Immunomodulatory effect of hemozoin from Opisthorchis felineus and its participation in reducing allergic inflammation through activation of the inflammasome

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Molecules of the excretory-secretory product arising as a result of co-evolution of a host and a parasite are able to inhibit the type 2 immune response, while activating the type 1 and the type 17 responses. The ability to alter the immune response can be used to inhibit inflammation in allergic diseases. In this regard, a search for helminth-associated molecules both with an immunomodulatory effect and immunogenicity and low toxicity is represented as a topical task.

Hemozoin being a dark brown insoluble biocrystal is an excretory product of a number of hematophagous parasites (Schistosoma mansoni, Plasmodium falciparum and Opisthorchis felineus). This substance as a compound of parasitic origin with explicit immunomodulatory properties has prospects for deep research.

Lots of relevant literature has been studied carefully before developing a concept about Opisthorchis felineus hemozoin and its unique properties.

Thus, the current review presents an analysis of the accumulated data regarding the effect of Opisthorchis felineus trematode on the host immune system. Also the data on the immunomodulatory effect of hemozoin of various origins is analyzed. The current knowledge on the immune mechanisms of inflammasome activation and the possible role of hemozoin in reducing allergic inflammation through this mechanism is represented in this article.

According to the systemized research results the excretory-secretory molecule of the liver fluke is a product of parasitic origin with an explicit immunomodulatory effect which is promising for prospective scientific study. Opisthorchis felineus extract increases the expression of T-regulatory cells and inhibits the Th2-immune response.

Hemozoin produced by Opisthorchis felineus, like one produced by Plasmodium falciparum, may be involved in reducing the activity of allergic inflammation through activation of the inflammasome. Comprehension of the mechanism of how hemozoin interacts with the host immune system can be applied for correction of conditions associated with Th2-polarization of the immune response, which primarily include atopic diseases.

Studying the mechanism of inflammation will help by the search for a biological target to create a vaccine to prevent the spread of atopic diseases, including bronchial asthma.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Астма остаётся наиболее распространённым заболеванием во всём мире [1]. Согласно данным эпидемиологических исследований, наблюдается увеличение распространённости симптомов астмы в наиболее густонаселённых частях мира (Африка, Латинская Америка, некоторые части Азии). Ситуация усугубляется резким ростом заболеваемости аллергией в новых индустриальных странах Азии и Латинской Америки [2], что является результатом изменения тенденций рациона питания, снижения подверженности инфекциям, широкомасштабных программ дегельминтизации и массовой миграции [3].

Современные научные исследования фокусируются на иммуномодулирующем и иммунорегуляторном потенциале гельминтов и экскреторных продуктов их жизнедеятельности, имеющих потенциал для фарминдустрии [4–10]. Известно, что паразит в организме хозяина способен уклоняться от иммунного ответа, может подавлять, изменять и модифицировать текущие иммунные реакции организма хозяина, вырабатывая иммуномодулирующие вещества [4–10]. В контексте персонализированной медицины актуален поиск биологической мишени с целью создания вакцины для предотвращения распространённости атопических заболеваний, в том числе бронхиальной астмы.

В 2015 году обнаружен экскреторный продукт Opisthorchis felineus — гемозоин [11]. Это биокристалл, который продуцируется гематофаговыми паразитами Rhodnius prolixus, Schistosoma mansoni, Plasmodium falciparum, Echinostoma trivolvis, Haemoproteus columbae, Clonorchis sinensis [11, 12].

Доказано иммуномодулирующее действие гемозоина P. falciparum и его участие в активации пути инфламмасомы. Химические свойства и инфракрасные спектры кристаллов, выделенных из O. felineus, идентичны гемозоину P. falciparum [12]. Возможно, механизмы действия на иммунную систему гемозоина малярийного плазмодия и печёночной двуустки идентичны.

ВЛИЯНИЕ ОПИСТОРХОЗНОЙ ИНВАЗИИ НА АКТИВНОСТЬ ВОСПАЛЕНИЯ

Роль O. felineus в модификации течения воспалительных заболеваний отмечена рядом учёных [13–23].

