Regulation of anti-cytokine activity of bacterial isolates in post-surgical complications by synthetic peptide ZP2

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The ZP2 peptide is a synthetic analogue of active center in granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF). It exerts a wide range of immunobiological effects, including antibacterial activity. However, its effect (at sub-inhibitory concentrations) on the biology of Gram-negative bacteria remains poorly understood. The aim of this study was to compare the effect of the synthetic peptide ZP2 on the anti-cytokine activity (ACA) of Gram-negative bacteria isolated during infectious complications post-surgery. The study included 42 clinical isolates of Gram-negative bacteria of various species (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Citrobacter braakii, C. freundii, Stenotrophamonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa, P. putida) obtained from patients with post-surgical complications. The microorganisms were grown in meat-peptone broth (BCH) with synthetic peptide ZP2 at 37°C for 24 hours. ACA against IL-4, IL-8, IL-1Rа and TNFα was determined by enzyme immunoassay (ELISA). To evaluate ACA, the proportion of cytokine inactivation in the experiment relative to controls was calculated and expressed as pg/ml. The in vitro experiments were conducted to assess the ability to inactivate some pro- and anti-inflammatory cytokines (IL-4, IL-8, IL-1Rа, TNFα) by different bacterial isolates, thus demonstrating a genus/species dependence of these effects. It was shown that the synthetic ZP2 peptide was characterized by an inhibitory and indifferent effect on the ability of clinical strains of microorganisms to inactivate the studied pro- and anti-inflammatory cytokines. It has been established that ZP2 has a modifying potential that can change both incidence and grade of the ACA of Gram-negative bacteria isolates obtained at post-surgical complications. Gram-negative bacteria isolated during postoperative complications are capable of secreting compounds that inactivate cytokines IL-4, IL-8, IL-1Ra, TNFa. Synthetic peptide ZP2 at sub-inhibitory concentrations exerts a modifying effect on manifestations of anticytokine activity by the studied microorganisms. The revealed in vitro modifying effects of synthetic peptide ZP2 expand the range of its potential clinical applications.

About the authors

O. А. Pashinina

Orenburg Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: olga25mikro@mail.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Microbial Persistence and Symbiosis, Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis

Russian Federation, Orenburg

T. M. Pashkova

Orenburg Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: olga25mikro@mail.ru

PhD, MD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Microbial Persistence and Symbiosis, Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis

Russian Federation, Orenburg

V. A. Gritsenko

Orenburg Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: olga25mikro@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Researcher, Laboratory of Microbial Persistence and Symbiosis, Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Бухарин О.В., Перунова Н.Б., Чайникова И.Н., Иванова Е.В., Смолягин А.И. Антицитокиновая активность микроорганизмов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2011. № 4. С. 56-61. [Buharin O.V., Perunova N.B., Chajnikova I.N., Ivanova E.V., Smolyagin A.I. Anti-cytokine activity of microorganisms. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2011, no. 4, pp. 56-61. (In Russ.)]
  2. Гриценко В.А., Тяпаева Я.В., Добрынина М.А., Зурочка А.В. Сравнительный анализ бактерицидных свойств синтетического пептида активного центра ГМ-КСФ – ZP2 в отношении грамотрицательных бактерий разной таксономической принадлежности // Российский иммунологический журнал, 2021. Т.24, № 2. С. 221-228. [Gritsenko V.A., Tyapaeva Ya.V., Dobrynina M.A., Zurochka A.V. Comparative analysis of bactericidal properties of the synthetic peptide of the active center of GM-CSF – ZP2 in relation to gram-negative bacteria of different taxonomic affiliation. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2021, Vol. 24, no. 2, pp. 221-228. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1016-CAO.
  3. Зурочка А.В., Добрынина М.А., Зурочка В.А., Гриценко В.А. Чувствительность музейных и клинических штаммов энтеробактерий к синтетическому пептиду активного центра ГМ-КСФ – ZP2 // Российский иммунологический журнал, 2020. Т. 23, № 4. С. 403-410. [Zurochka A.V., Dobrynina M.A., Zurochka V.A., Gritsenko V.A. Sensitivity of museum and clinical strains of enterobacteria to the synthetic peptide of the active center of GM-CSF – ZP2. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2020, Vol. 23, no. 4, pp. 403-410. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-503-SOA.
  4. Зурочка А.В., Зурочка В.А., Добрынина М.А., Гриценко В.А. Иммунобиологические свойства гранулоцетарно-макрофагального колониестимулирующего фактора и синтетических пептидов его активного центра // Медицинская иммунология, 2021. Т.23, № 5. С. 1031-1054. [Zurochka A.V., Zurochka V.A., Dobrynina M.A., Gritsenko V.A. Immunobiological properties of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and synthetic peptides of its active center. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2021, Vol. 23, no. 5, pp. 1031-1054. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-IPO-2216.
  5. Зурочка А.В., Гриценко В.А., Зурочка В.А., Добрынина М.А., Черешнев В.А. Гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ) и его синтетические аналоги: иммунобиологические эффекты и клиническое применение. Екатеринбург: УрО РАН, 2021. 288 с. [Zurochka A.V., Gricenko V.A., Zurochka V.A., Dobrynina M.A., Chereshnev V.A. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and its synthetic analogues: immunobiological effects and clinical application]. Ekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2021. 288 p.
  6. Карташова О.Л., Пашкова Т.М., Пашинина О.А., Морозова Н.В. Антицитокиновая активность и способность к продукции цитокиноподобных веществ стафилококков, выделенных из секрета предстательной железы у мужчин с симптомами урогенитальной инфекции // Российский иммунологический журнал, 2021. Т. 24, № 2. С. 257-260. [Kartashova O.L., Pashkova T.M., Pashinina O.A., Morozova N.V. Anti-cytokine activity and ability to produce cytokine-like substances of staphylococci isolated from prostatic secretion in men with symptoms of urogenital infection. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2021, Vol. 24, no. 2, pp. 257-260. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-995-AAA.
  7. Кузьмин М.Д., Пашкова Т.М., Карташова О.Л., Пашинина О.А., Попова Л.П. Биологические свойства микроорганизмов, выделенных из мочи при мочекаменной болезни // Урология, 2018. № 4. С. 14-18. [Kuzmin M.D., Pashkova T.M., Kartashova O.L., Pashinina O.A., Popova L.P. Biological properties of microorganisms isolated from urine in urolithiasis. Urologiya = Urology, 2018, no. 4, pp. 14-18. (In Russ.)]
  8. Пашинина О.А., Пашкова Т.М., Карташова О.Л., Морозова Н.В. Антицитокиновая активность грибов рода Candida и их способность к продукции цитокиноподобных веществ // Российский иммунологический журнал, 2023. Т. 26, № 1. С. 57-62. [Pashinina O.A., Pashkova T.M., Kartashova O.L., Morozova N.V. Anti-cytokine activity of Candida fungi and their ability to produce cytokine-like substances. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2023, Vol. 26, no. 1, pp. 57-62. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1150-AAO.
  9. Пашинина О.А., Карташова О.Л., Пашкова Т.М., Гриценко В.А., Зурочка А.В. Влияние синтетического аналога активного центра ГМ-КСФ – пептида ZP2 на антицитокиновую активность грибов рода Candida и их способность к продукции цитокиноподобных веществ // Вестник Уральской медицинской академической науки, 2022. Т. 19, № 3. С. 263-272. [Pashinina O.A., Kartashova O.L., Pashkova T.M., Gricenko V.A., Zurochka A.V. The effect of a synthetic analogue of the active center of GM-CSF – peptide ZP2 on the anti-cytokine activity of Candida fungi and their ability to produce cytokine-like substances. Vestnik Uralskoy meditsinskoy akademicheskoy nauki = Bulletin of the Ural Medical Academic Science, 2022, Vol. 19, no. 3, pp. 263-272. ((In Russ.)]
  10. Пашинина О.А., Карташова О.Л., Пашкова Т.М., Гриценко В.А. Влияние синтетического аналога активного центра ГМ-КСФ – пептида ZP2 на антицитокиновую активность бактерий рода Enterococcus и их способность к продукции цитокиноподобных веществ // Российский иммунологический журнал, 2022. Т. 25, № 4. С. 477-484. [Pashinina O.A., Kartashova O.L., Pashkova T.M., Gricenko V.A. The effect of a synthetic analogue of the active center of GM-CSF – peptide ZP2 on the anti-cytokine activity of bacteria of the genus Enterococcus and their ability to produce cytokine-like substances. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2022, Vol. 25, no. 4, pp. 477-484. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1162-IOZ.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. The effect of peptide ZP2 on the anticytokine activity of clinical isolates Note. *, p < 0.01.

Download (343KB)

Copyright (c) 2025 Pashinina O.А., Pashkova T.M., Gritsenko V.A.

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».