Immunophenotypical aspects of lung and spleen macrophages derived animals with the model of alloxan diabetes (type I) and their correction by sodium aminodigydrophtalazindione in vitro

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Macrophages are found in all tissues and organs and display functional plasticity, which is necessary to maintain homeostasis, tissue regeneration and immunity. The macrophage phenotype is determined by microenvironment signals. Macrophages are traditionally classified into subsets- such as classically (M1) or alternatively (M2) activated macrophages. In the pathogenesis of diabetes mellitus (T1DM), M1 macrophages contribute to damage to the islets of Langerhans, loss of β-cells, causing autophagy, which can result in development of persistent infection increasing the risk of death from influenza or pneumonia in patients with type 1 diabetes. Therefore, it seems Important to study functional response of resident macrophages in organs and tissues not targeted in development of diabetes mellitus, as well as in response to ADPH stimulation that showed modulatory effect on immunocompetent cells.
In this study morphological and functional characteristics of macrophage cell cultures obtained from different sites in intact animal (IA) and modeled type 1 diabetes mellitus (DM1) were investigated. For this, we examined macrophage cell cultures isolated from rat liver and peritoneal cavity to be stimulated in vitro for 24 and 72 hours with a sodium aminodigydrophtalazindione. Cells, nucleus, cytoplasm area were measured and nuclear cytoplasmic ratio (NCR) were calculated. The phenotype was determined by surface expression of CD163 (M2-macrophages) and CD80 (M1-macrophages) receptors. Macrophage cytokine activity was determined by measuring IL-1α, IL-10 и TNFα level. ADPH effects on animal macrophages with DM1 after 24 h of exposure also led to a changedmorphometric parameters (decreased size of the nucleus and cells of the spleen macrophages, increased size of the nucleus of the alveolar macrophages, increased NCR in spleen macrophages) and production activity of the cells (increased levels of IL-1α and TNF α in almost all cell populations). After 72 h of cultivation, the levels of IL-1α and TNFα decreased in alveolar macrophages, splenic macrophages, whereas TNFα level was decreased, but IL-1α asmount was increased. The expression of surface cell markers for M1 and M2 phenotypes was also affected by ADPH so that CD163 expression was increased in stimulated alveolar macrophages isolated from animals with type 1 diabetes.

About the authors

V. A. Pozdina

Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Ural Research Institute of Phthisiopulmonology, Branch of National Medical Research Center for Phthisiopulmonology and Infectious Diseases

Author for correspondence.
Email: varvara.pozdina@gmail.com

Pozdina Varvara A. - Junior Research Associate, Laboratory of Morphology and Biochemistry; Junior Research Associate, Scientific Department of Microbiology and Preclinical Research

620049, Yekaterinburg, Pervomayskaya str., 106

Phone: 7 (343) 374-00-70

Russian Federation

I. G. Danilova

Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Biology), Head, Laboratory of Morphology and Biochemistry

Yekaterinburg

Russian Federation

M. T. Abidov

Institute of Immunology and Preventive Medicine

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Employee

Ljubljana

Slovenia

References

  1. Данилова И.Г., Гетте И.Ф., Булавинцева Т.С. Способ моделирования аллоксанового диабета. Патент России № 2534411, 2014. Бюл. № 33. С.1-7. [Danilova I.G., Gette I.F., Bulavintseva T.S. Method for simulating alloxan diabetes. Russian Patent No. 2534411, 2014, Bull. No. 33, pp. 1-7.]
  2. Данилова И.Г., Емельянов В.В., Гетте И.Ф., Медведева С.Ю., Булавинцева Т.С., Черешнева М.В., Сидорова Л.П., Черешнев В.А. Соколова К.В. Цитокиновая регуляция регенераторных процессов в поджелудочной железе при аллоксановом сахарном диабете у крыс и его коррекции соединением ряда 1, 3, 4-тиадиазина и липоевой кислотой // Медицинская иммунология, 2018. Т. 20, № 1. С. 35-44. [Danilova I.G., Emelianov V.V., Gette I.F., Medvedeva S.Y., Bulavintseva T.S., Chereshneva M.V., Sidorova L.P., Chereshnev V.A., Sokolova K.V. Cytokine regulation of regenerative processes in pancreatic gland in alloxan-diabetic rats, and it correction by 1, 3, 4-thiadiazine composition and lipoic acid. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2018, Vol. 20, no. 1, pp. 35-44. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2018-1-35-44.
  3. Danilova I.G., Bulavintceva T.S., Gette I.F., Medvedeva S.Y. Partial recovery from alloxan-induced diabetes by sodium phthalhydrazide in rats. Biomed. Pharmacother., 2017, Vol. 95, pp. 103-110.
  4. Danilova I.G., Shafigullina Z.A., Gette I.F., Sencov V.G., Medvedeva S.Y., Abidov M.T. Accelerated liver recovery after acute CCl4 poisoning in rats treated with sodium phthalhydrazide. Int. Immunopharmacol., 2020, Vol. 80, pp. 106-124.
  5. Ginhoux F., Schultze J.L., Murray P.J., Ochando J., Biswas S.K. New insights into the multidimensional concept of macrophage ontogeny, activation and function. Nat. Immunol., 2016, Vol. 17, pp. 34-40.
  6. Guillermo A. D., Albert D. Macrophage cytokines: involvement in immunity and infectious diseases. Front. Immunol., 2014, Vol. 5, pp. 1-12.
  7. Kristiansen M., Graversen J.H., Jacobsen C., Sonne O., Hoffman H.J., Law S.K., Moestrup S.K. Identification of the haemoglobin scavenger receptor. Nature, 2001, Vol. 409, pp. 198-201.
  8. Murray P.J., Wynn T.A. Protective and pathogenic functions of macrophage subsets. Nat. Rev. Immunol., 2011, Vol. 11, pp. 723-737.
  9. Ogawa K., Tsurutani M., Hashimoto A. et al. Simple propagation method for resident macrophages by coculture and subculture, and their isolation from various organs. BMC Immunol., 2019, Vol. 20, p. 34. doi: 10.1186/s12865-019-0314-z.
  10. Peach R.J., Bajorath J., Naemura J., Leytze G., Greene J., Aruffo A., Linsley P.S. Both extracellular immunoglobin-like domains of CD80 contain residues critical for binding T cell surface receptors CTLA-4 and CD28. J. Biol. Chem., 1995, Vol. 270, pp. 21181-21187.
  11. Song J.A., Yang H.S., Lee J., et al. Standardization of bronchoalveolar lavage method based on suction frequency number and lavage fraction number using rats. Toxicol Res., 2010, Vol. 26, no. 3, pp. 203-208.
  12. Sunahara K.K.S., Nunes F.P.B., Baptista M.A.P., Strell C., Westerberg L.S., Martins J.O. Insulin influences autophagy response distinctively in macrophages of different compartments. Cell. Physiol. Biochem., 2014, Vol. 34, no. 6, pp. 2017-2026.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Pozdina V.A., Danilova I.G., Abidov M.T.

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».