Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1163110.32607/actanaturae.11631Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleAntibodies Against Unusual Forms of Sialylated GlycansАнтитела против необычных форм сиалилированных гликановObukhovaPolina S.ОбуховаПолина Сергеевна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruZiganshinaMarina M.ЗиганшинаМарина Михайловна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruShilovaNadezhda V.ШиловаНадежда Владимировна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruChinarevAlexander A.ЧинаревАлександр Александрович
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruPazyninaGalina V.ПазынинаГалина Валентиновна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruNokelAlexey Yu.НокельАлексей Юрьевич
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruTerentevaAnastasia V.ТерентьеваАнастасия Викторовна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruKhasbiullinaNailya R.ХасбиуллинаНаиля Рамилевна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruSukhikhGennady T.СухихГеннадий Тихонович
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruRagimovAligeydar A.РагимовАлигейдар Алекперович
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruSalimovEmin L.СалимовЭмин Львович
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruButvilovskayaVeronika I.БутвиловскаяВероника Игоревна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruPolyakovaSvetlana M.ПоляковаСветлана Михайловна
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruSahaJaideepСахаДжайдип
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruBovinNicolai V.БовинНиколай Владимирович
Russian Federation
professorbovin@yandex.ruShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of SciencesИнститут биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНNational Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after V.I. Kulakov of the Ministry of Health care of Russian FederationНациональный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской ФедерацииI.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health care of the Russian Federation (Sechenov University)Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет)Engelhardt Institute of Molecular Biology of the Russian Academy of SciencesИнститут молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАНSynthaur LLCООО «Синтавр»Centre of Biomedical Research, Sanjay Gandhi PostGraduate Institute of Medical ScienceЦентр биомедицинских исследований, Институт последипломного медицинского образования имени Санджая Ганди2107202214285921411202116032022Copyright ©; 2022, Obukhova P.S., Ziganshina M.M., Shilova N.V., Chinarev A.A., Pazynina G.V., Nokel A.Y., Terenteva A.V., Khasbiullina N.R., Sukhikh G.T., Ragimov A.A., Salimov E.L., Butvilovskaya V.I., Polyakova S.M., Saha J., Bovin N.V.Copyright ©; 2022, Обухова П.С., Зиганшина М.М., Шилова Н.В., Чинарев А.А., Пазынина Г.В., Нокель А.Ю., Терентьева А.В., Хасбиуллина Н.Р., Сухих Г.Т., Рагимов А.А., Салимов Э.Л., Бутвиловская В.И., Полякова С.М., Саха Д., Бовин Н.В.2022Obukhova P.S., Ziganshina M.M., Shilova N.V., Chinarev A.A., Pazynina G.V., Nokel A.Y., Terenteva A.V., Khasbiullina N.R., Sukhikh G.T., Ragimov A.A., Salimov E.L., Butvilovskaya V.I., Polyakova S.M., Saha J., Bovin N.V.Обухова П.С., Зиганшина М.М., Шилова Н.В., Чинарев А.А., Пазынина Г.В., Нокель А.Ю., Терентьева А.В., Хасбиуллина Н.Р., Сухих Г.Т., Рагимов А.А., Салимов Э.Л., Бутвиловская В.И., Полякова С.М., Саха Д., Бовин Н.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11631

Previous studies have shown that in the blood of healthy donors (1) there are no natural antibodies against sialylated glycoproteins, which contain Neu5Acα (N-acetylneuraminic acid) as the most widespread form of human sialic acid, and (2) there is a moderate level of antibodies capable of binding unnatural oligosaccharides, where Neu5Ac is beta-linked to a typical mammalian glycan core. In the present study, we investigated antibodies against βNeu5Ac in more detail and verified the presence of Kdn (2-keto-3-deoxy-D-glycero-D-galacto-nonulosonic acid) as a possible cause behind their appearance in humans, taking into account the expected cross-reactivity to Kdn glycans, which are found in bacterial glycoconjugates in both the α- and β-forms. We observed the binding of peripheral blood immunoglobulins to sialyllactosamines (where “sialyl” is Kdn or neuraminic acid) in only a very limited number of donors, while the binding to monosaccharide Kdn occurred in all samples, regardless of the configuration of the glycosidic bond of the Kdn moiety. In some individuals, the binding level of some of the immunoglobulins was high. This means that bacterial Kdn glycoconjugates are very unlikely to induce antibodies to βNeu5Ac glycans in humans. To determine the reason for the presence of these antibodies, we focused on noninfectious pathologies, as well as on a normal state in which a significant change in the immune system occurs: namely, pregnancy. As a result, we found that 2/3 of pregnant women have IgM in the blood against Neu5Acβ2-3Galβ1-4GlcNAcβ. Moreover, IgG class antibodies against Neu5Acβ2-3Galβ1-4GlcNAcβ and Neu5Acβ2-6Galβ1-4GlcNAcβ were also detected in eluates from the placenta. Presumably, these antibodies block fetal antigens.

