Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1087310.32607/20758251-2019-11-4-79-87Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch Article“Shielding” of Cytokine Induction by the Periodontal Microbiome in Patients with Periodontitis Associated with Type 2 Diabetes MellitusФеномен «экранирования» индукции цитокинов микробиомом пародонта при сочетании пародонтита с сахарным диабетом типа 2BalmasovaI. P.БалмасоваИ. П.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruLomakinY. A.ЛомакинЯ. А.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruBabaevE. A.БабаевЭ. А.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruTsarevV. N.ЦаревВ. Н.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruGabibovA. G.ГабибовА. Г.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruSmirnovI. V.СмирновИ. В.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruKnorreV. D.КнорреВ. Д.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruOvchinnikovaL. A.ОвчинниковаЛ. А.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruGnuchevN. V.ГнучевН. В.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruKhursE. N.ХурсЕ. Н.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruDeevM. S.ДеевМ. С.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruKostinN. N.КостинН. Н.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruArutyunovS. D.АрутюновС. Д.
Russian Federation
iri.balm@mail.ruA.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationМосковский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова Минздрава РФShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry RASИнститут биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНEngelhardt Institute of Molecular Biology, RASИнститут молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАНPeoples’ Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народов15122019114VOL 11, NO4 (2019)ТОМ 11, №4 (2019)798728012020Copyright ©; 2019, Balmasova I.P., Lomakin Y.A., Babaev E.A., Tsarev V.N., Gabibov A.G., Smirnov I.V., Knorre V.D., Ovchinnikova L.A., Gnuchev N.V., Khurs E.N., Deev M.S., Kostin N.N., Arutyunov S.D.Copyright ©; 2019, Балмасова И.П., Ломакин Я.А., Бабаев Э.А., Царев В.Н., Габибов А.Г., Смирнов И.В., Кнорре В.Д., Овчинникова Л.А., Гнучев Н.В., Хурс Е.Н., Деев М.С., Костин Н.Н., Арутюнов С.Д.2019Balmasova I.P., Lomakin Y.A., Babaev E.A., Tsarev V.N., Gabibov A.G., Smirnov I.V., Knorre V.D., Ovchinnikova L.A., Gnuchev N.V., Khurs E.N., Deev M.S., Kostin N.N., Arutyunov S.D.Балмасова И.П., Ломакин Я.А., Бабаев Э.А., Царев В.Н., Габибов А.Г., Смирнов И.В., Кнорре В.Д., Овчинникова Л.А., Гнучев Н.В., Хурс Е.Н., Деев М.С., Костин Н.Н., Арутюнов С.Д.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10873

Periodontal diseases, especially those with polymicrobial etiology, are often associated with type 2 diabetes mellitus, proceeding more severely and affecting the course of diabetes mellitus. Recently, this feature has been associated with the ability of periodontopathogen microflora to cause not only a local infectious process in the oral cavity, but also to interact with the human immune system and induce various systemic effects. We investigated changes in the salivary cytokine profile of patients with chronic periodontitis, associated and not associated with type 2 diabetes mellitus. We observed a statistically significant decrease of MCP-1/CCL2, GM-CSF, IL-5, IL-6, and IFN-γ in the saliva of patients with chronic periodontitis associated with type 2 diabetes mellitus in comparison with patients with chronic periodontitis only. All of these cytokines are associated with macrophage activation. These data are an important contribution to the elucidation of the mechanism of periodontopathogens involvement in the manifestation of the systemic effects of type 2 diabetes.

Заболевания пародонта, особенно полимикробной этиологии, довольно часто сочетаются с сахарным диабетом типа 2, протекая при этом более тяжело и влияя на течение сахарного диабета. Эту особенность в последние годы связывают со способностью пародонтопатогенной микрофлоры не только вызывать местный инфекционный процесс в полости рта, но и, взаимодействуя с иммунной системой человека, быть индукторами разнообразных системных эффектов. В связи с этим в слюне больных хроническим пародонтитом, ассоциированным и не ассоциированным с сахарным диабетом типа 2, с помощью мультиплексного магнитно-флуоресцентного иммуноанализа определено содержание 17 цитокинов. Выявлены значительные различия между группами больных с наличием/отсутствием сопутствующего сахарного диабета типа 2 при полном соответствии их клинических характеристик по пяти цитокинам - MCP-1, GM-CSF, интерлейкинам-5 и -6, интерферону-γ. Показано снижение уровня всех этих цитокинов (феномен «экранирования») в слюне больных хроническим пародонтитом в сочетании с сахарным диабетом типа 2 по сравнению с содержанием в слюне пациентов без сопутствующей патологии, а их характеристики были в той или иной степени связаны с активацией макрофагов. Учитывая эти данные, высказана гипотеза о способности пародонтопатогенов, проникающих внутрь клеток, влиять на систему макрофагов пародонта с вовлечением их в реализацию системных эффектов при сопутствующем сахарном диабете типа 2.