По данным эпидемиологических исследований, инвазия O. felineus отрицательно коррелирует с распространённостью и тяжестью аллергических заболеваний (бронхиальная астма, атопический дерматит, пищевая аллергия) [17, 18]. Проведены единичные исследования, которые показывают, что наличие сопутствующего хронического описторхоза у пациентов с симптомами пищевой аллергии является протективным фактором в отношении повторных рецидивов атопического заболевания [20]. Хроническая инвазия O. felineus у больных астмой характеризуется высокой концентрацией интерлейкина (IL) 10, трансформирующего фактора роста бета (TGF-β) и низким уровнем IL-4, IL-5, что сопряжено с меньшей степенью реактивности дыхательных путей [13, 14]. На фоне хронической описторхозной инвазии отмечается тенденция к лёгкому течению атопического дерматита, а применение антигельминтной терапии приводит к рецидиву симптомов болезни. Содержание CD4+CD25high Т-регуляторных клеток у больных атопическим дерматитом, сочетанным с хронической описторхозной инвазией, сопоставимо с аналогичным показателем в группе больных изолированным атопическим дерматитом, а уровень CD4+FOXP3+ статистически значимо преобладает в группе пациентов с сочетанной патологией. Дегельминтизация приводит к более выраженной экспрессии CD4+FOXP3+ и сниженной экспрессии CD4+CD25high, что свидетельствует о компенсаторном усилении активности Т-регуляторных клеток [21, 22]. При бронхиальной астме на фоне инвазии O. felineus наблюдается более высокий уровень CD4+CD25high и CD4+FOXP3+ регуляторных Т-клеток по сравнению с показателями, полученными при изолированной астме и в контроле, что демонстрирует модифицирующее влияние печёночной двуустки на иммунный ответ при аллергическом воспалении [21].

При астме наблюдается выраженная экспрессия молекулы CD86 на поверхности дендритных клеток по сравнению с показателями у здоровых лиц. При in vitro стимуляции дендритных клеток пациентов с бронхиальной астмой экстрактом O. felineus наблюдается сниженная экспрессия CD86 [23]. Данная молекула рассматривается как возможная фармакологическая мишень для терапии аллергических болезней [23].

Такие данные могут свидетельствовать о возможном влиянии описторхозной инвазии на активность воспаления, в частности аллергического, и требуют дальнейшего изучения.

ИММУНОМОДУЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА ГЕМОЗОИНА

Гемозоин P. falciparum перспективен для изучения, поскольку обладает выраженными иммуномодулирующими свойствами [15, 24–26]. Гемозоин представляет собой тёмно-коричневый нерастворимый биокристалл, который синтезируется в процессе жизнедеятельности гематофаговых паразитов для детоксикации метаболитов гема [10–12]. Образование гемозоина является основным путём детоксикации гема у малярийного паразита P. falciparum, а также некоторых других гематофагов, включая R. prolixus, S. mansoni, E. trivolvis, H. columbae, C. sinensis и O. felineus [11, 12, 27–30].

Гемозоин состоит из димера гема, является железо-порфирин-протеиноидным комплексом [10, 11]. При переваривании в процессе лизиса эритроцитов паразитами до 95% гема гемоглобина превращается в гемозоин. Такое изменение гема является защитной реакцией паразитов от окислительного повреждения [31–33].

Для кристаллов гемозоина разного происхождения данные об иммуномодулирующем действии противоречивы. В частности, показано, что кристаллы гемозоина малярийного и синтетического происхождения обладают различными иммуномодулирующими свойствами как in vitro, так и in vivo [34–41].

Гемозоин участвует в патогенезе острого повреждения лёгких при малярии, с разрушением альвеолярного эпителия, эндотелия и ускоренным разрушением гематогазового барьера. Он запускает выработку IL-1β моноцитами и вызывает апоптоз пневмоцитов II типа по пути CARD9 [42]. Согласно ряду исследований, поглощение гемозоина макрофагами вызывает изменение продукции цитокинов, хемокинов и эффекторных молекул, среди которых фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), IL-12, IL-10, макрофагальный воспалительный белок (MIP)-1α, MIP-1β, оксид азота (NO), а также подавление продукции простагландинов PGЕ-2 [43–45].

При стимуляции гемозоином моноциты и макрофаги малярийного плазмодия секретируют высокие уровни IL-10, IL-1β и TNF-α и низкие уровни IL-2, IL-12 и интерферона гамма (IFN-γ) [45–47]. In vitro гемозоин индуцирует снижение экспрессии IL-2 [35]. Фагоцитоз гемозоина способствует быстрому высвобождению IL-1β in vitro. Он инициирует продукцию ряда цитокинов, среди которых IL-6, IL-12, IL-1β [32, 34, 45, 48]. При внутривенном введении гемозоина P. falciparum мышам без малярии наблюдалось увеличение секреции IL-1β, IL-6, IL-10, TNF и TGF-β [49, 50].

Поглощение гемозоина моноцитами, макрофагами и нейтрофилами приводит к снижению экспрессии главного комплекса гистосовместимости класса II (MHC II), а также костимулирующих молекул CD54, CD11c, CD83, CD80, CD54, CD40, CD1a дендритными клетками [51, 52]. Напротив, по результатам другого исследования, макрофаги и миелоидные дендритные клетки, нагруженные гемозоином, демонстрируют более высокие уровни маркеров созревания дендритных клеток CD80, CD86, MHC II [53].

