zabmedvestnikЗабайкальский медицинский вестникTransbaikalian Medical Bulletin1998-6173Читинская государственная медицинская академия10.52485/19986173_2024_3_77zabmedvestnik-299Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHИЗМЕНЕНИЯ В МЕТАБОЛИЗМЕ ТРИПТОФАНА И КОНЦЕНТРАЦИИ ЦИТОКИНОВ В ТКАНИ СИНОВИАЛЬНОЙ ОБОЛОЧКИ СУСТАВА ПРИ РЕВМАТОИДНОМ АРТРИТЕCHANGES IN TRYPTOPHAN METABOLISM AND CYTOKINE CONCENTRATION IN SYNOVIAL JOINT TISSUE IN RHEUMATOID ARTHRITIShttps://orcid.org/0009-0002-4882-5776СтепановЕ. А.StepanovE. A.

Степанов Евгений Александрович – аспирант кафедры патологической физиологии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Author ID РИНЦ 1199763

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

eugen3-stepanov@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3926-3014БаясхалановаЦ. Б.BayaskhalanovaC. B.

Баясхаланова Цындыма Болотовна, ассистент кафедры гистологии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Researcher ID ADH-2478-2022; Author ID РИНЦ 923860

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

bayasxalanovac@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0724-0352ФефеловаЕ. В.FefelovaE. V.

Фефелова Елена Викторовна, д.м.н., доцент, профессор кафедры патофизиологии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Researcher ID G-1422-2017; Author ID РИНЦ 520408; Author ID Scopus 56612390300

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

fefelova.elena@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8593-6662СтепановА. В.StepanovA. V.

Степанов Александр Валентинович – д.м.н., профессор кафедры анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Researcher ID V-45622017; Author ID РИНЦ 575286; Author ID Scopus 57195034570

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

avstep@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8601-3499ТерешковП. П.TereshkovP. P.

Терешков Павел Петрович, к.м.н., заведующий лабораторией экспериментальной и клинической биохимии и иммунологии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Author ID РИНЦ 520402

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

tpp6915@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-4636-7288СтепановаМ. О.StepanovaM. O.

Степанова Мария Олеговна, ассистент кафедры патологической физиологии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Author ID РИНЦ 1239492

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

mariyanovikova1996@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0975-2351ЦыбиковН. Н.TsybikovN. N.

Цыбиков Намжил Нанзатович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой патофизиологии

672000, г. Чита, ул. Горького, 39а

Researcher ID ААА-8365-2020; Author ID РИНЦ 520407; Author ID Scopus 57202693187

39a Gorky Street, Chita, Russia, 672000

thybikov@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Читинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияChita State Medical AcademyRussian Federation202404122024037784Copyright © Степанов Е.А., Баясхаланова Ц.Б., Фефелова Е.В., Степанов А.В., Терешков П.П., Степанова М.О., Цыбиков Н.Н., 20242024Степанов Е.А., Баясхаланова Ц.Б., Фефелова Е.В., Степанов А.В., Терешков П.П., Степанова М.О., Цыбиков Н.Н.Stepanov E.A., Bayaskhalanova C.B., Fefelova E.V., Stepanov A.V., Tereshkov P.P., Stepanova M.O., Tsybikov N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zabmedvestnik.ru/jour/article/view/299Цель исследования

Цель исследования: выявить изменения метаболизма триптофана и цитокинов в ткани синовиальной оболочки сустава при ревматоидном артрите.

Материалы и методы исследования. Опыты были проведено на 40 крысах линии WISTAR. В начале исследования каждому животному экспериментальных групп была выполнена внутрибрюшинная инъекция раствора коллагена 2 типа (Chondrex, Inc., США) в неполном адъюванте Фрейнда. В тканях синовиальной оболочки коленного сустава определяли содержание триптофана, кинуренина, 3-гидроксикинуринина, L-5-гидротриптофана методом ВЭЖХ с флуориметрической и спектрофотометрической детекцией, и концентрацию цитокинов: IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18, TNFa. Их определяли с помощью наборов для мультиплексного анализа Rat Inflammation Panel V02 (Biolegend, США) на проточном цитофлуориметре Cytomics FC500 (Beckman Coulter, США). Статистический анализ проводили с помощью программы Jamovi версия 2.3.