Ранее мы показали, что в крови здоровых доноров: (1) отсутствуют естественные антитела против гликопротеинов, содержащих Neu5Acα (N-ацетилнейраминовую кислоту) – наиболее распространенную форму сиаловой кислоты человека, (2) в невысоких титрах присутствуют антитела, способные связывать олигосахариды, отличающиеся от типичных сиалилированных гликанов млекопитающих только тем, что природная α-гликозидная форма Neu5Ac заменена на βNeu5Ac. В данной работе мы более подробно исследовали антитела против βNeu5Ac, а также проверили предположение о Kdn (2-кето-3-дезокси-D-глицеро-D-галактононулозоновой кислоте) как возможной причине появления этих антител в крови человека, принимая во внимание ожидаемую перекрестную реактивность с Kdn-гликанами, которые встречаются в бактериальных гликоконъюгатах как в α-, так и в β-формах. Мы наблюдали взаимодействие иммуноглобулинов периферической крови с сиалиллактозаминами (где «сиалил» представляет собой Kdn или нейраминовую кислоту) только у очень ограниченного числа доноров, в то время как с моносахаридом Kdn взаимодействовали все образцы, независимо от конфигурации гликозидной связи остатка Kdn, причем уровень связывания некоторых из них был высоким. Это означает, что бактериальные Kdn-гликоконъюгаты вряд ли инициируют образование антител к βNeu5Ac-содержащим гликанам у человека. Чтобы найти причину появления этих антител, мы сосредоточились на неинфекционных патологиях, а также на беременности, при которой происходят значительные изменения в иммунной системе, что обусловлено развитием толерантности к аллоантигенам плода. В результате, в крови большинства (2/3) обследованных беременных женщин мы обнаружили иммуноглобулины класса M, направленные к Neu5Acβ2-3Galβ1-4GlcNAcβ; кроме того, из плаценты были элюированы иммуноглобулины класса G против Neu5Acβ2-3Galβ1-4GlcNAcβ и Neu5Acβ2-6Galβ1-4GlcNAcβ. Предполагается, что обнаруженные антитела выполняют функцию блокирования антигенов плода.

sialylated glycansKdnhuman natural antibodiespregnancyglycoarrayсиалилированные гликаныKdnестественные антитела человекабеременностьгликочипРоссийский фонд фундаментальных исследованийRussian Foundation for Basic Research18-53-45008Российский фонд фундаментальных исследованийRussian Foundation for Basic Research19-015-00102Министерство науки и технологий правительства ИндииMinistry of Science and Technology of the Government of IndiaINT/RUS/RFBR/P-321This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research [#18-53-45008 to N.V.S., A.A.C., G.V.P., N.V.B. and #19-015-00102 to M.M.Z., N.R.H]; and the Ministry of Science and Technology of the Government of India project [# INT/RUS/RFBR/P-321 to J.S.] in the frame of the DST-RFBR cooperation.Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, проект № 18-53-45008 [Н.В. Шилова, А.А. Чинарев, Г.В. Пазынина, Н.В. Бовин] и проект № 19-015-00102 [М.М. Зиганшина, Н.Р. Хасбиуллина]); поддержке Министерства науки и технологий правительства Индии, проект № INT/RUS/RFBR/P-321 [Д. Саха]) в рамках сотрудничества DST и РФФИ.Varki A. // Nature. 2007. V. 446. № 7139. P. 1023–1029. https://doi.org/10.1038/nature05816Shilova N., Huflejt M.E., Vuskovic M., Obukhova P., Navakouski M., Khasbiullina N., Pazynina G., Galanina O., Bazhenov A., Bovin N. // Top. Curr. Chem. 2015. V. 366. P. 169–181.Deng L., Chen X., Varki A. // Biopolymers. 