Исследование фунгицидного действия химерной формы интерферона альфа-2б в отношении грибов-патогенов растений и животных

Цель настоящего исследования – оценить фунгицидное действие химерной формы рекомбинантного интерферона альфа-2б, слитого с аполипопротеином А-I человека, полученного биосинтезом в дрожжах Pichia рastoris, в отношении значимых грибных патогенов – возбудителей заболеваний человека и растений.

Материал и методы. Оценку фунгицидной активности химерного цитокина проводили с использованием метода агаровых блоков против грибных патогенов: Alternaria alternata, Fusarium oxysporum, Aspergillus spp. и Penicillum spp. Фунгицидное действие оценивали визуально и микроскопированием участка тела гриба, окрашенного метиленовым синим, всхожесть спор грибов – методом пересева, цитотоксичность препаратов интерферонов – на культуре клеток Vero.

Результаты и их обсуждение. Исследуемые рекомбинантные интерфероны подавляют рост и размножение грибов-патогенов. Наибольшим эффектом обладает химерный интерферон в отношении патогенных грибов A. alternate, Penicillum в концентрации 15 нг/мл, ингибирование спорообразования грибов F. oxysporum и Aspergillus до 87 % достигается при концентрации 150 нг/мл. Цитотоксичность химерного цитокина составляет 5,8 мкг/мл, что значительно больше токсичных концентраций для грибов.

Заключение. Новый химерный интерферон альфа-2б может быть использован в качестве иммунотерапевтического средства, обладающего фунгицидной активностью.

1. Bongomin F., Gago S., Oladele R.O., Denning D.W. Global and multi-national prevalence of fungal diseases-estimate precision. J. Fungi (Basel). 2017;3(4):57. doi: 10.3390/jof3040057

2. Celakovská J., Josef B., Ettler K., Vaneckova J., Ettlerova K., Jan K. Sensitization to fungi in atopic dermatitis patients 14 year and older – Association with other atopic diseases and parameters. Indian J. Dermatol. 2018;63(5):391–398. doi: 10.4103/ijd.IJD_493_17

3. Limon J.J., Skalski J.H., Underhill D.M. Commensal fungi in health and disease. Cell Host Microbe. 2018;22(2):156–165. doi: 10.1016/j.chom.2017.07.002

4. Chabi M.L., Goracci A., Roche N., Paugam A., Lupo A., Revel M.P. Pulmonary aspergillosis. Diagn. Interv. Imaging. 2015;96(5):435–442. doi: 10.1016/j.diii.2015.01.005

5. Abel-Fernández E., Martínez M.J., Galán T., Pineda F. Going over fungal allergy: alternaria alternata and its allergens. J. Fungi (Basel). 2023;9(5):582. doi: 10.3390/jof9050582

6. Nucci M., Anaissie Е. Cutaneous infection by Fusarium species in healthy and immunocompromised hosts: implications for diagnosis and management. Clin. Infect. Dis. 2002;35(8):909–920. doi: 10.1086/342328

7. Roemer T., Krysan D.J. Antifungal drug development: challenges, unmet clinical needs, and new approaches. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2014;4(5):a019703. doi: 10.1101/cshperspect.a019703

8. Sam Q.H., Yew W.S., Seneviratne C.J., Chang M.W., Chai L.Y.A. Immunomodulation as therapy for fungal infection: Are we closer? Front. Microbiol. 2018;9:1612. doi: 10.3389/fmicb.2018.01612

9. Assendorp E.L., Gresnigt M.S., Sprenkeler EG.G., Meis J.F., Dors N., van der Linden J.W.M., Henriet S.S.V. Adjunctive interferon-γ immunotherapy in a pediatric case of Aspergillus terreus infection. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect Dis. 2018;7(10):1915–1922. doi: 10.1007/s10096-018-3325-4

10. Dutta O., Espinosa V., Wang K., Avina S., Rivera A. Dectin-1 promotes type I and III interferon expression to support optimal antifungal immunity in the lung. Front. Cell Infect. Microbiol. 2020;10:321. doi: 10.3389/fcimb.2020.00321

11. Li T., Liu Z., Zhang X., Chen X., Wang S. Therapeutic effectiveness of type I interferon in vulvovaginal candidiasis. Microb. Pathog. 2019;134:103562. doi: 10.1016/j.micpath.2019.103562

12. Масленникова В.С., Цветкова В.П., Бедарева Е.В., Калмыкова Г.В., Дубовский И.М. Ростостимулирующие, антиоксидантные и фунгицидные свойства эндофитных бактерий Bacillus thuringiensis на картофеле при заражении ризоктониозом. Достиж. науки и техн. АПК. 2022;36(7):49–55. doi: 10.53859/02352451_2022_36_7_49

13. Беклемишев А.Б., Пыхтина М.Б. Рекомбинантная плазмидная ДНК, кодирующая химерный интерферон alpha-2b, рекомбинантный штамм дрожжей P. pastoris X33 – продуцент химерного интерферона alpha-2b и способ получения указанного белка. Пат. 2764787 РФ; опубл. 21.01.2022.

14. Smeekens S.P., Ng A., Kumar V., Johnson M.D., Plantinga T.S., van Diemen C., Arts P., Verwiel E.T.P., Gresnigt M.S., Fransen K., … Xavier R.J. Functional genomics identifies type I interferon pathway as central for host defense against Candida albicans. Nat. Commun. 2013;4:1342. doi: 10.1038/ncomms2343

15. Wang X., Cunha C., Grau M.S., Robertson S.J., Lacerda J.F., Campos A.Jr, Lagrou K., Maertens J., Best S.M., Carvalho A., Obar J.J. MAVS expression in alveolar macrophages is essential for host resistance against Aspergillus fumigatus. J. Immunol. 2022;209(2):346–353. doi: 10.4049/jimmunol.2100759

16. Liu J., Balasubramanian M.K. 1,3-beta-Glucan synthase: a useful target for antifungal drugs. Curr. Drug Targets. Infect. Disord. 2001;1(2):159–169. doi: 10.2174/1568005014606107

17. Marcel Y.L., Kiss R.S. Structure-function relationships of apolipoprotein A-I: a flexible protein with dynamic lipid associations. Curr. Opin. Lipidol. 2003;14(2):151–157. doi: 10.1097/00041433200304000-00006

18. Kuai R., Li D., Chen Y.E., Schwendeman A. High-density lipoproteins: nature’s multifunctional nanoparticles. ACS Nano. 2016;10(3):3015–3041. doi: 10.1021/acsnano.5b07522

19. Guimarães L.L., Toledo M.S., Ferreira F.A., Straus A.H., Takahashi H.K. Structural diversity and biological significance of glycosphingolipids in pathogenic and opportunistic fungi. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2014;4:138. doi: 10.3389/fcimb.2014.00138

20. Malinsky J., Opekarová M., Grossmann G., Tanner W. Membrane microdomains, rafts, and detergent-resistant membranes in plants and fungi. Annu. Rev. Plant Biol. 2013;64:501–529. doi: 10.1146/annurev-arplant-050312-120103

21. Schnepf D., Staeheli P. License to kill: IFN-λ regulates antifungal activity of neutrophils. Sci. Immunol. 2017;2(17):eaap9614. doi: 10.1126/sciimmunol.aap9614

22. Gil-Lamaignere C., Winn R.M., Simitsopoulou M., Maloukou A., Walsh T.J., Roilides E. Inteferon gamma and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor augment the antifungal activity of human polymorphonuclear leukocytes against Scedosporium spp.: comparison with Aspergillus spp. Med. Mycol. 2005;43(3):253–260. doi: 10.1080/13693780412331271072