Expression of pro-inflammatory cytokines (IL-18, IL-33) at the level of the mucous membrane, the entry point of infection, in persons who have experienced COVID-19 disease

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The mucous membrane of the upper respiratory tract is the entrance gate for a large number of infections, including the SARS-CoV-2 virus. That is why the main task of the immune system of the mucous membranes of the entrance gate of infection is to maintain respiratory function. High production of proinflammatory cytokines, which play a key role in the development of severe COVID-19 infection, leads to detrimental consequences for all body systems. Their long-term influence can not only aggravate chronic pathologies, but also significantly increase the recovery period, leading to a decrease in the quality of life of patients. Therefore, the purpose of this work is to study the expression of IL-18 and IL-33 genes at the level of the mucous membranes of the upper respiratory tract in patients who have had COVID-19 disease. Materials and methods. The present study involved patients who had moderate or severe COVID-19. The control group consisted of relatively healthy individuals. The expression levels of IL-18 and IL-33 were detected using RT-PCR. Results. During the entire period of rehabilitation after suffering from COVID-19, patients showed a tendency to increase the level of IL-18 expression at the level of the mucous membranes of the nasopharynx and oropharynx. The level of IL-33 production was also increased, but varied depending on the location and period of sample collection. Conclusion. This increase in the level of IL-18 during the rehabilitation period of patients after COVID-19 may be explained by the fact that the virus, by activating glia through olfactory receptor neurons, triggers a powerful immune response and promotes the production of a large number of pro-inflammatory cytokines. On the contrary, overexpression of IL-33 in the late stages of rehabilitation is most likely associated with its ability to restore barrier tissues of the mucous membranes of the upper respiratory tract. Thus, we can conclude that the virus promotes excessive production of pro-inflammatory cytokines, the amount of which increases maximally at the 6th month of rehabilitation after suffering from COVID-19.

About the authors

Nadezhda D. Rasskazova

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: neonovita@mail.ru

Junior Researcher, Laboratory of Molecular Immunology

Russian Federation, 105064, Moscow, Maly Kazenny lane, 5a

N. D. Abramova

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: neonovita@mail.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology

Russian Federation, 105064, Moscow, Maly Kazenny lane, 5a

T. D. Soshchenko

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: neonovita@mail.ru

Research Laboratory Assistant, Laboratory of Molecular Immunology, 6th year Student at the International School “Medicine of the Future”, Department of Biological Chemistry

Russian Federation, 105064, Moscow, Maly Kazenny lane, 5a; Moscow

N. O. Kalyuzhnaya

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: neonovita@mail.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology

Russian Federation, 105064, Moscow, Maly Kazenny lane, 5a

E. A. Meremianina

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: neonovita@mail.ru

PhD (Medicine), Researcher, Laboratory of Molecular Immunology, Senior Lecturer, Department of Virology

Russian Federation, 105064, Moscow, Maly Kazenny lane, 5a; Moscow

M. N. Shatokhin

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: neonovita@mail.ru
Russian Federation, Moscow

T. A. Zaitseva

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: neonovita@mail.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Vorobiev Department of Microbiology, Virology and Immunology, Erisman Institute of Public Health

Russian Federation, Moscow

References

  1. Свитич О.А., Филина А.Б., Давыдова Н.В., Ганковская Л.В, Зверев В.В. Роль факторов врожденного иммунитета в процессе опухолеобразования // Медицинская иммунология. 2018. Т. 20, № 2. С. 151–162. [Svitich O.A., Filina A.B., Davydova N.V., Gankovskaya L.V., Zverev V.V. The role of innate immune factors in the process of tumor formation. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2018, vol. 20, no. 2, pp. 151–162. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-2018-2-151-162
  2. Хашукоева А.З., Свитич О.А., Маркова Э.А., Отдельнова О.Б., Хлынова С.А., Фотодинамическая терапия — противовирусная терапия? История вопроса. Перспективы применения // Лазерная медицина. 2012. Т. 16, № 2. C. 63–67. [Hashukoeva A.Z., Svitich O.A., Markova E.A., Otdel’nova O.B., Hlynova S.A. Photodynamic therapy — antiviral therapy? History of the issue. Prospects for use. Lazernaya meditsina = Laser Medicine, 2012, vol. 16, no. 2, pp. 63–67. (In Russ.)]
  3. Alboni S., Cervia D., Sugama S., Conti B. Interleukin 18 in the CNS. J. Neuroinflammation, 2010, vol. 7: 9.
  4. Bartee E., McFadden G. Cytokine synergy: an underappreciated contributor to innate anti-viral immunity. Cytokine, 2013, vol. 63, no. 3, pp. 237–240.
  5. Fathi F., Sami R., Mozafarpoor S., Hafezi H., Motedayyen H., Arefnezhad R., Eskandari N. Immune system changes during COVID-19 recovery play key role in determining disease severity. Int. J. Immunopathol. Pharmacol., 2020, vol. 34: 2058738420966497.
  6. Gao Y., Cai L., Li L., Zhang Y., Li J., Luo C., Wang Y., Tao L. Emerging Effects of IL-33 on COVID-19. Int. J. Mol. Sci., 2022, vol. 23, no 21: 13656.
  7. Gaurav R., Poole J.A. Interleukin (IL)-33 Immunobiology in Asthma and Airway Inflammatory Diseases. J. Asthma, 2022, vol. 59, no 12, pp. 2530–2538.
  8. Gea-Mallorquí E. IL-18-dependent MAIT cell activation in COVID-19. Nat. Rev. Immunol., 2020, vol. 20, no 12: 719.
  9. Schooling C.M., Li M., Au Yeung S.L. Interleukin-18 and COVID-19. Epidemiol. Infect., 2021, vol. 150: e14.
  10. Schultheiß C., Willscher E., Paschold L., Gottschick C., Klee B., Bosurgi L., Dutzmann J., Sedding D., Frese T., Girndt M., Höll J.I., Gekle M., Mikolajczyk R., Binder M. Liquid biomarkers of macrophage dysregulation and circulating spike protein illustrate the biological heterogeneity in patients with post-acute sequelae of COVID-19. J. Med. Virol., 2023, vol. 95, no 1: e28364.
  11. Yasuda K., Nakanishi K., Tsutsui H. Interleukin-18 in Health and Disease. Int. J. Mol. Sci., 2019, vol. 20, no. 3: 649.
  12. Zizzo G., Cohen P.L. Imperfect storm: is interleukin-33 the Achilles heel of COVID-19? Lancet Rheumatol., 2020, vol. 2, no. 12, pp. e779–e790. doi: 10.1016/S2665-9913(20)30340-4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Expression of IL-18 at the level of mucous membranes at the entrance gates of infection in individuals who have had COVID-19 disease

Download (664KB)
3. Figure 2. Expression of IL-33 at the mucosal level at the entry gates of infection in individuals who have had COVID-19 disease

Download (700KB)

Copyright (c) 2024 Rasskazova N.D., Abramova N.D., Soshchenko T.D., Kalyuzhnaya N.O., Meremianina E.A., Shatokhin M.N., Zaitseva T.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».