошинаИ. Ф.
Russian Federation

Applicant, Laboratory of Cell Cultures

соискатель лаборатории культур тканей

marmez@mail.ruМorozovaO. V.МорозоваО. В.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Immunology

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунологии

marmez@mail.ruIvanovsky Institute of Virology, MoscowФГБУ НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского МЗ РФ, Москва090720144137420907201409072014Copyright ©; 2014, Mesentseva M.V., Аntoshina I.F., Мorozova O.V.Copyright ©; 2014, Мезенцева М.В., Антошина И.Ф., Морозова О.В.2014Mesentseva M.V., Аntoshina I.F., Мorozova O.V.Мезенцева М.В., Антошина И.Ф., Морозова О.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/155

Abstract. Tick-borne encephalitis (TBE) is severe neuroinfectious disease with involvement of immune mechanisms in pathogenesis. Comparative analysis of synthesis of key cytokines had been performed for the TBE virus (TBEV) infected cells and in the presence of inactivated vaccine against TBE in vitro. Persistent TBEV infection of immortal tissue culture of human larynx cancer cells caused transcription activation of interferons IFNα, IFNγ, IFNλ1, interleukins IL-1β, IL-2, IL-4, IL-8, IL-10, IL-12, tumour necrosis factor TNFα as well as one of apoptosis factors Fas. Comparison of transcription and production of cytokines revealed that the TBEV infection resulted in posttranscription Th1 shift of cytokine response. In the presence of inactivated vaccine against TBE based on the same strain Sofjin of the TBEV activation of transcription of cytokines IFNα, IFNλ1, IL-4, IL-10 was also observed as after the TBEV infection that together with an additional stimulation of GM-CSF production might serve as an evidence of Th2 response. Involvement of IFNIII type (IFNλ1) both during persistent infection and after addition of inactivated vaccines was found in the first time. Differences in dynamics of cytokines IL-2, IL-8, IL-10, IL-12, TNFα response during the TBEV infection and in the presence of inactivated vaccine are described.

Резюме. Клещевой энцефалит (КЭ) — нейроинфекционное вирусное заболевание, в патогенезе которого иммунные механизмы играют существенную роль. Проведен сравнительный анализ синтеза ключевых цитокинов при инфекции ВКЭ и в присутствии инактивированной вакцины против КЭ in vitro. При инфекции перевиваемой культуры клеток рака гортани человека HEp-2 ВКЭ наблюдали активацию транскрипции IFNα, IFNγ, IFNλ1, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-8, IL-10, IL-12, TNFα и одного из факторов апоптоза Fas. Сравнение транскрипции и продукции цитокинов показало, что в результате вирусной инфекции баланс Th1/Th2 смещался в сторону Th1 на посттранскрипционном уровне. В присутствии инактивированной вакцины против КЭ, основанной на том же штамме Софьин ВКЭ, также происходила активация транскрипции цитокинов IFNα, IFNλ1, IL-4, IL-10, как и в результате инфекции штаммом Софьин ВКЭ, а также продукция GM-CSF, что свидетельствует об индукции преимущественно Th2 пути. Впервые показано участие IFN III-типа (IFNλ1) при инфекции культур клеток ВКЭ и добавлении вакцины против КЭ. Получены доказательства различия в динамике синтеза цитокинов IL-2, IL-8, IL-10, IL-12, TNFα при инфекции ВКЭ, а также при действии инактивированной вакцины против КЭ.