Результаты

Результаты. Было установлено, что концентрация цитокинов: IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18 и TNFa была высокой в острый период развития ревматоидного артрита. При экспериментальном ревматоидном артрите повышается содержание метаболитов триптофана по кинурениновому пути и снижается концентрация метаболитов по серотониновому пути. Установлены прямые корреляционные связи IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18 и TNFa с содержанием метаболитов триптофана по кинурениновому и серотониновому пути.

The aim of the research

The aim of the research. To identify changes in tryptophan and cytokine metabolism in synovial joint tissue in rheumatoid arthritis.

Research materials and methods. The experiments were performed on 40 WISTAR rats. At the beginning of the study, each animal of the experimental groups received an intraperitoneal injection of collagen type 2 solution (Chondrex, Inc., USA) in Freund's incomplete adjuvant. The content of tryptophan, kynurenine, 3-hydroxykinurinine, L-5-hydrotryptophan by HPLC with fluorimetric and spectrophotometric detection, and the concentration of cytokines: IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18, TNFa were determined in the tissues of the synovial membrane of the knee joint. They were determined using Rat Inflammation Panel V02 multiplex assay kits (Biolegend, USA) on a Cytomics FC500 flow cytofluorimeter (Beckman Coulter, USA). Statistical analysis was performed using the Jamovi program version 2.3.

Results

Results. The concentration of cytokines: IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18, TNFa was found to be high during the acute development of rheumatoid arthritis. With experimental rheumatoid arthritis, the content of tryptophan metabolites along the kynurenine pathway increases and the concentration of metabolites along the serotonin pathway decreases. Direct positive correlations of IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18, TNFa with the content of tryptophan metabolites along the kynurenine pathway have been established.

Conclusions

Conclusions. Tryptophan metabolism and IL1b, IL6, IL10, IL17, IL18, and TNFa content are altered in rheumotoid arthritis.

