actabiomedicaActa Biomedica ScientificaActa Biomedica Scientifica2541-94202587-9596Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems10.29413/ABS.2024-9.3.24actabiomedica-4836Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL RESEARCHESВлияние алюминий-, кремнийсодержащего энтеросорбента на клеточный состав тимуса мышей, содержавшихся при двухнедельном круглосуточном освещенииThe effect of aluminum- and silicon-containing enterosorbent on the thymic cellular composition in mice kept under two-week all-night lightinghttps://orcid.org/0000-0002-6740-8241МирошниченкоС. М.MiroshnichenkoS. M.

Мирошниченко Светлана Михайловна – научный сотрудник лаборатории фармацевтических технологий; научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов межклеточных взаимодействий

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Svetlana M. Miroshnichenko – Research Officer at the Laboratory of Pharmaceutical Technology; Research Officer at the Laboratory of Molecular Mechanisms of Intercellular Interactions

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

svmiro@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3630-4669МичуринаС. В.MichurinaS. V.

Мичурина Светлана Викторовна – доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, заведующая группой экспериментальной фармакологии

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Svetlana V. Michurina – Dr. Sc. (Med.), Professor, Leading Research Officer, Head of the Group of Experimental Pharmacology

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

michurinasv3000@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6281-0402ИщенкоИ. Ю.IshchenkoI. Yu.

Ищенко Ирина Юрьевна – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник группы экспериментальной фармакологии

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Irina Yu. Ishchenko – Cand. Sc. (Biol.), Leading Research Officer at the Group of Experimental Pharmacology

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

irenisch@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9622-5391РачковскаяЛ. Н.RachkovskayaL. N.

Рачковская Любовь Никифоровна – кандидат химических наук, заведующая лабораторией фармацевтических технологий

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Lubov N. Rachkovskaya – Cand. Sc. (Chem.), Head of the Laboratory of Pharmaceutical Technology

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

noolit@niikel.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5817-6055СерыхА. Е.SerykhA. E.

Серых Анастасия Евгеньевна – младший научный сотрудник группы экспериментальной фармакологии; младший научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов свободнорадикальных процессов

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Anastasiya E. Serykh – Junior Research Officer at the Group of Experimental Pharmacology; Junior Research Officer at the Laboratory of Molecular Mechanisms of Free Radical Processes

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

rasiel1996@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3756-4873РачковскийЭ. Э.RachkovskyE. E.

Рачковский Эдмунд Эдмундович – кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории фармацевтических технологий

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Edmund E. Rachkovsky – Cand. Sc. (Chem.), Senior Research Officer at the Laboratory of Pharmaceutical Technology

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

reed@academ.orghttps://orcid.org/0000-0002-9293-4083ЛетягинА. Ю.LetyaginA. Yu.

Летягин Андрей Юрьевич – профессор, доктор медицинских наук, заместитель руководителя филиала по научной и клинической работе

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Andrey Yu. Letyagin – Dr. Sc. (Med.), Professor, Deputy Head of the Branch for Scientific and Medical Work

Timakova str. 2, Novosibirsk 630060

letyagin-andrey@yandex.ruНаучно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН»; Научно-исследовательский институт биохимии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Institute of Biochemistry, Federal Research Center of Fundamental and Translational MedicineНаучно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН»Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of SciencesНаучно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН»; Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины»Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Research Institute of Experimental and Clinical Medicine, Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine20242407202493239248Copyright © Мирошниченко С.М., Мичурина С.В., Ищенко И.Ю., Рачковская Л.Н., Серых А.Е., Рачковский Э.Э., Летягин А.Ю., 20242024Мирошниченко С.М., Мичурина С.В., Ищенко И.Ю., Рачковская Л.Н., Серых А.Е., Рачковский Э.Э., Летягин А.Ю.Miroshnichenko S.M., Michurina S.V., Ishchenko I.Y., Rachkovskaya L.N., Serykh A.E., Rachkovsky E.E., Letyagin A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/4836