При изучении гемозоина Schistosoma japonicum выявлено, что он не оказывает влияния на развитие и активность мышиных миелоидных дендритных клеток в отличие от гемозоина P. falciparum, который способствует увеличению экспрессии CD40 и усиливает секрецию IL-12p40 в ответ на IFNγ/ЛПС [54].

В систематическом обзоре 2021 года проанализированы механизмы действия на иммунную систему экскреторно-секреторных продуктов различных гельминтов, в том числе гемозоина печёночной двуустки. Согласно информации, которая указана в Приложении 1, модель для гемозоина O. felineus так и не определена и требует дальнейшего изучения [55]. Большинство молекул гельминтов обладают иммуносупрессивными свойствами, воздействуя на Treg-клетки. Доказано, что количество Treg-клеток увеличивается при заражении гельминтами [55]. Молекулы, полученные из гельминтов, могут регулировать фенотип и функцию дендритных клеток, поверхностные маркеры (молекулы MHC II, CD80, CD86) и цитокины (IL-12, TGF-β, IL-10) [55]. При стимуляции дендритных клеток пациентов с бронхиальной астмой гемозоином O. felineus наблюдались более высокие уровни IL-10 и IL-12β [15].

Полученные данные свидетельствуют о том, что гемозоин P. falciparum и O. felineus способствует продукции IL-10, IL-1β, IL-12β, при этом IL-10 ассоциирован со сниженной продукцией IL-12 посредством активации макрофагов и натуральных киллеров, что приводит к уменьшению аллергического воспаления в дыхательных путях и способствует облегчению симптомов аллергической астмы [55, 56].

ИНФЛАММАСОМА (NLRP3) И АЛЛЕРГИЧЕСКОЕ ВОСПАЛЕНИЕ В ЛЁГКИХ

Повышенная продукция IL-1β связана с активацией NLRP3 инфламмасомы, что является особенностью взаимодействия с иммунной системой гемозоина малярийного происхождения [34, 57].

Инфламмасома — это крупные мультипротеиновые сигнальные платформы, которые контролируют ответ иммунной системы и координируют противомикробную защиту хозяина. Они собираются паттернраспознающими рецепторами (PRR) после обнаружения патогенных микроорганизмов и сигналов опасности в цитозоле клеток хозяина, активируют воспалительные каспазы, цистеинзависимые аспартатнаправленные протеазы, которые активируют пироптоз и способствуют созреванию цитокинов IL-1β и IL-18 [58].

Инфламмасомы — первая, неспецифическая линия защиты организма. Они быстро активируют иммунный ответ на появление антигена. Роль инфламмасомы заключается в обнаружении сигнала опасности, в качестве которого может выступать множество молекулярных структур [59].

Несмотря на расположение инфламмасом в цитозоле клеток, они способны запускать эффективный иммунный ответ против внеклеточных, вакуолярных и внутриклеточных бактерий, грибков и вирусов. Помимо этого, инфламмасомы способны активироваться вне зависимости от наличия инфекционных агентов в ответ на кристаллические вещества (кремнезём, квасцы, гемозоин), эндогенные сигналы опасности, эндогенные молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждениями (например, аденозинтрифосфат, кристаллы мочевой кислоты, амилоид, активные формы кислорода) [55, 56]. Инфламмасома резко отличается от других механизмов активации воспаления своей уникальной возможностью распознавать широкий спектр антигенных структур в сверхмалом количестве [60].

Клиническое значение инфламмасом выходит за рамки инфекционных заболеваний, так как дисрегуляция их активности связана с многочисленными наследственными и приобретёнными воспалительными нарушениями. Так, нарушение регуляции активации инфламмасом связано с развитием онкологических, аутоиммунных, метаболических и нейродегенеративных заболеваний (атеросклероз, болезнь Альцгеймера, сахарный диабет, рак и др.) [58].

Цистеиновая протеаза каспаза-1 (Casp-1) способствует повышению врождённого иммунитета посредством сборки провоспалительных сом NLRP3, NLRC4, AIM2 и NLRP6. Недавние исследования показали, что активация каспазы-1 воспалительной сомой NLRP3 ослабляет IL-33-зависимое аллергическое воспаление в лёгких [60–62]. Foxp3+ регуляторные Т-клетки (Treg), экспрессирующие рецептор IL-33 ST2, опосредуют восстановление тканей в ответ на высокий уровень IL-33 [63]. Изменение уровня Treg в периферической крови при астме подтверждает вклад иммунорегуляторных клеточных механизмов в контроль аллергической астмы [21].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экскреторно-секреторная молекула печёночной двуустки является перспективным для будущих исследований продуктом паразитарного происхождения с выраженным иммуномодулирующим действием. Экстракт O. felineus увеличивает экспрессию Т-регуляторных клеток и подавляет Th2-иммунный ответ. Проведённые исследования, систематизированные в данной статье, свидетельствуют о том, что гемозоин O. felineus, как и гемозоин P. falciparum, может принимать участие в уменьшении активности аллергического воспаления через активацию инфламмасомы. Понимание того, как гемозоин взаимодействует с иммунной системой хозяина, может быть использовано для коррекции состояний, ассоциированных с Th2-поляризацией иммунного ответа, к которым в первую очередь относятся атопические заболевания. Изучение механизмов воспаления может помочь в поиске биологической мишени с целью создания вакцины для предотвращения распространённости атопических заболеваний, в том числе бронхиальной астмы.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Приложение 1. Классификация молекул гельминтного происхождения (адаптировано из S. Wenjie и соавт. [55]) doi: 10.36691/RJA16930-166158

