Serotonin and adrenaline as inhibitors of neutrophil extracellular traps formation (experimental study)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Regulation of the NETosis can provoke cancer, inflammatory and autoimmune diseases and become a basis for effective targeted therapy. The aim: to study the modifying effects of serotonin and adrenaline on NETosis during phagocytosis in rats. Materials and methods. Wistar rats were divided into control (solvent, 0.9% NaCl solution) and experimental (serotonin and adrenaline 1.43 and 0.143 mg/kg body weight, respectively) groups. Intraperitoneal injection of test substances was carried out 90 minutes before blood sampling, in which phagocytic activity (PhA), phagocytic index (PhI) and degree of suicidal neutrophil NETosis were determined: with total and partial chromatin decondensation (TCD, PCD, accordingly). A paired Student’s t test was used to compare groups with numerical values and McNemar’s test (for dichotomous variables). Pearson’s linear correlation coefficient (rxy) was assessed to measure a linear relationship between time points. Results. The administration of adrenaline contributed to NETosis inhibition by 41.5% compared to control group (p < 0.001), serotonin — by 27.6% (p < 0.001). The ratio of neutrophils with total and partial chromatin decondensation for control group was 1.0:0.9; for serotonin and adrenaline it changed to 1.0:1.7 and 1.0:1.4, respectively. Relative to control group, phagocytic index after serotonin administration increased by 4.9%, in case of adrenaline, on the contrary, it decreased by 12.4% (p < 0.01). A high positive correlation was revealed between NETosis and phagocytic index for control group and experimental group with adrenaline: rxy = 0.823–0.997. For phagocytic index and NETosis in these groups there was a high negative (rxy = –0.714–(–0.871)) and a noticeable positive correlation for serotonin (rxy = 0.638). Conclusion. Serotonin and adrenaline in therapeutic dosages have a pronounced inhibitory effect on NETosis, which may pave the avenue for increasing the effectiveness of therapy for immunoinflammatory and oncological diseases. The use of serotonin is preferable because it has additional immunomodulatory effects and cause no direct stimulation of α- and β-adrenergic receptors.

About the authors

Sergey V. Skupnevskiy

Institute of Biomedical Investigations — the Affiliate of Vladikavkaz Scientific Centre of RAS

Author for correspondence.
Email: dreammas@yandex.ru

DSc (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Subcellular Structures, Department of Molecular and Cellular Mechanisms of Autoimmune Diseases

Russian Federation, RNO-Alania, Vladikavkaz

R. V. Saveljev

Institute of Biomedical Investigations — the Affiliate of Vladikavkaz Scientific Centre of RAS

Email: dreammas@yandex.ru

Senior Laboratory Assistant, Laboratory of Subcellular Structures, Department of Molecular and Cellular Mechanisms of Autoimmune Diseases

Russian Federation, RNO-Alania, Vladikavkaz

References

  1. Бедина С.А., Мозговая Е.Э., Трофименко А.С., Мамус М.А., Спицина С.С., Зборовская И.А. Внеклеточные ловушки нейтрофилов: динамика образования, ассоциированная с переходом от ремиссии к активному ревматоидному артриту // Сибирское медицинское обозрение. 2022. № 6. С. 86–92. [Bedina S.A., Mozgovaya E.E., Trofimenko A.S., Mamus M.A., Spitsyna S.S., Zborovskaya I.A. Neutrophil extracellular traps: formation dynamics associated with the transition from remission to active rheumatoid arthritis. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie = Siberian Medical Review, 2022, no. 6, pp. 86–92. (In Russ.)] doi: 10.20333/25000136-2022-6-86-92
  2. Волков Д.В., Тец Г.В., Рубцов Ю.П., Степанов А.В., Габибов А.Г. Внеклеточные ловушки нейтрофилов (NET): перспективы таргетной терапии // Acta Naturae. 2021. № 3. С. 15–23. [Volkov D.V., Tets G.V., Rubtsov Yu.P., Stepanov A.V., Gabibov A.G. Extracellular neutrophil traps (NET): prospects for targeted therapy. Acta Naturae, 2021, no. 3, pp. 15–23. (In Russ.)]
  3. Воробьева Н.В. Нейтрофильные внеклеточные ловушки: новые аспекты // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2020. Т. 75, № 4. С. 210–225. [Vorob’eva N.V. Neutrophil extracellular traps: new aspects. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya = Herald of Moscow University. Series 16. Biology, 2020, vol. 75, no. 4, pp. 210–225. (In Russ.)]
  4. Долгушин И.И., Мезенцева Е.А. Нейтрофильные внеклеточные ловушки в борьбе с биопленкообразующими микроорганизмами: охотники или добыча? // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020. Т. 97, № 5. C. 468–481. [Dolgushin I.I., Mezentseva E.A. Neutrophil extracellular traps in the fight against biofilm-forming microorganisms: hunters or prey? Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2020, vol. 97, no. 5, pp. 468–481. (In Russ.)] doi: 10.36233/0372-9311-2020-97-5-9
  5. Кривохижина Л.В., Осиков М.В. Современные представления о регуляции неспецифической защиты в организме // Человек. Спорт. Медицина. 2005. Т. 1, № 4 (44). С. 88–94. [Krivokhizhina L.V., Osikov M.V. Modern ideas about the regulation of nonspecific protection in the body. Chelovek. Sport. Meditsina = Human. Sport. Medicine, 2005, vol. 1, no. 4 (44), pp. 88–94. (In Russ.)]
  6. Павлов О.В., Чепанов С.В., Селютин А.В., Сельков С.А. Тромбоцитарно-лейкоцитарные взаимодействия: иммунорегуляторная роль и патофизиологическое значение // Медицинская иммунология, 2022. Т. 24, № 5. С. 871–888. [Pavlov O.V., Chepanov S.V., Selutin A.V., Selkov S.A. Platelet-leukocyte interactions: immunoregulatory role and pathophysiological relevance. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2022, vol. 24, no. 5, pp. 871–888. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-PLI-2511
  7. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая / Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К, 2012. 944 с. [Guidelines for Conducting Preclinical Trials of Medicines. Part one / Ed. by A.N. Mironov. Moscow: Grif and K, 2012. 944 p. (In Russ.)]
  8. Herr N., Bode C., Duerschmied D. The effects of serotonin in immune cells. Front. Cardiovasc. Med., 2017, no. 4: 48. doi: 10.3389/fcvm.2017.00048
  9. Rai G. NETosis: Immunity, pathogenesis and therapeutics drug development. Academic Press, 2019. 200 p.
  10. Van A.K., Maegdefessel L., Soehnlein O. Therapeutic targeting of neutrophil extracellular traps in atherogenic inflammation. Thromb. Haemost., 2019, vol. 119, no. 4, pp. 542–552. doi: 10.1055/s-0039-1678664

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Skupnevskiy S.V., Saveljev R.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».