Обоснование. Непрерывное освещение способствует развитию десинхроноза, что является стрессом для организма. Как следствие нарушается нормальная работа иммунной системы, что в свою очередь способно сдвигать физиологическое равновесие в сторону патологии и эндотоксикоза. Актуальна разработка инновационных лекарственных средств, в основе которых находится сорбентная матрица, которая может быть модифицирована биологически активными молекулами, пролонгированно покидающими поверхность сорбента. При этом сорбент сохраняет свойства детоксиканта, фиксируя на поверхности токсические агенты и выводя их из организма, что способствует восстановлению внутренней среды и нормализует общую реактивность организма в экстремальных условиях.Цель исследования. Изучить влияние алюминий-, кремнийсодержащего энтеросорбента (на основе оксида алюминия и полидиметилсилоксана) на клеточный состав тимуса и распределение тимоцитов в органе по фазам клеточного цикла у мышей C57Bl/6, содержавшихся при круглосуточном освещении.Материалы и методы. Животные получали сорбент (0,665 г на 1 кг веса тела в 200 мкл дистиллированной воды) через внутрижелудочный зонд 1 раз в день в течение 14 суток на фоне непрерывного освещения. Контролем служили интактные мыши и животные плацебо. Используя метод проточной цитометрии, оценивали процентное содержание CD3hi- и CD3low- лимфоцитов тимуса, соотношение CD3low/CD3hi, жизнеспособность и распределение клеток по фазам клеточного цикла.Результаты. Круглосуточное освещение угнетало процессы дифференцировки и созревания молодых лимфоцитов CD3low в зрелые формы CD3hi, снижало пролиферацию эпителиальных клеток тимуса, активировало апоптоз лимфоцитов и эпителиальных клеток в органе. Введение сорбента восстанавливало содержание и жизнеспособность молодых CD3low- лимфоцитов и способствовало сохранению жизнеспособности и пролиферации эпителиальных клеток тимуса.Заключение. Применение энтеросорбента на основе оксида алюминия и полидиметилсилоксана в условиях непрерывного освещения способствует сохранению функциональной активности тимуса, препятствуя его инволюции, и целесообразно на фоне нарушения суточных ритмов режима освещения.

Background. Continuous lighting contributes to the development of desynchronosis, which is stressful for the body. As a result, the normal functioning of the immune system is disrupted, which in turn can shift the physiological balance towards pathology and endotoxemia. It is relevant to develop innovative drugs based on a sorbent matrix, which can be modified with biologically active molecules that extendedly leave the sorbent surface. At the same time, the sorbent retains the properties of a detoxifier, fixing toxic agents on the surface and removing them from the body, which helps restore the internal environment and normalizes the overall reactivity of the body in extreme conditions.The aim. To study the effect of aluminum- and silicon-containing enterosorbent (based on aluminum oxide and polydimethylsiloxane) on the cellular composition of the thymus and the distribution of thymocytes in the organ according to the cell cycling state in C57Bl/6 mice kept under the all-night lighting.Materials and methods. Animals received sorbent (0.665 g per 1 kg of body weight in 200 μl of distilled water) through an intragastric tube once a day for 14 days against the background of continuous lighting. Intact mice and placebo animals composed control group. We used flow cytometry to assess the percentage of CD3hi and CD3low lymphocytes of the thymus, the CD3low/CD3hi ratio, viability and distribution of cells across according to the cell cycling state.Results. Continuous lighting inhibited the differentiation and maturation of young CD3low lymphocytes into mature forms of CD3hi, reduced the proliferation of thymic epithelial cells, and activated apoptosis of lymphocytes and epithelial cells in the organ. The introduction of the sorbent restored the content and viability of young CD3low lymphocytes and contributed to the preservation of the viability and proliferation of thymic epithelial cells.Conclusion. Using an enterosorbent based on aluminum oxide and polydimethylsiloxane under conditions of continuous lighting helps maintain the functional activity of the thymus, preventing its involution, and is advisable against the background of circadian disruption.