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа выполнена за счёт гранта Российского научного фонда (№ 23-25-00432).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение поисково-аналитической работы и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: А.П. Мелентьева — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи; Т.А. Паршуткина — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, подготовка и написание текста статьи; Л.М. Огородова, О.С. Фёдорова — написание текста и редактирование статьи.

ADDITIONAL INFORMATION

Supplement 1. Classification of molecules of helminth origin (adapted from S. Wenjie et al. [55]) doi: 10.36691/RJA16930-166158

Funding source. This article was supported by the Research Foundation Flanders (grant № 23-25-00432).

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors' contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. A.P. Melentyeva — literature review, collection and analysis of literary sources, writing the text and editing the article; T.A. Parshutkina — literature review, collection and analysis of literary sources, preparation and writing of the article; L.M. Ogorodova, O.S. Fedorova — writing the text and editing the article.

 

Приложение 1. Классификация молекул гельминтного происхождения (адаптировано из S. Wenjie и соавт. [55])

Supplement 1. Classification of molecules of helminth origin (adapted from S. Wenjie et al. [55])

Молекула

Гельминт

Источник

Иммунные клетки

Иммунный ответ

Модель

Протеин

IPSE/альфа-1

S. mansoni eggs

Базофилы

Th2

-

Тиоредоксин пероксидаза-2

T. spiralis

Макрофаги → Th2

Th2

-

Омега-1

S. mansoni eggs

Дендритные → Th2

Th2

-

Цистатин

A. viteae

Макрофаги

Иммуносупрессивный

Аллергические заболевания, вызванные пыльцой, и колит, вызванный декстраном сульфата натрия

Молекулы защиты от гельминтов

F. hepatica

Макрофаги

Иммуносупрессивный

Модель астмы, индуцированная D. Pteronyssinus

Пероксиредоксины

S. mansoni и

Макрофаги → Th2

Th2

-

Сериновые протеазы

T. spiralis

Макрофаги

Иммуносупрессивный

Колит, вызванный декстраном сульфата натрия

Цистатин

T. spiralis

Th2 и Treg

Ингибируют Th1-иммунный ответ

Колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой

Гемозоин

O. felineus

Дендритные

Иммуносупрессивный

-

Цистатин

A. lumbricoides

Treg

Иммуносупрессивный

Аллергические заболевания, вызванные Blomiatropicis, и колит, вызванный декстраном сульфата натрия

Рекомбинантный Sj16

S. japonicum

Treg

Иммуносупрессивный

Колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой

SJMHE1 пептид

S. japonicum

Treg

Иммуносупрессивный

Модель аллергической астмы, индуцированной овальбумином (OVA), и колит, вызванный декстраном сульфата натрия

TGF-β миметик

H. polygyrus

CD4+T

Иммуносупрессивный

Отторжение аллотрансплантата и колит, вызванный декстраном сульфата натрия

Катепсин B1 протеаза

S. mansoni

Макрофаги

Ингибируют Th1-иммунный ответ

-

Цистатин

S. japonicum

Treg

Иммуносупрессивный

Колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой

FheCL1 протеазы

F. hepatica

Макрофаги

Ингибируют Th1-иммунный ответ

-

Fh12

F. hepatica

PBMCs

Иммуносупрессивный

-

Антиген B

E. granulosus

Предшественники моноцитов

Иммуносупрессивный

-

Aнтиген B

E. granulosus

Дендритные

Th2

-

Противовоспалительный протеин-2

A. caninum

CD103 + Дендритные → Treg

Иммуносупрессивный

Модель аллергической астмы, индуцированной овальбумином (OVA)

Приложение 1. Классификация молекул гельминтного происхождения (адаптировано из S. Wenjie и соавт. [55]). Окончание

Supplement 1. Classification of molecules of helminth origin (adapted from S. Wenjie et al. [55]). Ending

Молекула

Гельминт

Источник

Иммунные клетки

Иммунный ответ

Модель

Протеин

Цистатин

B. malayi

Перитонеальный макрофаг

Иммуносупрессивный

Колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой

P43

T. muris

-

Ингибирует IL-13-зависимый иммунный ответ

-

Sm200 и SmKI-1

S. mansoni

Mоноциты

Иммуносупрессивный

Аллергические заболевания, вызванные Blomiatropicis

HpBARI

H. polygyrus

ST2-экспрессирующие

Иммуносупрессивный

Модель аллергической астмы, индуцированной овальбумином (OVA) и аллергенами обычного гриба Alternaria

