Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI69210.15789/2220-7619-2019-3-4-SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯMonitoring of cytogenetic instability by micronuclei assay of both immunocompetent and non-immunocompetent cells in tick-borne encephalitis patients depending on variants of glutathione-S-transferase genes in the genotypeМониторинг цитогенетической нестабильности методом микроядерного анализа иммунокомпетентных и не иммунокомпетентных клеток у больных клещевым энцефалитом в зависимости от наличия в генотипе вариантов генов глутатион-S-трансферазыhttps://orcid.org/0000-0003-1014-1096IlyinskikhNikolay NikolaevichИльинскихН. Н.
Russian Federation

PhD, Doctor of Biological Sciences, Professor, Professor of Department of Biology and Genetics, Siberian State Medical University, Professor of Department of Ecology, Nature Management and Environmental Engineering, National Research Tomsk State University

д.б.н., профессор, профессор кафедры биологии и генетики;

профессор кафедры экологии, природопользования и экологической инженерии,

634050, г. Томск-50, а/я 808

nauka-tomsk@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7646-6905IlyinskikhEkaterina NikolaevnaИльинскихЕ. Н.
Russian Federation

PhD, MD, Associate Professor, Professor of Department of Infectious Diseases and Epidemiology, Siberian State Medical University, Professor of Department of Ecology, Nature Management and Environmental Engineering, National Research Tomsk State University

 

 

infconf2009@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7579-8975ZamyatinaEvgenia VladimirovnaЗамятинаЕ. В.
Russian Federation

Assistant of Department of Infectious Diseases and Epidemiology, Siberian State Medical University

e_zamyt@mail.ruLeeSvetoslava VyacheslavovnaЛиС. В.
Russian Federation

5th year student of the Pediatric faculty, Siberian State Medical University

infconf2009@mail.ruSiberian State Medical University, National Research Tomsk State UniversityФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университетФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский государственный университетSiberian State Medical University, National Research Tomsk State UniversityФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университетSiberian State Medical UniversityФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский государственный университетSiberian State Medical UniversityФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет1511201993-46006062705201819062019Copyright ©; 2019, Ilyinskikh N.N., Ilyinskikh E.N., Zamyatina E.V., Lee S.V.Copyright ©; 2019, Ильинских Н.Н., Ильинских Е.Н., Замятина Е.В., Ли С.В.2019Ilyinskikh N.N., Ilyinskikh E.N., Zamyatina E.V., Lee S.V.Ильинских Н.Н., Ильинских Е.Н., Замятина Е.В., Ли С.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/692

Aim of this study was to study the dynamics of the frequency of cytokinesis-blocked T-lymphocytes with micronuclei in peripheral blood and the frequency of buccal micronucleated epithelium cells for a period of half a year in patients with acute tick-borne encephalitis, depending on burden of active and inactive variants of glutathione-S-transferase genes (GSTM1 and GSTT1) in the patient's genotype. We carried out micronucleus assay in immunocompetent and non-immunocompetent cells in 54 patients with acute tick-borne encephalitis and 35 healthy persons (control) residing in the Tomsk and Tyumen regions. To analyze the frequency of cytokinesis-blocked micronucleated T-lymphocytes was used venous peripheral blood as material for phytohemagglutinin-stimulated cultures, and to study the frequency of buccal micronucleated cells, samples of the buccal mucous membrane epithelial cells were obtained. To carried out both techniques of micronucleus assay, cytological preparations were prepared, which were stained using the Giemsa or Felgen methods. The material for the study was obtained repeatedly during admission of patients to treatment, and also after 1 week, 1, 3 and 6 months.  Polymerase chain reaction was used to analyze the alleles of the GSTM1 and GSTT1 genes. As a result of this analysis was found a significant increase in the frequency of micronucleated cells in tick-borne encephalitis patients compared with the control group. In addition, the frequency of cytokinesis-blocked micronucleated T-lymphocytes was increased significantly higher than the one of micronucleated buccal cells. The most significant and prolonged increase in the frequency of micronucleated cells was associated with the mutant inactive variants of the genes GSTM1 (0/0) and GSTT1 (0/0). In the patients with burden the inactive forms of these genes, the cytogenetic instability of the cytokinesis-blocked blood T-lymphocytes could persist for up to six months. In case of buccal cells, the frequency of micronucleated cells was close to the one in the control group as early as 1-3 months after a course of treatment. Conclusion. It was found that the most increased and prolonged frequency of cytogenetically instable cells persisted in cytokinesis-blocked T-lymphocytes of peripheral blood of patients with tick-borne encephalitis who were carriers of the genotype with inactive variants of  both GSTM1 (0/0) and GSTT1 (0/0 ) glutathione-S-transferase genes.

