vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS10.18699/VJ16.17-ovavilov-959Research ArticleФизиологическая генетикаPhysiological geneticsМеханизмы патогенеза трематодозов: присутствие секреторных белков кошачьей двуустки Opisthorchis felineus в тканях желчного пузыря у больных хроническим описторхозомMechanisms of trematodiases pathogenicity: the presence of the secretory proteins from the liver fluke Opisthorchis felineus in the gallbladder tissues of the patients with chronic opisthorchiasisПахаруковаМ. Ю.PakharukovaM. Y.

Новосибирск

Novosibirsk

pmaria@yandex.ruКовнерА. В.KovnerA. V.

Новосибирск

Novosibirsk

ТриголубовА. Н.TrigolubovA. N.

Новосибирск

Novosibirsk

ФединЕ. Н.FedinE. N.

Новосибирск

Novosibirsk

МихайловаЕ. С.MikhailovaE. S.

Новосибирск

Novosibirsk

ШтофинС. Г.ShtofinS. G.

Новосибирск

Novosibirsk

АутеншлюсА. И.AutenshlyusA. I.

Новосибирск

Novosibirsk

МордвиновВ. А.MordvinovV. A.

Новосибирск

Novosibirsk

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики»РоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS; Institute of Molecular Biology and BiophysicsRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»РоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RASRussian FederationГосударственное бюджетное учреждение здравоохранения Новосибирской области «Городская клиническая больница № 2»РоссияNovosibirsk City Hospital No. 2Russian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики»; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияInstitute of Molecular Biology and Biophysics; Novosibirsk State Medical UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияNovosibirsk State Medical UniversityRussian Federation201723052017213312316Copyright © Пахарукова М.Ю., Ковнер А.В., Триголубов А.Н., Федин Е.Н., Михайлова Е.С., Штофин С.Г., Аутеншлюс А.И., Мордвинов В.А., 20172017Пахарукова М.Ю., Ковнер А.В., Триголубов А.Н., Федин Е.Н., Михайлова Е.С., Штофин С.Г., Аутеншлюс А.И., Мордвинов В.А.Pakharukova M.Y., Kovner A.V., Trigolubov A.N., Fedin E.N., Mikhailova E.S., Shtofin S.G., Autenshlyus A.I., Mordvinov V.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/959

Описторхоз, обусловленный паразитированием кошачьей двуустки Opisthorchis felineus в желчных протоках печени человека и рыбоядных млекопитающих, распространен преимущественно на территории бывшего СНГ и стран Восточной Европы. Это заболевание приводит к нарушениям функций печени и поджелудочной железы: холангитам, холециститу, фиброзу печени, панкреатиту. Секреторно-экскреторный белковый продукт гельминтов считается ключевым фактором в системе взаимоотношений «паразит–хозяин» и опосредует многообразие плейотропных патогенных эффектов влияния гельминтов на организм хозяина.

Цель данной работы – определение механизма секреции паразитарных белков тиоредоксин пероксидазы и глутатион-S-трансферазы в условиях окислительного стресса in vitro. Методом Вестерн-блот анализа с использованием специфических антител против рекомбинантных белков описторха O. felineus показано, что гельминты экскретируют белки тиоредоксин пероксидазу и глутатион-S-трансферазу в среду инкубации in vitro. При этом моделирование окислительного стресса in vitro приводит к увеличению содержания белков тиоредоксин пероксидазы и глутатион-S-трансферазы в среде инкубации. С помощью иммуногистохимии продемонстрировано, что тиоредоксин пероксидаза и глутатион-S-трансфераза обнаруживаются в тканях желчных протоков экспериментальных животных (хомяков), а также людей, больных описторхозом. Полученные данные важны для понимания молекулярных механизмов патогенеза описторхоза, а также для усовершенствования методов иммунодиагностики описторхоза и ассоциированных с ним заболеваний. 