непрерывное двухнедельное освещениеалюминий-кремнийсодержащий сорбентCD3hi-лимфоцитыCD3low-лимфоцитыэпителиальные клетки тимусаклеточный циклапоптозстрессcontinuous two-week lightingaluminum- and silicon-containing sorbentCD3hi lymphocytesCD3low lymphocytesthymic epithelial cellscell cycleapoptosisstressИсследование поддержано бюджетным проектом НИИКЭЛ – филиала ИЦиГ СО РАН (FWNR-2022-0009). В работе использовано оборудование Центра генетических ресурсов лабораторных животных (ИЦиГ СО РАН) и оборудования ЦКП ФИЦ ФТМ «Протеомный анализ», поддержанного финансированием Минобрнауки России (соглашение № 075-15-2021-691).ReferencesKoronowski KB, Sassone-Corsi P. Communicating clocks shape circadian homeostasis. Science. 2021; 37(6530): eabd0951. doi: 10.1126/science.abd0951Koronowski KB, Sassone-Corsi P. Communicating clocks shape circadian homeostasis. Science. 2021; 37(6530): eabd0951. doi: 10.1126/science.abd0951Arendt J. Melatonin: Countering chaotic time cues. Front Endocrinol (Lausanne). 2019; 10: 391. doi: 10.3389/fendo.2019.00391Arendt J. Melatonin: Countering chaotic time cues. Front Endocrinol (Lausanne). 2019; 10: 391. doi: 10.3389/fendo.2019.00391Brown LA, Fisk AS, Pothecary CA, Peirson SN. Telling the time with a broken clock: Quantifying circadian disruption in animal models. Biology (Basel). 2019; 8(1): 18. doi: 10.3390/biology8010018Brown LA, Fisk AS, Pothecary CA, Peirson SN. Telling the time with a broken clock: Quantifying circadian disruption in animal models. Biology (Basel). 2019; 8(1): 18. doi: 10.3390/biology8010018Taves MD, Ashwell JD. Glucocorticoids in T cell development, differentiation and function. Nat Rev Immunol. 2021; 21(4): 233-243. doi: 10.1038/s41577-020-00464-0Taves MD, Ashwell JD. Glucocorticoids in T cell development, differentiation and function. Nat Rev Immunol. 2021; 21(4): 233-243. doi: 10.1038/s41577-020-00464-0Cowan JE, Takahama Y, Bhandoola A, Ohigashi I. Postnatal involution and counter-involution of the thymus. Front Immunol. 2020; 11: 897. doi: 10.3389/fimmu.2020.00897Cowan JE, Takahama Y, Bhandoola A, Ohigashi I. Postnatal involution and counter-involution of the thymus. Front Immunol. 2020; 11: 897. doi: 10.3389/fimmu.2020.00897Kinsella S, Dudakov JA. When the damage is done: Injury and repair in thymus function. Front Immunol. 2020; 11: 1745. doi: 10.3389/fimmu.2020.01745Kinsella S, Dudakov JA. When the damage is done: Injury and repair in thymus function. Front Immunol. 2020; 11: 1745. doi: 10.3389/fimmu.2020.01745Miller JFAP. The discovery of thymus function and of thymus-derived lymphocytes. Immunol Rev. 2002; 185: 7-14. doi: 10.1034/j.1600-065x.2002.18502.xMiller JFAP. The discovery of thymus function and of thymus-derived lymphocytes. Immunol Rev. 2002; 185: 7-14. doi: 10.1034/j.1600-065x.2002.18502.xDai X, Zhang D, Wang C, Wu Z, Liang C. The pivotal role of thymus in atherosclerosis mediated by immune and inflammatory response. Int J Med Sci. 2018; 15(13): 1555-1563. doi: 10.7150/ijms.27238Dai X, Zhang D, Wang C, Wu Z, Liang C. The pivotal role of thymus in atherosclerosis mediated by immune and inflammatory response. Int J Med Sci. 2018; 15(13): 1555-1563. doi: 10.7150/ijms.27238Бородин Ю.И., Коненков В.И., Пармон В.Н., Любарский М.С., Рачковская Л.Н., Бгатова Н.П., и др. Биологические свойства сорбентов и перспективы их применения. Успехи современной биологии. 2014; 134(3): 236-248.Borodin YuI, Konenkov VI, Parmon VN, Lyubarsky MS, Rachkovskaya LN, Bgatova NP, et al. Biological properties of sorbents and their application in practice. Uspekhi sovremennoy biologii. 2014; 134(3): 236-248. (In Russ.)]/Королев М.А., Рачковская Л.Н., Мадонов П.Г., Шурлыгина А.В., Рачковский Э.Э., Летягин А.Ю., и др. Оценка острой токсичности лекарственного средства на основе комплекса лития цитрата, полиметилсилоксана, оксида алюминия. Сибирский научный медицинский журнал. 2020; 40(5): 46-52. doi: 10.15372/SSMJ20200505Korolev MA, Rachkovskaya LN, Madonov PG, Shurlyginа AV, Rachkovsky EE, Letyagin AYu, et al. Estimation of acute toxicity of a drug based on the complex of lithium citrate, polymethylsiloxane, aluminum oxide. Siberian Scientific Medical Journal. 2020; 40(5): 46-52. (In Russ.) doi: 10.15372/SSMJ20200505Шурлыгина А.В., Мичурина С.В., Рачковская Л.Н., Серых А.Е., Мирошниченко С.М., Рачковский Э.Э., и др. Влияние комплекса мелатонина, оксида алюминия и полиметилсилоксана на клеточный состав селезенки мышей, содержавшихся в условиях круглосуточного освещения. Acta biomedica scientifica. 