Цель работы состояла в оценке динамики частоты встречаемости цитокинез-блокированных Т-лимфоцитов с микроядрами в периферической крови и частоты клеток буккального эпителия с микроядрами в течение полугода у больных острых клещевым энцефалитом, в зависимости от носительства функционирующих и нефункционирующих вариантов генов глутатион-S-трансферазы (GSTM1 или GSTT1) в генотипе больного. С использованием микроядерного анализа в иммунокомпетентных и не иммунокомпетентных клетках было проведено обследование 54 больных острым клещевым энцефалитом и 35 здоровых лиц (контроль), проживающих в Томской и Тюменской областях. В случае анализа частоты бинуклеарных цитокинез-блокированных Т-лимфоцитов с микроядрами материалом для получения фитогемагглютинин-стимулированных культур послужила венозная периферическая кровь, а с целью изучения числа буккальных клеток с микроядрами в качестве материала использовали соскобы эпителиальных клеток слизистой оболочки щек. Для обоих методик микроядерного теста получали цитологические препараты, которые окрашивали по методам Гимзе или Фельгена. Исследование проводили в динамике при госпитализации, а также через 1 неделю, 1, 3 и 6  месяцев. Для анализа вариантов генов GSTM1 и GSTT1 использовали полимеразную цепную реакцию. Результаты анализа показали существенные повышение частоты клеток с микроядрами у больных клещевым энцефалитом по сравнению с контролем, при этом уровни частоты встречаемости цитокинез-блокированных Т-лимфоцитов с микроядрами были существенно выше, по сравнению с клетками буккального эпителия с микроядрами. Наиболее значительное и длительное повышение частоты клеток с микроядрами было связано с мутантными нефункционирующими вариантами генов GSTM1(0/0) и GSTT1(0/0).  При наличии у больного неактивных форм этих генов цитогенетическая нестабильность в цитокинез-блокированных Т-лимфоцитах крови  могла сохраняться на протяжении до полугода. В буккальном эпителии нормализация частоты клеток с микроядрами была установлена уже через 1-3 месяца после лечения. Вывод. Установлено, что наиболее выраженное и длительное сохранение повышенной частоты клеток с цитогенетическими нарушениями наблюдалось в цитокинез-блокированных Т-лимфоцитах периферический крови  больных клещевым энцефалитом, являющихся носителями генотипа с неактивными аллелями двух генов глутатион-S-трансферазы GSTM1(0/0) и GSTT1(0/0).