Ингибитор сериновой протеазы

T. spiralis

Mакрофаги

Иммуносупрессивный

Колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой

Ферментативная активность хитиназ

T. suis

Mакрофаги

Ингибируют Th2-иммунный ответ

Модель аллергической астмы, индуцированной овальбумином (OVA)

HpARI

H. polygyrus

Некротические

Ингибируют Th2-иммунный ответ

Модель аллергической астмы, индуцированной аллергенами обычного гриба Alternaria

Карбогидрат

Лакто-N-фукопентоза III

S. mansoni

Дендритные → Th2

Th2

-

Lewisx

S. mansoni eggs

Дендритные

Th2

-

Липид

Лизофосфатидил серин

S. mansoni eggs

Дендритные → Treg

Иммуносупрессивный

-

РНК

miRNAs

Экзосома H. polygyrus

-

Иммуносупрессивный

Модель аллергической астмы, индуцированной аллергенами обычного гриба Alternaria

Двухцепочечные РНК

S. mansoni eggs

Дендритные

Th1

-

Органические молекулы

Сукцинат

N. brasiliensis

Пучковые клетки кишечника

-

-

×

About the authors

Anasyasiay P. Melenteva

Siberian State Medical University

Author for correspondence.
Email: anastasiaymelenteva@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-5600-5760
Russian Federation, Tomsk

Tamara A. Parshutkina

Siberian State Medical University

Email: tamara.parshutkina@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-3948-3608
Russian Federation, Tomsk

Ludmila M. Ogorodova

Siberian State Medical University

Email: edu@tomsk.gov.ru
ORCID iD: 0000-0002-2962-1076

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor, corresponding member of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Tomsk

Olga S. Fedorova

Siberian State Medical University

Email: olga.sergeevna.fedorova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7130-9609
SPIN-code: 5285-4593