chronic periodontitistype 2 diabetes mellitusinterleukinschemokinesbioplexILperiodontal pathogenssalivary cytokine profileинтерлейкинымультиплексный магнитно-флуоресцентный иммуноанализпародонтопатогенысахарный диабет типа 2хемокиныхронический пародонтитцитокиновый профиль слюныThis study was supported by the Russian Science Foundation (grant No. 17-74-30019, “Structural and Kinetic peculiarities of Antigen Presentation as a Key for Understanding of Mechanisms of Autoimmune Pathologies and Lymphogenesis”).Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 17-74-30019 «Структурные и кинетические особенности презентации антигенов как ключ к пониманию механизмов индукции аутоиммунных патологий и лимфогенезиса».Horz H.P., Conrads G. // Expert Rev. Anti-infectiveTherapy. 2007. V. 5. № 4. P. 703-715.Kassebaum N.J., Smith A.G.C., Bernabe E., Fleming T.D., Reynolds A.E., Vos T., Murray C.J.L., Marcenes W., GBD 2015 Oral Health Collaborators // J. Dental Res. 2017. V. 96. № 4. P. 380-387.Pihlstrom B.L., Michalowicz B.S., Johnson N.W. // Lancet. 2005. V. 366. № 9499. P. 1809-1820.Xu P., Gunsolley J. // Virulence. 2014. V. 5. № 3. P. 424-432.Rawal I., Ghosh S., Hameed S.S., Shivashankar R., Ajay V.S., Patel S.A., Goodman M., Ali M.K., Narayan K.M.V., Tandon N., et al. // BioMed. Central Oral Hlth. 2019. V. 19. № 1. P. 191-200.Hajishengallis G., Darveau R.P., Curtis M.A. // Nat. Rev. Microbiology. 2012. V. 10. № 10. P. 717-725.Hajishengallis G., Lamont R.J. // Mol. Oral Microbiol. 2012. V. 27. № 6. P. 409-419.Hajishengallis G. // Nat. Rev. Immunol. 2015. V. 15. № 1. P. 30-44.Hegde R., Awan K.H. // Disease-a-Month. 2019. V. 65. № 6. P. 185-192.Baek K., Ji S., Choi Y. // J. Dental Res. 2018. V. 97. № 2. P. 192-200.Slocum C., Coats S.R., Hua N., Kramer C., Papadopoulos G., Weinberg E.O., Gudino C.V., Hamilton J.A., Darveau R.P., Genco C.A. // PLoSPathogens.2014. V. 10. № 7. e1004215.Han Y.W., Wang X.J. // J. Dental Res. 2013. V. 92. № 6. P. 485-491.Xu P., Alves J.M., Kitten T., Brown A., Chen Z., Ozaki L.S., Manque P., Ge X., Serrano M.G., Puiu D., et al. // J. Bacteriology. 2007. V. 189. № 8. P. 3166-3175.Tonetti M.S. // J. Clin. Periodontol. 2009. V. 36. № 10. P. 15-19.Genco R.J., van Dyke T.E. // Nat. Rev. Cardiol. 2010. V. 7. № 9. P. 479-480.Paju S., Scannapieco F.A. // Oral Diseases. 2007. V. 13. № 6. P. 508-512.Suvan J., D’Aiuto F., Moles D.R., Petrie A., Donos N. // Obesity Rev. 2011. V. 12. № 5. P. 381-404.Moodley A., Wood N.H., Shangase S.L. // SADJ. 2013. V. 68. № 6. P. 260-264.Han Y.W. // J. Dental Res. 2011. V. 90. № 3. P. 289-293.Kim J.H., Choi I.A., Lee J.Y., Kim K.H., Kim S., Koo K.T., Kim T.I., Seol Y.J., Ku Y., Rhyu I.C., et al. // J. Periodontal Implant Sc. 2018. V. 48. № 6. P. 347-359.Pan W., Yin W., Yang L., Xue L., Ren J., Wei W., Lu Q., Ding H., Liu Z., Nabar N.R., et al. // J. Clin. Periodontol. 