tick-borne encephalitis virusinactivated vaccine against tick-borne encephalitiscytokinesвирус клещевого энцефалитаинактивированная вакцина клещевого энцефалитацитокины1. Авдеева Ж.И., Акользина С.Е., Алпатова Н.А., Никитина Т.Н., Ращепкина М.Н., Медуницын Н.В. Влияние цитокинов на иммуногенные свойства вакцины против клещевого энцефалита // Цитокины и воспаление. — 2009. — № 4. — С. 16–21. Avdeeva Zh.I., Akol`zina S.E., Alpatova N.A., Nikitina T.N., Rashchepkina M.N., Medunitsyn N.V. Vliyanie tsitokinov na immunogennye svoystva vaktsiny protiv kleshchevogo entsefalita [The influence of cytokines on the immunogenic properties of the vaccine against the tick-borne encephalitis]. Tsitokiny i vospalenie — Tsitokiny i vospaleniye, 2009, no. 2, pp. 16–21.2. Бондаренко А.Л., Тихомолова Е.Г., Зыкова И.В., Контякова Е.Л., Зянчурина Г.М. Прогностическое значение иммунорегуляторных Th1- и Тh2-цитокинов при клещевом энцефалите // Инфекционные болезни. — 2011. — № 1. — С. 28–32. Bondarenko A.L., Tikhomolova E.G., Zykova I.V., Kontyakova E.L., Zyanchurina G.M. Prognosticheskoe znachenie immunoregulyatornykh Th1- i Th2-tsitokinov pri kleshchevom entsefalite [Prognostic significance of immunoregulatory Th1- and Th2 cytokines during the tick-borne encephalitis]. Infektsionnye bolezni — Infectious Diseases, 2011, no. 1, pp. 28–32.3. Григорян С.С. Интерфероны лямбда (3-й тип интерферонов) и вирусные инфекции // Интерферон-2011: сб. науч. статей. — 2012. — С. 63–72. Grigoryan S.S. Interferony lyambda (3-y tip interferonov) i virusnye infektsii [Interferons lambda (the third type of interferons) and viral infections]. Interferon-2011: sbornik nauchnykh statey [Interferon-2011: collection of articles]. 2012, pp. 63–72.4. Ершов Ф.И. Антивирусные препараты (Справочник). — М.: Медицина, 1998. — 187 с. Ershov F.I. Antivirusnye preparaty [Spravochnik) (Antiviral drugs. Directory]. Moscow, Medicine Publ., 1998, 187 p.5. Ершов Ф.И., Наровлянский А.Н., Мезенцева М.В. Ранние цитокиновые реакции при вирусных инфекциях // Цитокины и воспаление. — 2004. — №3 (1). — С. 3–6. Ershov F.I., Narovlyanskiy A.N., Mezentseva M.V. Rannie tsitokinovye reaktsii pri virusnykh infektsiyakh [Early cytokine responses to viral infections]. Tsitokiny i vospalenie — Tsitokiny i vospaleniye. 2004, vol. 3, no. 1, pp. 3–6.6. Зима А.П. Система цитокинов и их рецепторов при хронических вирусных инфекциях: автореф. дис. … д-ра мед. наук. — Новосибирск, 2008. — 44 с. Zima A.P. Sistema tsitokinov i ikh retseptorov pri khronicheskikh virusnykh infektsiyakh: avtoref. dis. dokt. med. nauk. [The system of cytokines and their receptors in chronic viral infections. Autoref. dr. med. sci. diss.]. Tomsk, 2008, 44 p.7. Игнатьев Г.М., Воробьева М.С., Отрашевская Е.В. Активность цитокинов при иммунизации вакциной против клещевого энцефалита в эксперименте // Вопросы вирусологии. — 2003. — № 2. — С. 22–25. Ignat`ev G.M., Vorob`eva M.S., Otrashevskaya E.V. Aktivnost` tsitokinov pri immunizatsii vaktsinoy protiv kleshchevogo entsefalita v eksperimente [Activity of cytokines after immunization with the vaccine against the tick-borne encephalitis in experiment]. Voprosy virusologii — Problems of Virology, 2003, no. 2, pp. 22–25.8. Игнатьев Г.М., Отрашевская Е.В., Воробьева М.