tick-borne encephalitis, micronucleus analysis, buccal cells, cytokinesis-block lymphocytes, GSTM1, GSTT1клещевой энцефалит, микроядерный анализ, буккальный эпителий, цитокинез-блокированные лимфоциты, GSTM1, GSTT1RFFI #16-40-700149Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РФФИ (№ 16-40-700149).1. Zaharicheva T.A.1, Koval'skii Yu. G.1, Lebed'ko O.A.2, Mzhel'skaya T.V. Oxidative stress in patients with tick-borne encephalitis in the Far East of The Russian Federation. Dal'nevostochnyj zhurnal infekcionnoj patologii (Far Eastern Journal of Infectious Pathology), 2012, vol. 20, no. 8, pp. 41-45. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=179959832. Il'inskih I.N., Novickij V.V., Il'inskih E.N., Il'inskih N.N., Tkachenko S.B. Infectious karyopathology. Tomsk: Tomskij gosudarstvennyj universitet (Tomsk State University), 2005. 168 p. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=201621953. Il'inskih N.N., Vasil'ev S.A., Kravcov V.Ju. Micronuclear test in screening and monitoring of mutagens. Saarbrucken (Deutschland): LAP LAMBERT Academic Publishen. GmbH&Co.KG., 2011, 216 p. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=196900994. Legotkin, A.N., Lopatina A.B. Study of genes of GSTP1, GSTT1, GSTM1 // Uspehi sovremennoj nauki (Successes of contemporary science), 2016, vol. 2, no. 9, pp. 23–25. (In Russ.). URL:https://elibrary.ru/item.asp?id=271795025. Stepanova N.A., Kantemirova B.I., Galimzyanov Kh.M. Intoxication syndrome in patients with pulmonary tuberculosis in relation to the system glutathione transferase gene polymorphism. Zhurnal infektologii (Journal Infectology), 2017, vol. 9, no 2, pp. 13–16. (In Russ.). URL:http://journal.niidi.ru/jofin/issue/view/50/showToc [doi: 10.22625/2072-6732-2017-9-2-13-16]6. Filippova I.N., Khrunin A.V., Limborska S.A. Analysis of GSTM1 gene deletion in the context of the haplotype diversity of the GSTM genomic cluster in three Russian populations. Molecular Genetics, Microbiology and Virology, 2014, Т. 29, № 2, С. 53-57. (In Russ.). URL:http://www.mgmv.ru/item72/item74/7. Hasanova G.M., Valishin D.A., Tutel'jan A.V., Hasanova A.N. Forecasting model of gene enzyme polymorphism detoxification in patients suffered from HFRS// Zhurnal infektologii (Journal Infectology), 2016, vol. 8, no. 1, pp. 73–78. (In Russ.). URL:http://journal.niidi.ru/jofin/issue/view/41/showToc8. Bigatti M.P., Santovito A. Glutathione S-transferase T1 (GSTT1) and M1 (GSTM1) polymorphisms in a sample of the population in Northern Italy. Genetika, 2007, vol. 43, no. 6, pp. 827–830. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=95370759. Board P.G., Menon D. Glutathione transferases, regulators of cellular metabolism and physiology. Biochim. Biophys. Acta, 2013, vol. 1830, no 5, pp. 3267–3288. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030441651200339X?via%3Dihub [doi: 10.1016/j.bbagen.2012.11.019]10. Bolognesi C., Fenech M. Micronucleus assay in human cells: lymphocytes and buccal cells. Methods Mol. Biol., 2013, vol. 1044, pp. 191-207. URL: https://link.springer.com/protocol/10.1007%2F978-1-62703-529-3_10 [doi: 10.1007/978-1-62703-529-3_10]11. Fenech M., Kirsch-Volders M., Natarajan A.T., Surralles J., Crott J.W., Parry J., Norppa H., Eastmond D.A., Tucker J.D., Thomas P. Molecular mechanisms of micronucleus, nucleoplasmic bridge and nuclear bud formation in mammalian and human cells. Mutagenesis, 2011, vol. 26, pp. 125-132. URL: https://academic.oup.com/mutage/article/26/1/125/1054873 [doi: 10.1093/mutage/geq052]12. Fernandes R.C., Hasan M., Gupta H., Geetha K., Rai P.S., Hande M.H., D'Souza S.C., Adhikari P., Brand A., Satyamoorthy K. Host genetic variations in glutathione-S-transferases, superoxide dismutases and catalase genes influence susceptibility to malaria infection in an Indian population. Mol. Genet. Genomics, 2015, vol. 290, no. 3, pp. 1155-1168. URL: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00438-014-0984-4 [doi: 10.1007/s00438-014-0984-4]13. Hung R.J., Boffetta P., Brockmöller J. Butkiewicz D., Cascorbi I., Clapper M.L., Garte S., Haugen A., Hirvonen A., Anttila S., Kalina I., Le Marchand L., London S.J., Rannug A., Romkes M., Salagovic J., Schoket B., Gaspari L., Taioli E. CYP1A1 and GSTM1 genetic polymorphisms and lung cancer risk in Caucasian non-smokers: a pooled analysis. Carcinogenesis, 2003, vol. 24, no. 5, pp. 875–882. URL:https://academic.oup.com/carcin/article/24/5/875/2390467 [doi.org/10.1093/carcin/bgg026]14. Il’inskikh N.N., Il’inskikh I.N. Effect of virus of tick-borne encephalitis virus on the chromosome apparatus of human cells. Tsitol Genet., 1976, vol. 10, no. 4, pp. 331-333. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/98256215. Parsons M., Campa A., Lai S., Li Y., Martinez J.D., Murillo J., Greer P., Martinez S.S., Baum M.K. Effect of GSTM1-polymorphism on disease progression and oxidative stress in HIV infection: modulation by HIV/HCV co-infection and alcohol consumption. J. AIDS Clin. Res., 2013, vol. 4, no. 9, pp. 248-252. URL: https://www.omicsonline.org/effect-of-gstmpolymorphism-on-disease-progression-and-oxidative-stress-in-hiv-infection-modulation-by-hivhcv-coinfection-and-alcohol-consumption-2155-6113.1000237.php?aid=19177 doi: 10.4172/2155-6113.100023716. Priya K., Yadav A., Kumar N., Gulati S., Aggarwal N., Gupta R. Glutathione S-Transferase Gene Polymorphisms: Modulator of Genetic Damage in Gasoline Pump Workers. Int. J. Toxicol., 2015, vol. 34, no. 6, pp. 500-504. URL:http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1091581815603935?journalCode=ijtb [doi: 10.1177/1091581815603935]17. Saha S.K., Lee S.B., Won J., Choi H.Y., Kim K., Yang G.M., Dayem A.A., Cho S.G. Correlation between Oxidative Stress, Nutrition, and Cancer Initiation. Int. J. Mol. Sci., 2017, vol. 18, no. 7, e1544. URL: http://www.mdpi.com/1422-0067/18/7/1544 [doi: 10.3390/ijms18071544]18. Skjelbred C.F., Svendsen M., Haugan V., Eek A.K., Clausen K.O., Kure E.H., Tuimala J.T., Svendsen M.V., Norppa H., Hansteen I.L. Influence of GSTM1, GSTT1, GSTP1, NAT1, NAT2, EPHX1, MTR and MTHFR polymorphism on chromosomal aberration frequencies in human lymphocytes Carcinogenesis, 2011, vol. 32, no. 3, pp. 399–405. URL: https://academic.oup.com/carcin/article/32/3/399/2463473 [doi: 10.1093/carcin/bgq246]19. Zeng Y., Bai J., Deng L.C., Xie Y.P., Zhao F., Huang Y. Association of the Glutathione S-transferase T1 Null Genotype with Risk of Gastric Cancer: a Meta-analysis in Asian Populations. Asian Pac. J. Cancer Prev., 2016, vol. 17, no. 3, pp. 1141–1148. URL: http://journal.waocp.org/?sid=Entrez:PubMed&id=pmid:27039739&key=2016.17.3.1141