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Tomsk

References

  1. Vasileiadou S, Ekerljung L, Bjerg A, Goksör E. Asthma increased in young adults from 2008–2016 despite stable allergic rhinitis and reduced smoking. PLoS One. 2021;16(6):e0253322. EDN: VTRWEP doi: 10.1371/journal.pone.0253322
  2. Windsor JW, Kaplan GG. Evolving epidemiology of IBD. Curr Gastroenterol Rep. 2019;21(8):40. EDN: KHUTQP doi: 10.1007/s11894-019-0705-6
  3. Biagioni B, Vitiello G, Bormioli S, et al. Migrants and allergy: A new view of the atopic march. Eur Ann Allergy Clin Immunol. 2019;51(3):100–114. doi: 10.23822/EurAnnACI.1764-1489.96
  4. Khosravi M, Mirsamadi ES, Mirjalali H, Zali MR. Isolation and functions of extracellular vesicles derived from parasites: The promise of a new era in immunotherapy, vaccination, and diagnosis. Int J Nanomedicine. 2020;(15):2957–2969. EDN: MJUUBP doi: 10.2147/IJN.S250993
  5. Lothstein KE, Gause WC. Mining helminths for novel therapeutics. Trends Mol Med. 2021;27(4):345–364. doi: 10.1016/j.molmed.2020.12.010
  6. Wenjie S, Ning X, Xuelin W, et al. Helminth therapy for immune-mediated inflammatory diseases: Current and future perspectives. J Inflammat Res. 2022;(15):475–491. EDN: HLEQUG doi: 10.2147/JIR.S348079
  7. Hendrik JP, van der Zande, Zawistowska-Deniziak A, Guigas B. Immune regulation of metabolic homeostasis by helminths and their molecules. Trends Parasitol. 2019;35(10):795–808. doi: 10.1016/j.pt.2019.07.014
  8. Wu Z, Wang L, Tang Y, Sun X. Parasite-derived proteins for the treatment of allergies and autoimmune diseases. Front Microbiol. 2017;(8):2164. doi: 10.3389/fmicb.2017.02164
  9. Maruszewska-Cheruiyot M, Szewczak L, Krawczak-Wójcik K, et al. The production of excretory-secretory molecules from Heligmosomoides polygyrus bakeri fourth stage larvae varies between mixed and single sex cultures. Parasit Vectors. 2021;14(1):1–10. EDN: NOZQIY doi: 10.1186/s13071-021-04613-9
  10. Zakeri A, Hansen EP, Andersen SD, et al. Immunomodulation by helminths: Intracellular pathways and extracellular vesicles. Front Immunol. 2018;(9):2349. doi: 10.3389/fimmu.2018.02349
  11. Pershina AG, Saltykova IV, Ivanov VV, et al. Hemozoin "knobs" in O. felineus infected liver. Parasit Vectors. 2015;(8):459. EDN: UZZGJT doi: 10.1186/s13071-015-1061-5
  12. Lvova M, Zhukova M, Kiseleva E, et al. Hemozoin is a product of heme detoxification in the gut of the most medically important species of the family Opisthorchiidae. Int J Parasitol. 2016;46(3):147–156. doi: 10.1016/j.ijpara.2015.12.003
  13. Evdoklmova ТА, Ogorodova LM. Influence of chronic opistorchis invasion upon immune response and clinical presentations of pediatric bronchial asthma. Pediatriya: zhurnal imeni G.N. Speranskogo. 2005;84(6):12–17. EDN: HSTFKZ
  14. Ogorodova LM, Freidin MB, Sazonov AE, et al. Opistorchis felineus invasion influence on immunity in bronchial asthma. Bulletin Siberian Med. 2010;9(3):85–90. EDN: MSMIQD doi: 10.20538/1682-0363-2010-3-85-90.
  15. Saltykova IV, Ittiprasert W, Nevskaya KV, et al. Hemozoin from the liver fluke, O. felineus, modulates dendritic cell responses in bronchial asthma patients. Front Vet Sci. 2019;(6):332. EDN: PDCHOC doi: 10.3389/fvets.2019.00332
  16. Ogorodova LM, Freidin MB, Sazonov AE, et al. Study of occurrence and correlation between allergic diseases and opisthorchiasis in the population of the Tomsk Region. Bulletin Siberian Med. 2006;5(4):48–51. EDN: HVQRGH doi: 10.20538/1682-0363-2006-4-48-51
  17. Ogorodova LM, Freidin MB, Sazonov AE, et al. A pilot screening of prevalence of atopic states and opisthorchosis and their relationship in people of Tomsk Oblast. Parasitol Res. 2007;101(4):1165–1168. doi: 10.1007/s00436-007-0588-6
  18. Fedorova OS, Janse JJ, Ogorodova LM, et al. O. felineus negatively associates with skin test reactivity in Russia-EuroPrevall-International Cooperation study. Allergy. 2017;72(7):1096–1104. EDN: XMXPYP doi: 10.1111/all.13120
  19. Fyodorova OS. Food allergy prevalence in children of opisthorchiasis world region. Bulletin Siberian Med. 2010;9(5):102–107. EDN: MVJFYX doi: 10.20538/1682-0363-2010-5-102-107
  20. Saltykova IV, Ogorodova LM, Bragina EY, et al. O. felineus liver fluke invasion is an environmental factor modifying genetic risk of atopic bronchial asthma. Acta Trop. 2014;(139):53–56. EDN: UEMZWL doi: 10.1016/j.actatropica.2014.07.004
  21. Kirillova NA, Deyev IA, Kremer YE, et al. T-regulatory cells subpopulation in bronchial asthma and heterogeneous phenotypes of chronic obstructive pulmonary disease. Bulletin Siberian Med. 2011;10(1):48–54. EDN: MKRKHY doi: 10.20538/1682-0363-2011-1-48-54