ревматоидный артритметаболиты триптофанацитокиныrheumatoid arthritistryptophan metabolitescytokinesРабота выполнена при финансовой поддержке ФГБОУ ВО «Читинская государственная медицинская академия» Минздрава РФ в рамках утвержденного плана НИР.ReferencesDeane K.D. Rheumatoid arthritis: prediction of future clinically-apparent disease, and prevention. Curr Opin Rheumatol. 2024. 36 (3). 225–234. doi: 10.1097/BOR.0000000000001013.Deane K.D. Rheumatoid arthritis: prediction of future clinically-apparent disease, and prevention. Curr Opin Rheumatol. 2024. 36 (3). 225–234. doi: 10.1097/BOR.0000000000001013.Pascual-García S., Martínez-Peinado P., López-Jaén A.B. et al. Analysis of Novel Immunological Biomarkers Related to Rheumatoid Arthritis Disease Severity. Int J Mol Sci. 2023. 24 (15). 12351. doi: 10.3390/ijms241512351.Pascual-García S., Martínez-Peinado P., López-Jaén A.B. et al. Analysis of Novel Immunological Biomarkers Related to Rheumatoid Arthritis Disease Severity. Int J Mol Sci. 2023. 24 (15). 12351. doi: 10.3390/ijms241512351.Yang M., Zhu L. Osteoimmunology: The Crosstalk between T Cells, B Cells, and Osteoclasts in Rheumatoid Arthritis. Int J Mol Sci. 2024. 25 (5). 2688. doi: 10.3390/ijms25052688.Yang M., Zhu L. Osteoimmunology: The Crosstalk between T Cells, B Cells, and Osteoclasts in Rheumatoid Arthritis. Int J Mol Sci. 2024. 25 (5). 2688. doi: 10.3390/ijms25052688.Фефелов А.А., Баясхаланова Ц.Б., Терешков П.П., Фефелова Е.В., Цыбиков Н.Н. Морфологические и иммунологические изменения тканей при экспериментальном пародонтите у крыс. Забайкальский медицинский вестник. 2023. 1. 74-81. doi:: 10.52485/19986173_2023_1_74.Fefelov A.A., Bayaskhalanova C.B., Tereshkov PP, Fefelova E.V., Tsybikov N.N. Morphological and immunological tissue changes in experimental periodontitis in rats. Trans-Baikal Medical Bulletin. 2023. 1. 74-81. doi:: 10.52485/19986173_2023_1_74 (In Russian).Jahid M., Khan K.U., Rehan-Ul-Haq, Ahmed R.S. Overview of Rheumatoid Arthritis and Scientific Understanding of the Disease. Mediterr J Rheumatol. 2023. 34(3). 284-291. doi: 10.31138/mjr.20230801.Jahid M., Khan K.U., Rehan-Ul-Haq, Ahmed R.S. Overview of Rheumatoid Arthritis and Scientific Understanding of the Disease. Mediterr J Rheumatol. 2023. 34 (3). 284–291. doi: 10.31138/mjr.20230801.ooLu Z.F., Hsu C.Y., Younis N.K., Mustafa M.A. et al. Exploring the significance of microbiota metabolites in rheumatoid arthritis: uncovering their contribution from disease development to biomarker potential. APMIS. 2024. doi: 10.1111/apm.13401.Lu Z.F., Hsu C.Y., Younis N.K., Mustafa M.A. et al. Exploring the significance of microbiota metabolites in rheumatoid arthritis: uncovering their contribution from disease development to biomarker potential. APMIS. 2024. doi: 10.1111/apm.13401.Mangoni A.A., Zinellu A. A systematic review and meta-analysis of the kynurenine pathway of tryptophan metabolism in rheumatic diseases. Front Immunol. 2023 Oct 23;14:1257159. doi: 10.3389/fimmu.2023.1257159.Mangoni A.A., Zinellu A. A systematic review and meta-analysis of the kynurenine pathway of tryptophan metabolism in rheumatic diseases. Front Immunol. 2023 Oct 23;14:1257159. doi: 10.3389/fimmu.2023.1257159.Šteigerová M., Šíma M., Slanař O. Pathogenesis of Collagen-Induced Arthritis: Role of Immune Cells with Associated Cytokines and Antibodies, Comparison with Rheumatoid Arthritis. Folia Biol (Praha). 2023. 69 (2). 41–49. doi: 10.14712/fb2023069020041.Šteigerová M., Šíma M., Slanař O. Pathogenesis of Collagen-Induced Arthritis: Role of Immune Cells with Associated Cytokines and Antibodies, Comparison with Rheumatoid Arthritis. Folia Biol (Praha). 2023. 69 (2). 41–49. doi: 10.14712/fb2023069020041.Ilchovska D., Barrow M. An Overview of the NF-kB mechanism of pathophysiology in rheumatoid arthritis, investigation of the NF-kB ligand RANKL and related nutritional interventions. Autoimmunity Reviews. 