2021; 6(4): 252-264. doi: 10.29413/ABS.2021-6.4.23Shurlygina AV, Michurina SV, Rachkovskaya LN, Serykh AE, Miroshnichenko SM, Rachkovsky EE, et al. The effect of a complex of melatonin, aluminum oxide and polymethylsiloxane on the cellular composition of the mice spleen kept in round-the-clock lighting conditions. Acta biomedica scientifica. 2021; 6(4): 252-264. (In Russ.) doi: 10.29413/ABS.2021-6.4.23Michurina SV, Miroshnichenko SM, Serykh AE, Ishchenko IYu, Letyagin AYu, Zavjalov EL. Light-induced functional pinealectomy. Effect on the thymus of C57BL/6 mice. Bull Exp Biol Med. 2022; 174(1): 152-158. doi: 10.1007/s10517-022-05665-2Michurina SV, Miroshnichenko SM, Serykh AE, Ishchenko IYu, Letyagin AYu, Zavjalov EL. Light-induced functional pinealectomy. Effect on the thymus of C57BL/6 mice. Bull Exp Biol Med. 2022; 174(1): 152-158. doi: 10.1007/s10517-022-05665-2Pinheiro RGR, Alves NL. The early postnatal life: A dynamic period in thymic epithelial cell differentiation. Front Immunol. 2021; 12: 668528. doi: 10.3389/fimmu.2021.668528Pinheiro RGR, Alves NL. The early postnatal life: A dynamic period in thymic epithelial cell differentiation. Front Immunol. 2021; 12: 668528. doi: 10.3389/fimmu.2021.668528Qiao S, Li X, Zilioli S, Chen Z, Deng H, Pan J, et al. Hair measurements of cortisol, DHEA, and DHEA to cortisol ratio as biomarkers of chronic stress among people living with HIV in China: Known-group validation. PLoS One. 2017; 12(1): e0169827. doi: 10.1371/journal.pone.0169827Qiao S, Li X, Zilioli S, Chen Z, Deng H, Pan J, et al. Hair measurements of cortisol, DHEA, and DHEA to cortisol ratio as biomarkers of chronic stress among people living with HIV in China: Known-group validation. PLoS One. 2017; 12(1): e0169827. doi: 10.1371/journal.pone.0169827Бгатова Н.П., Рачковская Л.Н. Влияние длительного введения в рацион животных углеродминерального сорбента СУМС-1 на ультраструктурную организацию кишечной ворсинки. Проблемы саногенного и патогенного эффектов экологических воздействий на внутреннюю среду организма: Материалы 2-го международного симпозиума (Чолпон-Ата, 1995). 1995: 14-15.Bgatova NP, Rachkovskaya LN. The effect of long-term introduction of the carbon-mineral sorbent SUMS-1 into the diet of animals on the ultrastructural organization of the intestinal villi. Problems of sanogenic and pathogenic effects of ecological impact on the internal environment of the body: Proceedings of the 2nd International Symposium (Cholpon-Ata, 1995). 1995: 14-15. (In Russ.)Huo R, Zeng B, Zeng L, Cheng K, Li B, Luo Y, et al. Microbiota modulate anxiety-like behavior and endocrine abnormalities in hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Front Cell Infect Microbiol. 2017; 7: 489. doi: 10.3389/fcimb.2017.00489Huo R, Zeng B, Zeng L, Cheng K, Li B, Luo Y, et al. Microbiota modulate anxiety-like behavior and endocrine abnormalities in hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Front Cell Infect Microbiol. 2017; 7: 489. doi: 10.3389/fcimb.2017.00489Moya-Pérez A, Perez-Villalba A, Benítez-Páez A, Campillo I, Sanz Y. Bifidobacterium CECT 7765 modulates early stress-induced immune, neuroendocrine and behavioral alterations in mice. Brain Behav Immun. 2017; 65: 43-56. doi: 10.1016/j.bbi.2017.05.01Moya-Pérez A, Perez-Villalba A, Benítez-Páez A, Campillo I, Sanz Y. Bifidobacterium CECT 7765 modulates early stress-induced immune, neuroendocrine and behavioral alterations in mice. Brain Behav Immun. 2017; 65: 43-56. doi: 10.1016/j.bbi.2017.05.01Cohen Kadosh K, Basso M, Knytl P, Johnstone N, Lau JYF, Gibson GR. Psychobiotic interventions for anxiety in young people: A systematic review and meta-analysis, with youth consultation. Transl Psychiatry. 2021; 11(1): 352. doi: 10.1038/s41398-021-01422-7Cohen Kadosh K, Basso M, Knytl P, Johnstone N, Lau JYF, Gibson GR. Psychobiotic interventions for anxiety in young people: A systematic review and meta-analysis, with youth consultation. Transl Psychiatry. 2021; 11(1): 352. doi: 10.1038/s41398-021-01422-7Wong ML, Inserra A, Lewis MD, Mastronardi CA, Leong L, Choo J, et al. Inflammasome signaling affects anxiety- and depressive- like behavior and gut microbiome composition. Mol Psychiatry. 2016; 21(6): 797-805. doi: 10.1038/mp.2016.46Wong ML, Inserra A, Lewis MD, Mastronardi CA, Leong L, Choo J, et al. Inflammasome signaling affects anxiety- and depressive- like behavior and gut microbiome composition. Mol Psychiatry. 2016; 21(6): 797-805. doi: 10.1038/mp.2016.46

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