  22. Gonsorunova DS, Ogorodova LM, Fyodorova OS, et al. Т-regulatory cells in atopic dermatitis immune response. Bulletin Siberian Med. 2011;10(4):82–88. EDN: OFNNVD doi: 10.20538/1682-0363-2011-4-82-88
  23. Kremer EÉ, Ogorodova LM, Kirillova NA, et al. [Immunophenotypic characteristic of dendritic cells in bronchial asthma in conditions of extract O. felineus in vitro. (In Russ)]. Annals Russ Academ Med Sci. 2013;(5):66–70. EDN: QCUWIL doi: 10.15690/vramn.v68i5.665
  24. Pack AD, Schwartzhoff PV, Zacharias ZR, et al. Hemozoin-mediated inflammasome activation limits long-lived anti-malarial immunity. Cell Rep. 2021;36(8):109586. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109586
  25. Fontana MF, Saphire EO, Pepper M. Plasmodium infection disrupts the T follicular helper cell response to heterologous immunization. Elife. 2023(12):e83330. doi: 10.7554/eLife.83330
  26. Surette FA, Guthmiller JJ, Li L, et al. Extrafollicular CD4 T cell-derived IL-10 functions rapidly and transiently to support anti-Plasmodium humoral immunity. PLoS Pathog. 2021;17(2):e1009288. doi: 10.1371/journal.ppat.1009288
  27. Chen MM, Shi L, Sullivan DJ. Haemoproteus and schistosoma synthesize heme polymers similar to plasmodium hemozoin and beta-hematin. Mol Biochem Parasitol. 2001;113(1):1–8. doi: 10.1016/s0166-6851(00)00365-0
  28. Hoang AN, Ncokazi KK, de Villiers KA, et al. Crystallization of synthetic haemozoin (beta-haematin) nucleated at the surface of lipid particles. Dalton Trans. 2010;39(5):1235–1244. doi: 10.1039/b914359a
  29. Coronado LM, Nadovich CT, Spadafora C. Malarial hemozoin: From target to tool. Biochim Biophys Acta. 2014;1840(6):2032–2041. doi: 10.1016/j.bbagen.2014.02.009
  30. Xiao SH, Sun J. Schistosoma hemozoin and its possible roles. Int J Parasitol. 2017;47(4):171–183. doi: 10.1016/j.ijpara.2016.10.005
  31. Egan TJ. Haemozoin formation. Mol Biochem Parasitol. 2008;157(2):127–36. doi: 10.1016/j.molbiopara.2007.11.005
  32. Dostert C, Guarda G, Romero JF, et al. Malarial hemozoin is a Nalp3 inflammasome activating danger signal. PLoS One. 2009;4(8):e6510. doi: 10.1371/journal.pone.0006510
  33. Uraki R, Das SC, Hatta M, et al. Hemozoin as a novel adjuvant for inactivated whole virion influenza vaccine. Vaccine. 2014;32(41):5295–5300. doi: 10.1016/j.vaccine.2014.07.079
  34. Griffith JW, Sun T, McIntosh MT, Bucala R. Pure Hemozoin is inflammatory in vivo and activates the NALP3 inflammasome via release of uric acid. J Immunol. 2009;183(8):5208–5220. doi: 10.4049/jimmunol.0713552
  35. Jaramillo M, Gowda DC, Radzioch D, Olivier M. Hemozoin increases IFN-gamma-inducible macrophage nitric oxide generation through extracellular signal-regulated kinase- and NF-kappa B-dependent pathways. J Immunol. 2003;171(8):4243–4253. doi: 10.4049/jimmunol.171.8.4243
  36. Urban BC, Todryk S. Malaria pigment paralyzes dendritic cells. J Biol. 2006;5(2):4. doi: 10.1186/jbiol37
  37. Jiang Y, Xue X, Chen X, et al. Hemozoin from Schistosoma japonicum does not affect murine myeloid dendritic cell function. Parasitol Res. 2010;106(3):653–659. doi: 10.1007/s00436-009-1717-1
  38. Truscott M, Evans DA, Gunn M, Hoffmann KF. Schistosoma mansoni hemozoin modulates alternative activation of macrophages via specific suppression of retnla expression and secretion. Infect Immun. 2013;81(1):133–142. doi: 10.1128/IAI.00701-12
  39. Lee MS, Igari Y, Tsukui T, et al. Current status of synthetic hemozoin adjuvant: A preliminary safety evaluation. Vaccine. 2016;34(18):2055–2061. doi: 10.1016/j.vaccine.2016.02.064
  40. Bobade D, Khandare AV, Deval M, et al. Hemozoin-induced activation of human monocytes toward M2-like phenotype is partially reversed by antimalarial drugs-chloroquine and artemisinin. Microbiologyopen. 2019;8(3):e00651. doi: 10.1002/mbo3.651.
  41. Maknitikul S, Luplertlop N, Chaisri U, et al. Featured article: Immunomodulatory effect of hemozoin on pneumocyte apoptosis via CARD9 pathway, a possibly retarding pulmonary resolution. Exp Biol Med (Maywood). 2018;243(5):395–407. doi: 10.1177/1535370218757458
  42. Keller CC, Yamo O, Ouma C, et al. Acquisition of hemozoin by monocytes down-regulates interleukin-12 p40 (IL-12p40) transcripts and circulating IL-12p70 through an IL-10-dependent mechanism: In vivo and in vitro findings in severe malarial anemia. Infect Immun. 2006;74(9):5249–5260. doi: 10.1128/IAI.00843-06
  43. Sherry BA, Alava G, Tracey KJ, et al. Malaria-specific metabolite hemozoin mediates the release of several potent endogenous pyrogens (TNF, MIP-1 alpha, and MIP-1 beta) in vitro, and altered thermoregulation in vivo. J Inflamm. 1995;45(2):85–96.