Opisthorchiasis caused by the liver fluke Opisthorchis felineus infection remains a serious public health problem in the former USSR and Eastern European countries. O. felineus infests the bile ducts, the liver and gallbladder of many fish-eating mammalian species, including humans. Opisthorchiasis leads to a number of related diseases of the liver and pancreas: liver fibrosis, cholangitis, cholecystitis, liver cysts and pancreatitis. Excretory-secretory products of the parasite are considered to be key factors in host-parasite relationships and mediate pathogenic pleiotropic effects on the host organism.

The aim of this study was to determine the helminthic proteins (thioredoxin peroxidase and glutathione-S-transferase) in the gallbladder tissues of the experimental animals and patients with opisthorchiasis disease. We demonstrated by immunohistochemistry assay using antibodies against recombinant O. felineus proteins that thioredoxin peroxidase and glutathione-S-transferase could be detected in the biliary duct epithelium of the experimental animals and in human gallbladder tissues. Moreover, these proteins could also be detected in human gallbladder infiltrated cells and underlying connective tissues. The results are important for understanding the molecular mechanisms of opisthorchiasis pathogenesis, as well as for improvement of the immunodiagnostics of the opisthorchiasis and opisthorchiasis-related diseases. 

описторхозэкскреторно-секреторный продуктактивные формы кислородатиоредоксин пероксидазакошачья двуустка Opisthorchis felineusиммуногистохимияглутатион-S- трансферазаopisthorchiasisexcretory-secretory productsreactive oxygen speciesthioredoxin peroxidaseliver fluke Opisthorchis felineusimmunohistochemistrygluthathione-S-transferaseRussian Foundation for Basic Research, State Budgeted Project 0324-2016-0002; V. Petrenko and M. Pomaznyy (Institute of Cytology and Genetics); participants of the Tomsk OPIsthorchiasis ConsortiumReferencesBeer S.A. Biologiya vozbuditelya opistorkhoza [Biology of the agent of opistorchiasis]. Moscow: KMK Publ., 2005;336 p. (in Russian)Beer S.A. Biologiya vozbuditelya opistorkhoza [Biology of the agent of opistorchiasis]. Moscow: KMK Publ., 2005;336 p. (in Russian)Dalton J.P., Robinson M.W., Mulcahy G., O’Neill S.M., Donnelly S. Immunomodulatory molecules of Fasciola hepatica: candidates for both vaccine and immunotherapeutic development. Vet. Parasitol. 2013;195(3-4):272-285. DOI 10.1016/j.vetpar.2013.04.008.Dalton J.P., Robinson M.W., Mulcahy G., O’Neill S.M., Donnelly S. Immunomodulatory molecules of Fasciola hepatica: candidates for both vaccine and immunotherapeutic development. Vet. Parasitol. 2013;195(3-4):272-285. DOI 10.1016/j.vetpar.2013.04.008.Daorueang D., Thuwajit P., Roitrakul S., Laha T., Kaewkes S., Endo Y., Thuwajit C. Secreted Opisthorchis viverrini glutathione S-transferase regulates cell proliferation through AKT and ERK pathways in cholangiocarcinoma. Parasitol. Int. 2012;61(1):155-161. DOI 10.1016/j.parint.2011.07.011. Epub. 2011. Jul. 19.Daorueang D., Thuwajit P., Roitrakul S., Laha T., Kaewkes S., Endo Y., Thuwajit C. Secreted Opisthorchis viverrini glutathione S-transferase regulates cell proliferation through AKT and ERK pathways in cholangiocarcinoma. Parasitol. Int. 2012;61(1):155-161. DOI 10.1016/j.parint.2011.07.011. Epub. 2011. Jul. 19.IARC Monogr. Eval. Carcinog. Risks Hum. 2012;100(Pt. B):1-441.IARC Monogr. Eval. Carcinog. Risks Hum. 2012;100(Pt. B):1-441.Kaewpitoon N., Kaewpitoon S.J., Pengsaa P., Sripa B. Opisthorchis viverrini: the carcinogenic human liver fluke. World J. Gastroenterol. 