С. Продукция некоторых цитокинов при экспериментальной инфекции вирусом клещевого энцефалита у мышей // Вопросы вирусологии. — 2003. — № 1. — С. 18–21. Ignat`ev G.M., Otrashevskaya E.V., Vorob`eva M.S. Produktsiya nekotorykh tsitokinov pri eksperimental`noy infektsii virusom kleshchevogo entsefalita u myshey [Production of certain cytokines in experimental infection of mice with the tick-borne encephalitis virus]. Voprosy virusologii — Problems of Virology, 2003, no. 1, pp. 18–21.9. Лакин Г.Ф. Биометрия. — М.: Высшая школа, 1990. — С. 113–124. Lakin G.F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: High School, 1990, pp. 113–124.10. Мезенцева М.В., Морозова О.В., Гришечкин А.Е., Подчерняева Р.Я., Воробьева М.С., Злобин В.И. Экспрессия генов цитокинов при инфекции, вызванной вирусом клещевого энцефалита в культуре клеток человека // Развитие научных исследований и надзор за инфекционными заболеваниями: материалы междунар. конф. — СПб., 2010. — С. 31–32. Mezentseva M.V., Morozova O.V., Grishechkin A.E., Podchernyaeva R.Ya., Vorob`eva M.S., Zlobin V.I. Ekspressiya genov tsitokinov pri infektsii, vyzvannoy virusom kleshchevogo entsefalita v kul`ture kletok cheloveka [Gene expression of cytokines in infection caused by the tick-borne encephalitis virus in cultured human cells]. Razvitie nauchnykh issledovaniy i nadzor za infektsionnymi zabolevaniyami: materialy mezhdunarodnoy konferentsii [Proceedings of the international conference “Development of scientific research and surveillance of infectious diseases”]. St. Petersburg, 2010, pp. 31–32.11. Морозова О.В., Бахвалова В.Н., Панов В.В. Сравнение методов детекции вируса клещевого энцефалита // Фундаментальные науки — медицине. — Издательство «Арта», 2008. — С. 171–177. Morozova O.V., Bakhvalova V.N., Panov V.V. Sravnenie metodov detektsii virusa kleshchevogo entsefalita [Comparison of the tick-borne encephalitis virus detection methods]. Fundamental`nye nauki — meditsine — Basic sciences to medicine, Novosibirsk: Arta Publ., 2008, pp. 171–177.12. Морозова О.В., Бахвалова В.Н., Чичерина Г.С., Потапова О. Ф., Исаева Е.И. Сравнение экспрессии генов цитокинов у мышей, иммунизированных или зараженных вирусом клещевого энцефалита // Интерферон-2011: сб. науч. статей. — 2012. — С. 461–465. Morozova O.V., Bakhvalova V.N., Chicherina G.S., Potapova O. F., Isaeva E.I. Sravnenie ekspressii genov tsitokinov u myshey, immunizirovannykh ili zarazhennykh virusom kleshchevogo entsefalita [Comparison of gene expression of cytokines in mice immunized or infected with the tick-borne encephalitis virus]. Interferon-2011: sbornik nauchnykh statey [Interferon-2011: collection of articles]. 2012, pp. 461–465.13. Морозова О.В., Гришечкин А.Е., Бахвалова В.Н., Исаева Е.И., Подчерняева Р.Я. Динамика репродукции вируса клещевого энцефалита в культурах клеток // Вопросы вирусологии. — 2012. — № 2. — С. 40–43. Morozova O.V., Grishechkin A.E., Bakhvalova V.N., Isaeva E.I., Podchernyaeva R.Ya. Dinamika reproduktsii virusa kleshchevogo entsefalita v kul`turakh kletok [Dynamics of the tick-borne encephalitis virus reproduction in cell cultures]. Voprosy virusologii — Problems of Virology, 2012, no. 2, pp. 40–43.14. Погодина В.В., Фролова М.П., Ерман Б.А. Хронический клещевой энцефалит. — Новосибирск: Наука, 1986. — 232 с. Pogodina V.V., Frolova M.P., Erman B.A. Hronicheskiy kleshchevoy entsefalit [Chronic tick-borne encephalitis]. Novosibirsk: Science Publ., 1986, 232 p.15. Попонникова Т.В., Бедарева Т.Ю., Вахрамеева Т.Н., Галиева Г.