2013. V. 99. № 10. P. 650–665. https://doi.org/10.1002/bip.22314Obukhova P., Tsygankova S., Chinarev A., Shilova N., Nokel A., Kosma P., Bovin N. // Glycobiology. 2020. V. 30. № 6. Р. 395–406. https://doi.org/10.1093/glycob/cwz107Chinarev A.A., Sablina M.A., Kunetskiy R.A., Shilova N.V., Polyakova S.V., Paramonov A.S., Saha J., Bovin N.V. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. № 4. Р. 490–492.Brown M.A., Magee L.A., Kenny L.C., Karumanchi S.A., McCarthy F.P., Saito S., Hall D.R., Warren C.E., Adoyi G., Ishaku S. // Pregn. Hypert. 2018. V. 13. P. 291–310. https://doi.org/10.1016/j.preghy.2018.05.004Ziganshina M.M., Kulikova G.V., Fayzullina N.M. Yarotskaya E.L., Shchegolev A.I., Le Pendu J., Breiman A., Shilova N.V., Khasbiullina N.R., Bovin N.V., et al. // Placenta. 2020. V. 90. P. 98–102. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2019.12.005Ignat’eva N.V., Ziganshina M.M., Shilova N.V., Khasbiullina N.R., Bovin N.V., Tyutyunnik V.L., Sukhikh G.T. // Bull. Exp. Biol. Med. 2019. V. 167. № 1. P. 120–122. https://doi.org/10.1007/s10517-019-04474-4Inoue S., Kitajima K. // Glycoconj. J. 2006. V. 23. № 5–6. P. 277–290. https://doi.org/10.1007/s10719-006-6484-yKawanishi K., Saha S., Diaz S. Vaill M., Sasmal A., Siddiqui S.S., Choudhury B., Sharma K., Chen X., Schoenhofen I.C., et al. // J. Clin. Invest. 2021. V. 131. № 5. P. e137681. https://doi.org/10.1172/JCI137681Kawanishi K., Saha S., Diaz S., Vaill M., Sasmal A., Siddiqui S.S., Choudhury B., Sharma K., Chen X., Schoenhofen I.C., et al. // J. Clin. Invest. 2021. V. 131. № 5. P. e137681. https://doi.org/10.1172/JCI137681Saha S., Coady A., Sasmal A., Kawanishi K., Choudhury B., Yu H., Sorensen R.U., Inostroza J., Schoenhofen I.C., Chen X., et al. // mBio. 2021. V. 12. № 1. P. e03226–20. https://doi.org/10.1128/mBio.03226-20Brosens I., Pijnenborg R., Vercruysse L., Romero R. // Am. J. Obstet. Gynecol. 2011. V. 4. № 3. P. 193–201. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2010.08.009Wilczynski J.R. // Hum. Immunol. 2006. V. 67. № 7. P. 492–511. https://doi.org/10.1016/j.humimm.2006.04.007Huflejt M.E., Vuskovic M., Vasiliu D., Xu H., Obukhova P., Shilova N., Tuzikov A., Galanina O., Arun B., Lu K., et al. // Mol. Immunol. 2009. V. 46. № 15. P. 3037–3049. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2009.06.010Yang X., Zhang C., Chen G., Sun C., Li J. // J. Obstet. Gynaecol. Res. 2019. V. 45. № 1. P. 39–46. https://doi.org/10.1111/jog.13839Deshmukh H., Way S.S. // Annu. Rev. Pathol. 2019. V. 14. P. 185–210. https://doi.org/10.1146/annurev-pathmechdis-012418-012743Barrientos G., Fuchs D., Schrocksnadel K., Ruecke M., Garcia M.G., Klapp B.F., Raghupathy R., Miranda S., Arck P.C., Blois S.M. // J. Reprod. Immunol. 2009. V. 79. № 2. P. 201–210. https://doi.org/10.1016/j.jri.2008.11.002Malan Borel I., Gentile T., Angelucci J., Pividori J., Guala M.C., Binaghi R.A., Margni R.A. // J. Reprod. Immunol. 1991. V. 20. № 2. P. 129–240. https://doi.org/10.1016/0165-0378(91)90029-pGu J., Lei Y., Huang Y., Zhao Y., Li J., Huang T., Zhang J., Wang J., Deng X., Chen Z., et al. // Hum. Reprod. 2015. V. 30. № 2. P. 380–391. https://doi.org/10.1093/humrep/deu323