2019. V. 46. № 3. P. 286-296.Poole S., Singhrao S.K., Kesavalu L., Curtis M.A., Crean S. // J. Alzheimer’s Disease. 2013. V. 36. № 4. P. 665-677.Ismail Y., Mahendran V., Octavia S., Day A.S., Riordan S.M., Grimm M.C., Lan R., Lemberg D., Tran T.A., Zhang L. // PLoS One. 2012. V. 7. № 5. P. e38217.Castellarin M., Warren R.L., Freeman J.D., Dreolini L., Krzywinski M., Strauss J., Barnes R., Watson P., Allen-Vercoe E., Moore R.A., et al. // Genome Res. 2012. V. 22. № 2. P. 299-306.Dzagyrova L.A. Metabolic indicators in evaluating the effectiveness of treatment of inflammatory periodontal diseases in patients with diabetes mellitus. Stavropol: Stavropol State Medical University, 2010.Danaei G., Finucane M.M., Lu Y., Singh G.M., Cowan M.J., Paciorek C.J., Lin J.K., Farzadfar F., Khang Y.H., Stevens G.A., et al. // Lancet. 2011. V. 378. № 9785. P. 31-40.Ida S., Kaneko R., Murata K. // J. Dental Res. 2019. V. 2019. ID4684815. P. 1-10.Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. // Diabetes Care. 2003. V. 26. № 1. P. 5-20.Ng M.L., Wadham C., Sukocheva O.A. // Internat. J. Mol. Med. 2017. V. 39. № 2. P. 243-252.Shao S., Yang Y., Yuan G., Zhang M., Yu X. // DNA Cell Biol. 2013. V. 32. № 2. P. 41-49.Verhulst M.J.L., Loos B.G., Gerdes V.E.A., Teeuw W.J. // Frontiers Endocrinol (Lausanne). 2019. V. 10. P. 1-49.Lew J.H., Naruishi K., Kajiura Y., Nishikawa Y., Ikuta T., Kido J.I., Nagata T. // Cell. Physiol. Biochem. 2018. V. 50. P. 973-986.Zhou M., Rong R., Munro D., Zhu C., Gao X., Zhang Q., Dong Q. // Public Library Sci. 2013. V. 8. № 4. e61516.Belogurov A.Jr., Zakharov K., Lomakin Y., Surkov K., Avtushenko S., Kruglyakov P., Smirnov I., Makshakov G., Lockshin C., Gregoriadis G., et al. // Neurotherapeutics. 2016. V. 13. № 4. P. 895-904.Lomakin Y., Belogurov A.Jr., Glagoleva I., Stepanov A., Zakharov K., Okunola J., Smirnov I., Genkin D., Gabibov A. // Mediators Inflam. 2016. V. 2016. P. 2847232.Ziganshin R.H., Ivanova O.M., Lomakin Y.A., Belogurov A.A. Jr., Kovalchuk S.I., Azarkin I.V., Arapidi G.P., Anikanov N.A., Shender V.O., Piradov M.A., et al. // Mol. Cell. Proteomics. 2016. V. 15. № 7. P. 2366-2378.Belogurov A.A. Jr., Ivanova O.M., Lomakin Y.A., Ziganshin R.H., Vaskina M.I., Knorre V.D., Klimova E.A., Gabibov A.G., Ivanov V.T., Govorun V.M. // Biochemistry (Moscow). 2016. V. 81. № 11. P. 1293-1302.Lomeli-Martinez S.M., Valentin-Goméz E., Varela-Hernández J.J., Alvarez-Zavala M., Sanchez-Reyes K., Ramos-Solano M., Cabrera-Silva R.I., Ramirez-Anguiano V.M., Lomeli-Martinez M.A., Martinez-Salazar S.Y., et al. // Front. Immunol. 2019. V. 10. P. 1465.Sonnenschein S.K., Meyle J. // Periodontolоgy 2000. 2015. V. 69. № 1. P. 221-254.Chee B., Park B., Bartold P.M. // Internat. J. Evidence-Based Healthcare. 