2021. 20(2). 102741. doi.org/10.1016/j.autrev.2020.102741.Ilchovska D., Barrow M. An Overview of the NF-kB mechanism of pathophysiology in rheumatoid arthritis, investigation of the NF-kB ligand RANKL and related nutritional interventions. Autoimmunity Reviews. 2021, 20 (2). 102741. doi.org/10.1016/j.autrev.2020.102741.Lanspa M., Kothe B., Pereira M.R. et al. A Systematic Review of Nutritional Interventions on Key Cytokine Pathways in Rheumatoid Arthritis and Its Implications for Comorbid Depression: Is a More Comprehensive Approach Required? Cureus. 2022. 15. 14 (8). e28031. doi: 10.7759/cureus.28031.Lanspa M., Kothe B., Pereira M.R. et al. A Systematic Review of Nutritional Interventions on Key Cytokine Pathways in Rheumatoid Arthritis and Its Implications for Comorbid Depression: Is a More Comprehensive Approach Required? Cureus. 2022. 15. 14 (8). e28031. doi: 10.7759/cureus.28031.Ni S., Shan F., Geng J. Interleukin-10 family members: Biology and role in the bone and joint diseases. Int Immunopharmacol. 2022. 108. 108881. doi: 10.1016/j.intimp.2022.108881.Ni S., Shan F., Geng J. Interleukin-10 family members: Biology and role in the bone and joint diseases. Int Immunopharmacol. 2022. 108. 108881. doi: 10.1016/j.intimp.2022.108881.Yoshitomi H. Peripheral helper T cells, mavericks of peripheral immune responses. Int Immunol. 2024. 36 (1). 9–16. doi: 10.1093/intimm/dxad041.Yoshitomi H. Peripheral helper T cells, mavericks of peripheral immune responses. Int Immunol. 2024. 36 (1). 9–16. doi: 10.1093/intimm/dxad041.Zhang J., Liu H., Chen Y. et al. Augmenting regulatory T cells: new therapeutic strategy for rheumatoid arthritis. Front Immunol. 2024. 15. 1312919. doi: 10.3389/fimmu.2024.1312919.Zhang J., Liu H., Chen Y. et al. Augmenting regulatory T cells: new therapeutic strategy for rheumatoid arthritis. Front Immunol. 2024. 15. 1312919. doi: 10.3389/fimmu.2024.1312919.Wang S., Yang N., Zhang H. Metabolic dysregulation of lymphocytes in autoimmune diseases. Trends Endocrinol Metab. 2024. 13. 1043-2760(24)00019-5. doi: 10.1016/j.tem.2024.01.005.Wang S., Yang N., Zhang H. Metabolic dysregulation of lymphocytes in autoimmune diseases. Trends Endocrinol Metab. 2024. 13. 1043-2760(24)00019-5. doi: 10.1016/j.tem.2024.01.005.Yokota K. Osteoclast differentiation in rheumatoid arthritis.Immunol Med. 2024 Mar; 47 (1) : 6–11. doi: 10.1080/25785826.2023.2220931.Yokota K. Osteoclast differentiation in rheumatoid arthritis.Immunol Med. 2024 Mar; 47 (1) : 6–11. doi: 10.1080/25785826.2023.2220931.Mangoni A.A., Zinellu A. A systematic review and meta-analysis of the kynurenine pathway of tryptophan metabolism in rheumatic diseases. Front Immunol. 2023. 14. 1257159. doi: 10.3389/fimmu.2023.1257159.Mangoni A.A., Zinellu A. A systematic review and meta-analysis of the kynurenine pathway of tryptophan metabolism in rheumatic diseases. Front Immunol. 2023. 14. 1257159. doi: 10.3389/fimmu.2023.1257159.Brock J., Basu N., Schlachetzki J.C.M. et al. Immune mechanisms of depression in rheumatoid arthritis.Nat Rev Rheumatol. 2023. 19 (12). 790–804. doi: 10.1038/s41584-023-01037-w.Brock J., Basu N., Schlachetzki J.C.M. et al. Immune mechanisms of depression in rheumatoid arthritis.Nat Rev Rheumatol. 2023. 19 (12). 790-804. doi: 10.1038/s41584-023-01037-w.Bartikoski B.J., De Oliveira M.S., Do Espírito Santo R.C. et al. A Review of Metabolomic Profiling in Rheumatoid Arthritis: Bringing New Insights in Disease Pathogenesis, Treatment and Comorbidities. Metabolites. 2022. 12 (5). 394. doi: 10.3390/metabo12050394.Bartikoski B.J., De Oliveira M.S., Do Espírito Santo R.C. et al. A Review of Metabolomic Profiling in Rheumatoid Arthritis: Bringing New Insights in Disease Pathogenesis, Treatment and Comorbidities. Metabolites. 2022. 12 (5). 394. doi: 10.3390/metabo12050394.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.