Cytokine system in the patients with type 2 diabetes mellitus non-infected with SARS-CoV-2

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Diabetes mellitus (DM) is a common chronic non-communicable disease, being the most significant comorbidity in SARS-CoV-2 viral infection. The proportion of DM patients among those with COVID-19 is up to 25.0% in the Russian Federation. In presence of DM, clinical course of COVID-19 is characterized by greater severity and persistence of pulmonary damage, an increased need for immunosuppressive, glucocorticoid and combined antiviral therapy in COVID-19 patients, and with prolonged rehabilitation period. Pathogenetic effects of DM on severe course of the SARS-CoV-2 viral infection are being actively studied. The following factors were considered, e.g., negative impact of hyperglycemia on the course of infection; direct cytotoxic and indirect damage to pancreatic β-cells with further activation of pro-inflammatory mechanisms; cumulation and progression of generalized inflammation common to DM and COVID-19 including impaired production of cytokines; influence of SARS-CoV-2 virus on the renin-angiotensin-aldosterone system causing inhibition of insulin secretion and increased insulin resistance. Chronic inflammation and impaired immune response may be among the main mechanisms of association between type 2 DM (T2DM) and COVID-19. It is important to identify systemic inflammatory disorders in patients with type 2 diabetes, which may be associated with greater disease severity, being of negative prognostic value. The aim of the present work was to investigate concentrations of some serum cytokines in the patients with type 2 diabetes not infected with SARS-CoV-2.

The study included 20 patients with type 2 diabetes; the control group consisted of 11 clinically healthy volunteers. The serum concentration of 13 cytokines was assessed by multiplex analysis on a MAGPIX-100 immunoanalyzer using a Merck multiplex analysis kit (Germany), in accordance with the manufacturer’s instructions.

Increased serum concentrations in T2DM patients were found, as compared with the control group for some key pro-inflammatory cytokines: CX3CL1, TNFα, IFNγ, IL-8, IL-17A, MIP-1α, and MIP-1β. We have also revealed a decrease in serum concentrations of IL-4. Serum immunoregulatory cytokines in the T2DM were found to be changed in different directions: a decrease in IL-5, along with increase of IL-12p70 and IL- 17, whereas the serum contents of IL-2, IL-13 did not change.

A comprehensive analysis of serum cytokine concentrations may increase clinical significance of assessing serum cytokine concentrations as prognostic and diagnostic markers, as well as therapeutic targets in type 2 DM, like as in SARS-CoV-2 infection.

About the authors

K. S. Savchuk

Center for Obstetrics and Gynecology No. 1

Author for correspondence.
Email: ksenyasavchuk@gmail.com

Clinical Endocrinologist

Russian Federation, Chelyabinsk

A. S. Simbirtsev

Pasteur Institute of Epidemiology and Microbiology

Email: ksenyasavchuk@gmail.com

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Laboratory of Medical Biotechnology

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., Викулова О.К., Галстян Г.Р., Кураева Т.Л., Петеркова В.А., Смирнова О.М., Старостина Е.Г., Суркова Е.В., Сухарева О.Ю., Токмакова А.Ю., Шамхалова М.Ш., Ярек-Мартынова И.Р., Артемова Е.В., Бешлиева Д.Д., Бондаренко О.Н., Волеводз Н.Н., Григорян О.Р., Гомова И.С., Джемилова З.Н., Есаян Р.М., Ибрагимова Л.И., Калашников В.Ю., Кононенко И.В., Лаптев Д.Н., Липатов Д.В., Мотовилин О.Г., Никонова Т.В., Роживанов Р.В., Шестакова Е.А. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. Под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. 9-й выпуск // Сахарный диабет, 2019. Т. 22, № 1S1. С. 1-144. [Dedov I.I., Shestakova M.V., Mayorov A.Y., Vikulova O.K., Galstyan G.R., Kuraeva T.L., Peterkova V.A., Smirnova O.M., Starostina E.G., Surkova E.V., Sukhareva O.Y., Tokmakova A.Y., Shamkhalova M.S., Jarek-Martynova I.R., Artemova E.V., Beshlieva D.D., Bondarenko O.N., Volevodz N.N., Grigoryan O.R., Gomova I.S., Dzhemilova Z.N., Esayan R.M., Ibragimova L.I., Kalashnikov V.Y., Kononenko I.V., Laptev D.N., Lipatov D.V., Motovilin O.G., Nikonova T.V., Rozhivanov R.V., Shestakova E.A. Standards of specialized diabetes care. Edited by Dedov I.I., Shestakova M.V., Mayorov A.Yu. 9th edition. Sakharnyy diabet = Diabetes Mellitus, 2019, Vol. 22, no. 1S1, pp. 1-144. (In Russ.)]
  2. Abdel-Moneim A., Bakery H.H., Allam G. The potential pathogenic role of IL-17/Th17 cells in both type 1 and type 2 diabetes mellitus. Biomed. Pharmacother., 2018, Vol. 101, pp. 287-292.
  3. Pan X., Kaminga A.C., Wen S.W., Liu A. Chemokines in prediabetes and type 2 diabetes: A meta-analysis. Front. Immunol., 2021, Vol. 12, 622438. doi: 10.3389/fimmu.2021.622438.
  4. Pirola L., Ferraz J.C., World J. Role of pro- and anti-inflammatory phenomena in the physiopathology of type 2 diabetes and obesity. Biol. Chem., 2017, Vol. 8, no. 2, pp. 120-128.
  5. Schinzari F., Tesauro M., Campia U., Cardillo C. Vascul Pharmacol. Increased fractalkine and vascular dysfunction in obesity and in type 2 diabetes. Effects of oral antidiabetic treatment. Vascul. Pharmacol., 2020, Vol. 128-129, 106676. doi: 10.1016/j.vph.2020.106676.
  6. Ye J., Wang Y., Wang Z., Liu L., Yang Z., Wang M., Xu Y., Ye D., Zhang J., Lin Y., Ji Q., Wan J. Roles and mechanisms of interleukin-12 family members in cardiovascular diseases: opportunities and challenges. Front. Pharmacol., 2020, Vol. 11, 129. doi: 10.3389/fphar.2020.00129.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Savchuk K.S., Simbirtsev A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».