Ю. Цитокиновый профиль в остром периоде клещевых нейроинфекций у детей // Журнал неврологии и психиатрии. — 2010. — № 5. — С. 9–12. Poponnikova T.V., Bedareva T.Yu., Vakhrameeva T.N., Galieva G.Yu. Tsitokinovyy profil` v ostrom periode kleshchevykh neyroinfektsiy u detey [The cytokine profile in the acute period of tick neuroinfections in children]. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii — Journal of Neurology and Psychiatry. 2010, no. 5, pp. 9–12.16. Удинцева И.Н., Чечина О.Е., Жукова Н.Г., Лукашова Л.В., Рязанцева Н.В., Попонина А.М. Малышева Л.А., Бартфельд Н.Н., Першина С.А. Клинико-иммунологические аспекты клещевого энцефалита // Бюл. сибирской медицины. — 2008. — № 5. — С. 182—189. Udintseva I.N., Chechina O.E., Zhukova N.G., Lukashova L.V., Ryazantseva N.V., Poponina A.M. Malysheva L.A., Bartfel`d N.N., Pershina S.A. Kliniko-immunologicheskie aspekty kleshchevogo entsefalita [Clinical and immunological aspects of the tick-borne encephalitis]. Byulleten` sibirskoy meditsiny — Bulletin of Siberian Medicine, 2008, no. 5, pp. 182–189.17. Чечина О.Е., Рязанцева Н.В., Сазонова Е.В., Жукова Н.Г., Удинцева И.Н., Новицкий В.В. Механизмы апоптоза лимфоцитов при клещевом энцефалите // Бюл. сибирской медицины. — 2011. — № 6. — С. 61–65. Chechina O.E., Ryazantseva N.V., Sazonova E.V., Zhukova N.G., Udintseva I.N., Novitskiy V.V. Mekhanizmy apoptoza limfotsitov pri kleshchevom entsefalite [The mechanisms of lymphocyte apoptosis in the tick-borne encephalitis]. Byulleten` sibirskoy meditsiny — Bulletin of Siberian Medicine, 2011, no. 6, pp. 61–65.18. Antoshina I.F., Mezenceva M.V., Shapoval I.M., Morozova O.V., Zlobin V.I. Flavivirus Encephalitis and Immune Response. Int. J. Biomedicine, 2011, vol. 1, no. 4, pp. 231–235.19. Biswas S.M., Ayachit V.M., Sapkal G.N., Mahamuni S.A., Gore M.M. Japanese encephalitis virus produces a CD4+ Th2 response and associated immunoprotection in an adoptive-transfer murine model. J. Gen. Virol., 2009, no. 90, pp. 818–826.20. Biswas S.M., Kar S., Singh R., Chakraborty D., Vipat V., Raut C.G., Mishra A.C., Gore M.M., Ghosh D. Immunomodulatory cytokines determine the outcome of Japanese encephalitis virus infection in mice. J Med Virol., 2010, vol. 82, no. 2, pp. 304–310.21. Das S., Mishra M.K., Ghosh J., Basu A. Japanese Encephalitis Virus infection induces IL-18 and IL-1beta in microglia and astrocytes: correlation with in vitro cytokine responsiveness of glial cells and subsequent neuronal death. J Neuroimmunol., 2008, vol. 195, no. 1–2, pp. 60–72.22. Hedrick S.M., Ch’en I.L., Alves B.N. Intertwined pathways of programmed cell death in immunity. Immunol Rev., 2010, no. 236, pp. 41–53.23. Hernandez J.B., Newton R.H., Walsh C.M. Life and death in the thymus-cell death signaling during T cell development. Curr. Opin. Cell Biol., 2010, no. 22, pp. 865–871.24. Thongtan T., Thepparit C., Smith D.R. The involvement of microglial cells in japanese encephalitis infections. J. Immunol. Res., 2012, vol. 2012, article ID 890586, 7 p. Available on http://dx.doi.org/10.1155/2012/890586.25. Zhang J.S., Zhao Q.M., Zuo S.Q., Jia N., Guo X.F. Cytokine and chemokine responses to Japanese encephalitis live attenuated vaccine in a human population. Int. J. Infect. Dis., 2012, vol. 16, no. 4, pp. 285–288.26. Zhdanov V.M., Gavrilov V.I., Bogomolova N.N., Klimenko S.M., Andzhaparidze O.G. Biochemical study of HEp-2 cells chronically infected with the tick-borne encephalitis virus. Rev. Roum. Virol., 1974, vol. 25, no. 1, pp. 75–89.