2008;14:666-674. DOI 10.3748/wjg.14.666.Kaewpitoon N., Kaewpitoon S.J., Pengsaa P., Sripa B. Opisthorchis viverrini: the carcinogenic human liver fluke. World J. Gastroenterol. 2008;14:666-674. DOI 10.3748/wjg.14.666.Kovner A.V., Potapova O.V., Shkurupy V.A., Shestopalov A.M. Morphofunctional characteristics of pulmonary surfactant system and Its effect on immune cells in Influenza A (H1N1) Pathogenesis. Open J. Pathol. 2016;06(I(01)):1-7. DOI 10.4236/ojpathology.2016.61001.Kovner A.V., Potapova O.V., Shkurupy V.A., Shestopalov A.M. Morphofunctional characteristics of pulmonary surfactant system and Its effect on immune cells in Influenza A (H1N1) Pathogenesis. Open J. Pathol. 2016;06(I(01)):1-7. DOI 10.4236/ojpathology.2016.61001.L’vova M.N., Duzhak T.G., Tsentalovich Iu.P., Katokhin A.V., Mordvinov V.A. Secretome of the adult liver fluke Opisthorchis felineus. Parazitologiya = Parasitology. 2014;48(3):169-184. (in Russian)L’vova M.N., Duzhak T.G., Tsentalovich Iu.P., Katokhin A.V., Mordvinov V.A. Secretome of the adult liver fluke Opisthorchis felineus. Parazitologiya = Parasitology. 2014;48(3):169-184. (in Russian)Maksimova G.A., Pakharukova M.Y., Kashina E.V., Zhukova N.A., Kovner A.V., Lvova M.N., Katokhin A.V., Tolstikova T.G., Sripa B., Mordvinov V.A. Effect of Opisthorchis felineus infection and dimethylnitrosamine administration on the induction of cholangiocarcinoma in Syrian hamsters. Parasitol. Int. 2015. Oct. 6. pii: S13835769(15)00166-X. DOI 10.1016/j.parint.2015.10.002.Maksimova G.A., Pakharukova M.Y., Kashina E.V., Zhukova N.A., Kovner A.V., Lvova M.N., Katokhin A.V., Tolstikova T.G., Sripa B., Mordvinov V.A. Effect of Opisthorchis felineus infection and dimethylnitrosamine administration on the induction of cholangiocarcinoma in Syrian hamsters. Parasitol. Int. 2015. Oct. 6. pii: S13835769(15)00166-X. DOI 10.1016/j.parint.2015.10.002.Ogorodova L.M., Fedorova O.S., Sripa B., Mordvinov V.A., Katokhin A.V., Keiser J., Odermatt P., Brindley P.J., Mayboroda O.A., Velavan T.P., Freidin M.B., Sazonov A.E., Saltykova I.V., Pakharukova M.Y., Kovshirina Y.V., Kaloulis K., Krylova O.Y., Yazdanbakhsh M. Opisthorchiasis: an overlooked danger. PLoS Negl. Trop. Dis. 2015. 9:e0003563. DOI 10.1371/journal.pntd.0003563.Ogorodova L.M., Fedorova O.S., Sripa B., Mordvinov V.A., Katokhin A.V., Keiser J., Odermatt P., Brindley P.J., Mayboroda O.A., Velavan T.P., Freidin M.B., Sazonov A.E., Saltykova I.V., Pakharukova M.Y., Kovshirina Y.V., Kaloulis K., Krylova O.Y., Yazdanbakhsh M. Opisthorchiasis: an overlooked danger. PLoS Negl. Trop. Dis. 2015. 9:e0003563. DOI 10.1371/journal.pntd.0003563.Pakharukova M.Y., Mordvinov V.A. The liver fluke Opisthorchis felineus: biology, epidemiology, and carcinogenic potential. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2016;110:28-36. DOI 10.1093/trstmh/trv085.Pakharukova M.Y., Mordvinov V.A. The liver fluke Opisthorchis felineus: biology, epidemiology, and carcinogenic potential. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2016;110:28-36. DOI 10.1093/trstmh/trv085.Pakharukova M.Y., Shilov A.G., Pirozhkova D.S., Katokhin A.V., Mordvinov V.A. The first comprehensive study of praziquantel effects in vivo and in vitro on European liver fluke Opisthorchis felineus (Trematoda). Int. J. Antimicrob. Agents. 2015;46(1):94-100. DOI 10.1016/j.ijantimicag.2015.02.012.Pakharukova M.Y., Shilov A.G., Pirozhkova D.S., Katokhin A.V., Mordvinov V.A. The first comprehensive study of praziquantel effects in vivo and in vitro on European liver fluke Opisthorchis felineus (Trematoda). Int. J. Antimicrob. Agents. 2015;46(1):94-100. DOI 10.1016/j.ijantimicag.2015.02.012.Petrenko V.A., Pakharukova M.Y., Kovner A.V., Lvova M.N., Lyakhovich V.V., Mordvinov V.A. Mechanisms of thioredoxin peroxidase secretion by the liver fluke Opisthorchis felineus in the animal model of opisthorchiasis. Byull. eksperim. biol. i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016;12:743-747. (in Russian)Petrenko V.A., Pakharukova M.Y., Kovner A.V., Lvova M.N., Lyakhovich V.V., Mordvinov V.A. Mechanisms of thioredoxin peroxidase secretion by the liver fluke Opisthorchis felineus in the animal model of opisthorchiasis. Byull. eksperim. biol. i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016;12:743-747. (in Russian)Razumov I.A., Pomaznoy M.Y., Belavin P.A., Ponomareva E.P., Mordvinov V.A. Cloning of 28 kDa glutathione-S-transferase of the trematode Opisthorchis felineus and estimation of the antigenic properties of the recombinant protein. Parazitologiya = Parasitology. 2016;50(1):82-91. (in Russian)Razumov I.A., Pomaznoy M.Y., Belavin P.A., Ponomareva E.P., Mordvinov V.A. Cloning of 28 kDa glutathione-S-transferase of the trematode Opisthorchis felineus and estimation of the antigenic properties of the recombinant protein. Parazitologiya = Parasitology. 2016;50(1):82-91. (in Russian)Sripa B., Brindley P.J., Mulvenna J., Laha T., Smout M.J., Mairiang E., Bethony J.M., Loukas A. The tumorigenic liver fluke Opisthorchis viverrini multiple pathways to cancer. Trends Parasitol. 2012; 28(10):395-407. DOI 10.1016/j.pt.2012.07.006.Sripa B., Brindley P.J., Mulvenna J., Laha T., Smout M.J., Mairiang E., Bethony J.M., Loukas A. The tumorigenic liver fluke Opisthorchis viverrini multiple pathways to cancer. Trends Parasitol. 2012; 28(10):395-407. DOI 10.1016/j.pt.2012.07.006.Sripa B., Kaewkes S., Sithithaworn P., Mairiang E., Laha T., Smout M., Regional C.M. Liver fluke induces cholangiocarcinoma. PLoS Med. 2007;4(7):e201.Sripa B., Kaewkes S., Sithithaworn P., Mairiang E., Laha T., Smout M., Regional C.M. Liver fluke induces cholangiocarcinoma. PLoS Med. 2007;4(7):e201.Suttiprapa S., Loukas A., Laha T., Wongkham S., Kaewkes S., Gaze S., Brindley P.J., Sripa B. Characterization of the antioxidant enzyme, thioredoxin peroxidase, from the carcinogenic human liver fluke, Opisthorchis viverrini. Mol. Biochem. Parasitol. 2008;160:116-122. DOI 10.1016/j.molbiopara.2008.04.010.Suttiprapa S., Loukas A., Laha T., Wongkham S., Kaewkes S., Gaze S., Brindley P.J., Sripa B. Characterization of the antioxidant enzyme, thioredoxin peroxidase, from the carcinogenic human liver fluke, Opisthorchis viverrini. Mol. Biochem. Parasitol. 2008;160:116-122. DOI 10.1016/j.molbiopara.2008.04.010.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.