Effect of tetrapeptide Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide on immunological and biochemical parameters of Wistar rats using passive smoking models

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Tetrapeptides, the homologues of adrenocorticotropic hormone fragment (15-18), play a special role among the bioregulators of the immune system. These compounds have cerebroprotective, neuroprotective and antioxidant properties. However, no available studies concerned the immunotropic properties of tetrapeptides in the models with exposure to xenobiotics, thus making such research quite relevant. Our study concerned the effects of tetrapeptide Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide (laboratory code KK1) on the immunological and biochemical parameters of 72 female Wistar rats exposed to passive smoking. The experimental animals were fumigated with tobacco smoke for 8 hours. Synthetic peptide KK1 was administered intranasally at a dose of 40 µg/kg/day five times a day for 10 days. Cotinine was detected only in blood serum of rats from experimental groups, thus confirming a contribution of this tetrapeptide to the trend for normalization of some immunological parameters in experimental animals subjected to passive tobacco smoking, expressed as an increase in thymus mass and the number of splenocytes, and a decrease in the circulating immune complexes compared to the parameters of smoking rats of the group. We revealed that passive tobacco smoking in rats was accompanied by a general tendency to accumulation of iron, lead and nickel in peripheral blood. There was a marked increase in the concentration of cadmium, lead and cobalt in rats of the experimental group compared with the content of these trace elements in the liver of smoking animals injected with tetrapeptide KK1. The revealed shifts in immunological indices may be based, firstly, on hepatotoxic effect of ecotoxicants, The lymphoid lineage is mostly affected thus causing hypoplasia of the central and peripheral immunity organs. An evident sign of such pathology is a decreased cellularity of hematopoietic and lymphoid organs found in the present study. Secondly, the tobacco smoke components with prooxidant action may disrupt cellular redox homeostasis, causing damage to cell membranes, resulting in necrosis or apoptosis, thus explaining the revealed decrease in the number of thymocytes, splenic karyocytes and a decrease in the weight of organs. Thus, our results suggest usage of experimental passive smoking in order to evaluate efficiency of the tetrapeptides. Administration of Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide peptide to the passively smoking rats is associated with tendency to normalize the mass of the thymus and spleen, the number of thymocytes and splenocytes, and a decrease in circulating immune complexes. Further studies are required to elucidate the effects of tetrapeptides upon the immune system.

About the authors

Natalia A. Kuzmicheva

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: natalie-vip@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-4144-1470

Senior Lecturer, Department of Pharmaceutical Chemistry

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

Irina V. Mikhailova

Orenburg State Medical University

Email: michaylova74@yandex.ru

PhD, MD (Biology), Associate Professor, Head, Pharmaceutical Chemistry Department

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

Julia V. Filippova

Orenburg State Medical University

Email: yuliaf78@mail.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Pharmaceutical Chemistry

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

Aleksandr Smolyagin

Orenburg State Medical University

Email: a.i.smolyagin@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

Natalia M. Livshic

Orenburg State Medical University

Email: probllab.orenburg@mail.ru

PhD (Medicine), Senior Laboratory Assistant, Immunological Laboratory

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

Igor V. Miroshnichenko

Orenburg State Medical University

Email: k_normphys@orgma.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Normal Physiology

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

References

  1. Agadzhanyan N.A., Skalny A.V., Detkov V.Y. Human elemental portrait: morbidity, demography and problem of nation health management // Ekologiya cheloveka (Human Ecology). - 2013. - Vol. 20. - N. 11. - P. 3-12.
  2. Volchegorsky I.A., Dolgushin I.I., Kolesnikov O.L. Experimental modeling and laboratory evaluation of adaptive reactions of the body. Chelyabinsk, 2000, 167 p.
  3. Deiko R.D., Shtrygol S.Yu., Kolobov A.A., Khodakovskiy O.A., Chereshniuk I.L. The influence of new neuroprotector acetyl-(d-lys)-lys-arg-arg-amide (КК-1) on neurodestruction and neuroapoptosis of rats in conditions of acute stroke. Vestnik Farmacii, 2016, no. 1, pp. 96-102.
  4. Deiko R.D., Shtrygol S.Yu., Kolobov A.A., Simbirtsev A.S. Cerebroprotective properties of the original peptides homologous to ACTH15-18 primary sequence (experimental study). Cytokines and Inflammation, 2015, no. 14, pp. 65-69.
  5. Kudina O.V., Shtrygol S.Yu., Kolobov A.A. Influence of oligopeptides - homologues of the ACTH fragment [15-18] on the parameters of carbohydrate metabolism under conditions of acute cold stress. Vestnik Farmacii, 2019, no. 1(83), pp. 64-70.
  6. Kudina O.V., Shtrygol S.Yu., Kolobov A.A., Laryanovskaya Yu.B. The influence of oligopeptides - the homologues of ACTH15-18 on the liver and adrenal glands in the rats on the model of acute immobilization stress. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy, 2017, Vol. 15, no. 4, pp. 30-37.
  7. Kudrin AV, Skal'nyi AV. Microelement in oncology. Part 2. Microelements and antitumor immunity. Mikroelementy v meditsine. 2001;(2):31-9.
  8. Mikhailova I.V., Stadnikov A.A., Pushkareva L.A., Isengulova A.A., Kuzmicheva N.A., Shirshov O.V., Tikhonov V.V., Miroshnichenko I.V. Estimation of physiological and morphological parameters in rats born from passivally smoked females. Message2. Russian Journal of Immunology. 2019;22(2-1):411-413.
  9. Tolkach P.G., Basharin V.A., Solovieva T.S., Slutskaya D.R. Comparative efficacy of neuropeptides KK1 and Semax for the treatment of lesions of the central nervous system after severe carbon monoxide poisoning. Vestnik Rossijskoj voenno-medicinskoj akademii, 2016, no. 2(54), pp. 131-137.
  10. Hawkins, C.L.; Davies, M.J. Detection, identification, and quantification of oxidative protein modifications. J. Biol. Chem. 2019, 294, 19683–19708.
  11. Ito, F.; Sono, Y.; Ito, T. Measurement and clinical significance of lipid peroxidation as a biomarker of oxidative stress: Oxidative stress in diabetes, atherosclerosis, and chronic inflammation. Antioxidants 2019,8, 72.
  12. Karaulov AV, Mikhaylova IV, Smolyagin AI, Boev VM, Kalogeraki A, Tsatsakis AM, Engin AB. The immunotoxicological pattern of subchronic and chronic benzene exposure in rats. Toxicol Lett. 2017 Jun 5;275:1-5.
  13. Yan, L.L.; Zaher, H.S. How do cells cope with RNA damage and its consequences? J. Biol. Chem.2019,294, 15158–15171.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Kuzmicheva N.A., Mikhailova I.V., Filippova J.V., Smolyagin A., Livshic N.M., Miroshnichenko I.V.

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».