  44. Ranjan R, Karpurapu M, Rani A, et al. Hemozoin regulates inos expression by modulating the transcription factor NF-ΚB in macrophages. Biochem Mol Biol J. 2016;2(2):10. doi: 10.21767/2471-8084.100019
  45. Dostert C, Guarda G, Romero JF, et al. Malarial hemozoin is a Nalp3 inflammasome activating danger signal. PLoS One. 2009;4(8):e6510. doi: 10.1371/journal.pone.0006510
  46. Perkins DJ, Moore JM, Otieno J, et al. In vivo acquisition of hemozoin by placental blood mononuclear cells suppresses PGE2, TNF-alpha, and IL-10. Biochem Biophys Res Commun. 2003;311(4):839–846. doi: 10.1016/j.bbrc.2003.10.073
  47. Shio MT, Eisenbarth SC, Savaria M, et al. Malarial hemozoin activates the NLRP3 inflammasome through Lyn and Syk kinases. PLoS Pathog. 2009;5(8):e1000559. doi: 10.1371/journal.ppat.1000559
  48. Saltykova IV, Ittiprasert W, Nevskaya KV, et al. Hemozoin from the liver fluke, O. felineus, modulates dendritic cell responses in bronchial asthma patients. Front Vet Sci. 2019;(6):332. doi: 10.3389/fvets.2019.00332
  49. Schwarzer E, Skorokhod OA, Barrera V, Arese P. Hemozoin and the human monocyte: A brief review of their interactions. Parassitologia. 2008;50(1-2):143–145.
  50. Deroost K, Tyberghein A, Lays N, et al. Hemozoin induces lung inflammation and correlates with malaria-associated acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Cell Mol Biol. 2013;48(5):589–600. doi: 10.1165/rcmb.2012-0450OC
  51. Skorokhod OA, Alessio M, Mordmüller B, et al. Hemozoin (malarial pigment) inhibits differentiation and maturation of human monocyte-derived dendritic cells: A peroxisome proliferator-activated receptor-gamma-mediated effect. J Immunol. 2004;173(6):4066–4074. doi: 10.4049/jimmunol.173.6.4066
  52. Schwarzer E, Alessio M, Ulliers D, Arese P. Phagocytosis of the malarial pigment, hemozoin, impairs expression of major histocompatibility complex class II antigen, CD54, and CD11c in human monocytes. Infect Immun. 1998;66(4):1601–1606. doi: 10.1128/IAI.66.4.1601-1606.1998
  53. Waseem S, Ur-Rehman K, Kumar R, Mahmood T. Hemozoin enhances maturation of murine bone marrow derived macrophages and myeloid dendritic cells. Iran J Immunol. 2016;13(1):1–8.
  54. Cambos M, Bazinet S, Abed E, et al. The IL-12p70/IL-10 interplay is differentially regulated by free heme and hemozoin in murine bone-marrow-derived macrophages. Int J Parasitol. 2010;40(9):1003–1012. doi: 10.1016/j.ijpara.2010.02.007
  55. Shi W, Xu N, Wang X, et al. Helminth therapy for immune-mediated inflammatory diseases: Current and future perspectives. J Inflamm Res. 2022;(15):475–491. doi: 10.2147/JIR.S348079
  56. Liu JY, Li LY, Yang XZ, et al. Adoptive transfer of dendritic cells isolated from helminth-infected mice enhanced T regulatory cell responses in airway allergic inflammation. Parasite Immunol. 2011;(33):525–534. doi: 10.1111/j.1365-3024.2011.01308.x
  57. Coronado LM, Nadovich CT, Spadafora C. Malarial hemozoin: From target to tool. Biochim Biophys Acta. 2014;1840(6):2032–2041. doi: 10.1016/j.bbagen.2014.02.009
  58. Broz P, Dixit VM. Inflammasomes: Mechanism of assembly, regulation and signalling. Nat Rev Immunol. 2016;16(7):407–420. doi: 10.1038/nri.2016.58
  59. Toldo S, Mauro AG, Cutter Z, Abbate A. Inflammasome, pyroptosis, and cytokines in myocardial ischemia-reperfusion injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2018;315(6):H1553–H1568. doi: 10.1152/ajpheart.00158.2018
  60. De Queiroz GA, da Silva RR, de Pires AO, et al. New variants in NLRP3 inflammasome genes increase risk for asthma and Blomia tropicalis-induced allergy in a Brazilian population. Cytokine X. 2020;2(3):100032. doi: 10.1016/j.cytox.2020.100032
  61. Madouri F, Guillou N, Fauconnier L, et al. Caspase-1 activation by NLRP3 inflammasome dampens IL-33-dependent house dust mite-induced allergic lung inflammation. J Mol Cell Biol. 2015;7(4):351–365. doi: 10.1093/jmcb/mjv012
  62. Préfontaine D, Lajoie-Kadoch S, Foley S, et al. Increased expression of IL-33 in severe asthma: Evidence of expression by airway smooth muscle cells. J Immunol. 2009;183(8):5094–5103. doi: 10.4049/jimmunol.0802387
  63. Faustino LD, Griffith JW, Rahimi RA, et al. Luster interleukin-33 activates regulatory T cells to suppress innate γδ T cell responses in the lung. Nat Immunol. 2020;21(11):1371–1383. doi: 10.1038/s41590-020-0785-3

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Supplement 1. Classification of molecules of helminth origin (adapted from S. Wenjie et al. [55])
Download (11KB)
Indexing metadata

Copyright © Pharmarus Print Media, 2024

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies