Імунологічна реактивність хворих на туберкульоз тварин в умовах впливу іонізуючої радіації

Володимир Юрійович Кассіч, Оксана Іванівна Касяненко, Жанна Євгеніївна Кліщова, Сергій Михайлович Касяненко, Максим Олександрович Мозговий
Отримано: 01.02.2023 Доопрацьовано: 15.03.2023 Прийнято: 15.04.2023
Взято з Том 26, № 3, 2023 Сторінки: 24-35
Завантажити статтю Читати статтю

Анотація

Ефективна боротьба з туберкульозом тварин можлива лише при всебічному вивченні біології збудника, епізоотології, патогенезу, методів профілактики, економічних і екологічних факторів, які впливають на перебіг хвороби. Відомо, що радіаційне опромінення призводить до аутосенсибілізації організму продуктами розпаду власних тканин і розвитку неспецифічних (хибних) імунологічних реакцій. Тому метою дослідження було провести роботу з вивчення імунологічної (серологічної) реактивності хворих на туберкульоз опромінених гаммарадіацією лабораторних тварин. В роботі використовували радіологічні, бактеріологічні, алергічні, серологічні, патологоанатомічні методи досліджень. Мурчаків послідовно опромінювали різними дозами гамма-променів, заражали мікобактеріями туберкульозу різних видів і, впродовж 90 діб, досліджували клінічними, алергічними, патологоанатомічними та серологічними методами в реакції зв’язування комплементу (РЗК) та реакції пасивної гемаглютинації (РПГА) за Бойденом для виявлення протитуберкульозних комплементзв’язуючих антитіл та тканинних аутоантитіл. Через 45 та 90 діб після зараження M.  bovis та M.  tuberculosis в пробах сироватки крові опромінених та не опромінених тварин реєстрували протитуберкульозні комплементзв’язуючі антитіла в діагностичних титрах (1:20-1:80), що свідчить про активний розвиток інфекційного процесу. У опромінених та інтактних, інфікованих M. avium мурчаків протитуберкульозних антитіл не було виявлено, оскільки морські свинки не сприйнятливі до зараження збудником туберкульозу пташиного виду. У пробах сироваток крові від незаражених мурчаків, як опромінених, так і інтактних, протитуберкульозні комплементзв’язуючі антитіла не виявляли впродовж всього терміну спостереження (90 діб). Високий вміст тканинних аутоантитіл в пробах сироватки крові опромінених дозою 200 Р (0,0516 Кл/кг) тварин є проявом аутосенсибілізації організму продуктами розпаду власних тканин внаслідок радіаційного ураження. Наявність в пробах сироватки крові опромінених та заражених мікобактеріями тварин тканинних аутоантитіл не впливало на серологічні показники з індикації протитуберкульозних антитіл, що треба враховувати під час проведення діагностичних досліджень лабораторіями ветеринарної медицини 

Ключові слова

туберкульоз; радіація; туберкулін; гамма-опромінення; мікобактерії; комплементзв’язуючі антитіла; тканинні антитіла

[1] Akhtar, R., Sadiqa, M., Tipu, M.Y., Khan, M.R., Aslam, A., Ijaz, M., Mustafa, G., & Zahid, B. (2019). Use of molecular probes for presumptive diagnosis of tuberculosis associated with Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis infection in antelopes in Pakistan. Pakistan Veterinary Journal, 39(2), 316-319. doi: 10.29261/pakvetj/2019.067.

[2] Allen, N.PC., Swarbrick, G., Cansler, M., Null, M., Salim, H., Miyamasu, M., Howard, J., Boyle, J., Lewinsohn, D., & Lewinsohn, D. (2018). Characterization of specific CD4 and CD8 T-cell responses in QuantiFERON TB Gold-Plus TB1 and TB2 tubes. Tuberculosis, 113, 239-241. doi: 10.1016/j.tube.2018.10.014.

[3] Atmakuri, K., Penn-Nicholson, A., Tanner, R., & Dockrell, H.M. (2018). Meeting report: 5th Global Forum on TB Vaccines, 20-23 February 2018, New Delhi India. Tuberculosis, 113, 55-64. doi: 10.1016/j.tube.2018.08.013.

[4] Basit, A., Hussain, M., Shahid, M., Ayaz, S., Rahim, K., Ahmad, I., Rehman, A.U., Hassan, M.F., & Ali, T. (2018). Occurrence and risk factors associated with mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis in milk samples from North East of Pakistan. Pakistan Veterinary Journal, 38(2), 199-203. doi: 10.29261/pakvetj/2018.038.

[5] Belay, M., Tulu, B., Younis, S., Jolliffe, D.A., Tayachew, D., Manwandu, H., Abozen, T., Tirfie, E.A., Tegegn, M., Zewude, A., Forrest, S., Mayito, J., Huggett, J.F., Jones, G.M., O’Sullivan, D.M., Martineau, H.M., Noursadeghi, M., Chandran, A., Harris, K.A., Nikolayevskyy, V., Demaret, J., Berg, S., Vordermeier, M., Balcha, T.T., Aseffa, A., Ameni, G., Abebe, M., Reece, S.T., & Martineau, A.R. (2021). Detection of Mycobacterium tuberculosis complex DNA in CD34-positive peripheral blood mononuclear cells of asymptomatic tuberculosis contacts: An observational study. Lancet Microbe, 2(6), 267-275. doi: 10.1016/S2666-5247(21)00043-4.

[6] Bhattacharya, S., & Asaithamby, A. (2016). Ionizing radiation and heart risks. Seminars in Cell & Developmental Biology, 58, 14-25. doi: 10.1016/j.semcdb.2016.01.045.

[7] Broderick, C., Cliff, J.M., Lee, J.S., Kaforou, M., & Moore, D.A. (2021). Host transcriptional response to TB preventive therapy differentiates two sub-groups of IGRA-positive individuals. Tuberculosis, 127, article number 102033. doi: 10.1016/j.tube.2020.102033.

[8] Burel, J.G., Babor, M., Pomaznoy, M., Lindestam Arlehamn, C.S., Khan, N., Sette, A., & Peters, B. (2019). Host transcriptomics as a tool to identify diagnostic and mechanistic immune signatures of tuberculosis. Frontiers in Immunology, 10, article number 221. doi: 10.3389/fimmu.2019.00221.

[9] Candeias, S.M., Mika, J., Finnon, P., Verbiest, T., Finnon, R., Brown, N., Bouffler, S., Polanska, J., & Badie, C. (2017). Low-dose radiation accelerates aging of the T-cell receptor repertoire in CBA/Ca mice. Cellular and Molecular Life Sciences, 74, 4339-4351. doi: 10.1007/s00018-017-2581-2.

[10] Chaisson, R.E., Ramchandani, R., & Swindells, S. (2019). One month of rifapentine plus isoniazid to prevent HIVrelated tuberculosis. The New England Journal of Medicine, 381, article number 23. doi: 10.1056/NEJMc1908492.

[11] Cvetnić, Ž. (2021). History of tuberculosis: Tuberculosis and art (Part IV). Veterinarska Stanica, 52(1), 73-84. doi: 10.46419/vs.52.1.13.

[12] de Oyarzabal, E., Garcia-Garcia, L., Rangel-Escareno, C., Ferreyra-Reyes, L., Orozco, L., Herrera, M.T., Carranza, C., Sada, E., Juarez, E., Ponce-de-Leon, A., Sifuentes-Osornio, J., Wilkinson, R.J, & Torres, M. (2019). Expression of USP18 and IL2RA is increased in individuals receiving latent tuberculosis treatment with isoniazid. Journal of Immunology Research, 2019, article number 1297131. doi: 10.1155/2019/1297131.

[13] Donovan, J. (2020). Xpert MTB/RIF Ultra versus Xpert MTB/RIF for the diagnosis of tuberculous meningitis: A prospective, randomised, diagnostic accuracy study. The Lancet Infectious Diseases, 20(3), 299-307.

[14] European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. (1986, March). Retrieved from https://rm.coe.int/168007a67b.

[15] Gaikwad, U.N., & Gaikwad, N.R. (2018). Modalities to monitor the treatment response in tuberculosis. Indian Journal of Tuberculosis, 65(2), 109-117. doi: 10.1016/j.ijtb.2017.12.014.

[16] Guo, Q., Bi, J., Wang, H., & Zhang, X. (2021). Mycobacterium tuberculosis ESX-1-secreted substrate protein EspC promotes mycobacterial survival through endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis. Emerging Microbes & Infections, 10(1), 1-36. doi: 10.1080/22221751.2020.1861913.

[17] Gupta, R.K., Turner, C.T., Venturini, C., Esmail, H., Rangaka, M.X., Copas, A., Lipman, M., Abubakar, I., & Noursadeghi, M. (2020). Concise whole blood transcriptional signatures for incipient tuberculosis: A systematic review and patient-level pooled meta-analysis. The Lancet Respiratory Medicine, 8, 395-406. doi: 10.1016/ S2213-2600(19)30282-6.

[18] Huang, R., Grishagin, I., Wang, Y., Zhao, T., Greene, J., Obenauer, J.C., Ngan, D., Nguyen, D.T., Guha, R., Jadhav, A., Southall, N., Simeonov, A., & Austin, C.P. (2019). The NCATS BioPlanet – an integrated platform for exploring the universe of cellular signalling pathways for toxicology, systems biology, and chemical genomics. Frontiers in Pharmacology, 10, 342-349. doi: 10.3389/fphar.2019.00445.

[19] Instruction on prevention and control of animal tuberculosis. (2009, September). Retrieved from https://zakon. rada.gov.ua/laws/show/z0883-09#Text.

[20] Kassich, V., Kasianenko, O., Zazharskyi, V., Yatsenko, I., & Klishchova Zh. (2021). Influence of ionizing radiation on the allergic reactivity of tuberculosis-infected laboratory animals. Scientific Horizons, 24(10), 17-27. doi: 10.48077/scihor.24(10).2021.17-27.

[21] Kassich, V.Yu., & Ushkalov, V.O. (2022). Tuberculosis of creatures in the minds of a radiation injection. Kiev: NUBIP of Ukraine.

[22] Kassich, V.Yu., Uchovkyi, V.V., Sosnytskyi, O.I., Biben, I.A., Zazharsky, V.V., & Kassich, O.V. (2019). Ecologically safe method to control the epidemic situation on animal tuberculosis in Ukraine. World of Medicine and Biology, 2(68), 220-225.

[23] Katalin, B., Kis, E., Badie, Ch., Noémi Bogdándi, E., Candéias, S., Cruz Garcia, L., Dominczyk, I., Frey, B., Gaipl, U., Jurányi, Z., Kocsis, Z.S., Rutten, E.A., Sáfrány, G., Widlak, P., & Lumniczky, K. (2019). Radiotherapy-induced changes in the systemic immune and inflammation parameters of head and neck cancer patients. Cancers, 11(9), article number 1324. doi: 10.3390/cancers11091324.

[24] Law of Ukraine №. 3447-VI “On the Protection of Animals from Cruelty”. (2012, October). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/3447-15#Text.

[25] Lumniczky, K., Impens, N., Armengol, G., Candéias, S., Georgakilas, A.G., Hornhardt, S., Martin, O.A., Rödel, F., & Schaue, D. (2021). Low dose ionizing radiation effects on the immune system. Environment International, 149, article number 106212. doi: 10.1016/j.envint.2020.106212.

[26] Mtafya, B. (2019). Molecular bacterial load assay concurs with culture on NaOH- induced loss of Mycobacterium tuberculosis viability. Journal of Clinical Microbiology, 57(7), article number e01992-18. doi: 10.1128/ JCM.01992-18.

[27] Naei, V.Y., Sankian, M., Moghadam, M., Farshidi, N., Ayati, S.H., Hamid, F., & Varasteh, A.-R. (2019). The influence of gamma radiation processing on the allergenicity of main pistachio allergens. Reports of Biochemistry and Molecular Biology, 7(2), 150-155.

[28] Penn-Nicholson, A., Mbandi, S.K., Thompson, E., Mendelsohn, S.C., Suliman, S., Chegou, N.N., Malherbe, S.T., Darboe, F., Erasmus, M., Hanekom, W.A., Bilek, N., Fisher, M., Kaufmann, S.H.E., Winter, J., Murphy, M., Wood, R., Morrow, C., Van Rhijn, I., Moody, B., Murray, M., Andrade, B.B., Sterling, T.R., Sutherland, J., Naidoo, K., Padayatchi, N., Walzl, G., Hatherill, M., Zak, D., & Scriba, T.J. (2020). Adolescent cohort study t, consortium GC, clinical S, laboratory T, screen TBC, consortium A-T, Re PBT, Peruvian household contacts cohort T, team CI. RISK6, a 6-gene transcriptomic signature of TB disease risk, diagnosis and treatment response. Scientific Reports, 10, article number 8629. doi: 10.1038/s41598-020-65043-8.

[29] Reznikov, О. (2003). General ethical principles of animal experiments. First National Congress on Bioethics. Endocrinology, 8(1), 142-145.

[30] Roe, J., Venturini, C., Gupta, R.K., Gurry, C., Chain, B.M., Sun, Y., Southern, J., Jackson, C., Lipman, M.C., Miller, R.F., Martineau, A.R., Abubakar, I., & Noursadeghi, M. (2020). Blood transcriptomic stratification of short-term risk in contacts of tuberculosis. Clinical Infectious Diseases, 70, 731-737. doi: 10.1093/cid/ciz252.

[31] Sabiiti, W. (2020). Tuberculosis bacillary load, an early marker of disease severity: The utility of tuberculosis molecular bacterial load assay. Thorax, 75(7), 606-608. doi: 10.1136/thoraxjnl-2019-214238.

[32] Saeed, A.K., Hassan, S.M.A., & Maaruf, N.A. (2016). Ultraviolet type B-radiation-induced hyperplasia and seborrheic keratosis is reduced by application of commercial sunscreens. Pakistan Veterinary Journal, 36(4), 450-454.

[33] Scriba, T.J., Fiore-Gartland, A., Penn-Nicholson, A., Mulenga, H., Kimbung Mbandi, S., Borate, B., Mendelsohn, S.C., Hadley, K., Hikuam, C., Kaskar, M., Musvosvi, M., Bilek, N., Self, S., Sumner, T., White, R.G., Erasmus, M., Jaxa, L., Raphela, R., Innes, C., Brumskine, W., Hiemstra, A., Malherbe, S.T., Hassan-Moosa, R., Tameris, M., Walzl, G., Naidoo, K., Churchyard, G., & Hatherill, M. (2021). Biomarker-guided tuberculosis preventive therapy (CORTIS): A randomised controlled trial. Lancet Infectious Diseases, 21, 354-365. doi: 10.1016/S1473-3099(20)30914-2.

[34] Torres, N.M.C., Rodríguez, J.J.Q., Andrade, P.S.P., Arriaga, M.B., & Netto, E.M. (2019). Factors predictive of the success of tuberculosis treatment: A systematic review with meta-analysis. PLoS One, 14(12), article number e0226507. doi: 10.1371/journal.pone.0226507.

[35] Wang, M.G. (2019). Treatment outcomes of tuberculous meningitis in adults: A systematic review and metaanalysis. BMC Pulmonary Medicine, 19(1), article number 200. doi: 10.1186/s12890-019-0966-8.

[36] Xi, Yu., Huang, Yu., Li, Y., Li, T., Yan, Sh., Ai, X., Lv, Xi., Fan, L., & Xie, J. (2023). Mycobacterium tuberculosis PE_PGRS1 promotes mycobacteria intracellular survival via reducing the concentration of intracellular free Ca2+ and suppressing endoplasmic reticulum stress. Molecular Immunology, 154, 24-32. doi: 10.1016/j. molimm.2022.12.007.

[37] Zazharskyi, V., Alifonova K., Bilan M., Kozak N., & Kasianenko O. (2022). Influence of Sitophilus oryzae on biological properties of Mycobacterium bovis. Scientific Horizons, 25(11), 20-30. doi: 10.48077/scihor.25(11).2022.20-30.

Kassich, V., Kasianenko, O., Klishchova, Zh., Kasianenko, S., & Mozghovyi, M. (2023). Immunological reactivity of animals with tuberculosis under the influence of ionising radiation. Scientific Horizons, 26(3), 24-35. https://doi.org/10.48077/scihor3.2023.24