2013. V. 11. № 4. P. 317-329.Preshaw P.M., Alba A.L., Herrera D., Jepsen S., Konstantinidis A., Makrilakis K., Taylor R. // Diabetologia. 2012. V. 55. № 1. P. 21-31.Gurav A.N. // Curr. Diabetes Rev. 2013. V. 9. № 5. P. 355-361.Lalla E., Papapanou P.N. // Nat. Rev. Endocrinol. 2011. V. 7. № 12. P. 738-748.Wang G.P. // Genome Medicine. 2015. V. 7. № 1. P. 40-42.Tilg H., Moschen A.R. // Trends Endocrinol. Metabolism. 2008. V. 19. № 10. P. 371-379.Iacopino A.M. // Ann. Periodontol. 2001. V. 6. № 1. P. 125-137.Oz H.S., Puleo D.A. // J. Biomed. Biotechnol. 2011. V. 2011. P. 754857.Fawzy El-Sayed K.M., Dorfer C.E. // Tissue Engineering. Part C Methods. 2017. V. 23. № 12. P. 900-925.Chatzigeorgiou A., Halapas A., Kalafatakis K., Kamper E. // Nat. Rev. Endocrinol. 2018. V. 14. P. 140-162.Rees D.A., Alcolado J.C. // Diabetic Medicine. 2005. V. 22. P. 359-370.Calisti L., Tognetti S. // Acta Biomedica de l’Ateneo Parmense. 2005. V. 76. № 3. P. 59-62.Anbalagan R., Srikanth P., Mani M., Barani R., Seshadri K.G., Janarthanan R. // Diabetes Res. Clin. Practice. 2017. V. 130. P. 204-210.Babaev E.A., Balmasova I.P., Mkrtumyan A.M. et al. // Bull Exp Biol Med. 2017. V. 163. P. 718-721Liu L.S., Gkranias N., Farias B., Spratt D., Donos N. // Clin. Oral Investigations. 2018. V. 22. № 8. P. 2743-2762.Miranda T.S., Heluy S.L., Cruz D.F., da Silva H.D.P., Feres M., Fiqueiredo L.C., Duarte P.M. // Clin. Oral Invest. 2019. V. 23. № 2. P. 641-650.Frydrych L.M., Bian G., Fattahi F., Morris S.B., O’Rourke R.W., Lumeng C.N., Kunkel S.L., Ward P.A., Delano M.J. // J. Immunol. 2019. V. 202. № 3. Р. 931-942.Alharby H., Abdelati T., Rizk M., Youssef E., Moghazy K., Gaber N., Yafei S. // Cardiovascular Endocrinol. Metab. 2019. V. 8. № 3. P. 73-76.Reiss A.B., Siegart N.M., De Leon J. // J. Clin. Lipidol. 2017. V. 12. P. 14-23.Molofsky A.B., Nussbaum J.C., Liang H.E., van Dyken S.J., Cheng L.E., Mohapatra A., Chawla A., Locksley R.M. // J. Exp. Medicine. 2013. V. 210. № 3. P. 535-549.Wu D., Molofsky A.B., Liang H.E., Ricardo-Gonzalez R.R., Jouihan H.A., Bando J.K., Chawla A., Locksley R.M. // Science. 2011. V. 332. № 6026. P. 243-247.Wensveen F.M., Valentić S., Šestan M., Turk Wensveen T., Polić B. // Eur. J. Immunol. 2015. V. 45. № 9. P. 2446-2456.Patsouris D., Li P.P., Thapar D., Chapman J., Olefsky J.M., Neels J.G. // Cell Metabolism. 2008. V. 8. № 4. P. 301-309.Nekoua M.P., Fachinan R., Atchamou A.K., Nouatin O., Amoussou-Guenou D., Amoussou-Guenou M.K., Moutairou K., Yessoufou A. // African Hlth Sci. 2016. V. 16. № 3. P. 712-724.Genin M., Clement F., Fattaccioli A., Raes M., Michiels C. // BMC Cancer. 2015. V. 15. P. 577.Moganti K., Li F., Schmuttermaier C., Riemann S., Klüter H., Gratchev A., Harmsen M.C., Kzhyshkowska J. // Immunobiology. 2017. V. 222. № 10. P. 952-959.