Cytokines and inflammationCytokines and inflammationЦитокины и воспаление1684-7849Eco-Vector62311210.17816/CI2022221-4-9ArticlesСтатьиResearch ArticleImmune response in neuroinflammatory caused by mild traumatic brain injury (experimental study)Иммунный ответ при нейровоспалении, вызванном легкой черепно-мозговой травмой (экспериментальное исследование)Rad’kovIvan V.РадьковИван Валерьевич
Russian Federation

graduate student

аспирант

cytokines@yandex.ruPlekhovaNatalia G.ПлеховаНаталья Геннадьевна
Russian Federation

doctor of biological sciences, head of the Central research laboratory

д-р биол. наук, заведующая Центральной научно-исследовательской лабораторией

pl_nat@hotmail.comZinovievSergey V.ЗиновьевСергей Викторович
Russian Federation

candidate of medical sciences, senior researcher

канд. мед. наук, старший научный сотрудник

cytokines@yandex.ruShumatovValentin B.ШуматовВалентин Борисович
Russian Federation

doctor of medical sciences, professor, rector

д-р мед. наук, профессор, ректор

cytokines@yandex.ruPacific State Medical UniversityФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения России16032022191-454600811202308112023Copyright ©; 2022, Rad’kov I.V., Plekhova N.G., Zinoviev S.V., Shumatov V.B.Copyright ©; 2022, Радьков И.В., Плехова Н.Г., Зиновьев С.В., Шуматов В.Б.2022Rad’kov I.V., Plekhova N.G., Zinoviev S.V., Shumatov V.B.Радьков И.В., Плехова Н.Г., Зиновьев С.В., Шуматов В.Б.https://cijournal.ru/1684-7849/article/view/623112

The study of the organism immune response in mild traumatic brain injury (mTBI) is an important stage in the formation of a scientific understanding of this type of brain damage. The purpose of the study: to research of the systemic immune response parameters in the experimental modeling of mTBI. The cellular composition and phenotype of immune cell subpopulations were assessed, and the content of pro- and anti-inflammatory cytokines in the mTBI and blood serum of injured rats was determined. A high content of leukocytes and interleukin 6 (IL 6) in the blood was found 2 hours after the injury. The number of cytotoxic T-lymphocytes and B-lymphocytes increased with a decrease of the neutrophils, monocytes, eosinophils and T helpers number one day after mTBI. During the indicated periods of observation, an increase in the content of cytokines TNFα and IL 6 in the cerebrospinal fluid and blood serum was observed, and the indicators of anti-inflammatory IL 10 increased 7–14 days after mTBI. On the 14th day after injury, the level of stab neutrophils remained low, while the number of CD45, CD3, CD20, and CD8 positive lymphocytes continued to increase, which indicates the progression of the inflammatory response. Thus, after the application of mTBI, an inflammatory reaction develops, accompanied by the manifestation of the activity of immune components. Cytokines are registered in the peripheral circulation and cerebrospinal fluid, the number of B-lymphocytes and cytotoxic T-lymphocytes increases.

Изучение иммунной реакции организма при легкой черепно-мозговой травме (лЧМТ) является актуальным этапом формирования научного представления о данном типе повреждения головного мозга. Цель исследования: изучить параметры системного иммунного ответа при экспериментальном моделировании лЧМТ. Оценен клеточный состав и фенотип субпопуляций иммунных клеток, и определено содержание про- и противовоспалительных цитокинов в ликворе и сыворотке крови травмированных крыс. Установлено высокое содержание лейкоцитов и интерлейкина 6 (ИЛ 6) в крови через 2 часа после травмы. Количество цитотоксических Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов повышалось при снижении числа нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов и Т-хелперов через сутки после лЧМТ. В указанные сроки наблюдалось повышение содержания цитокинов ФНОα и IL 6 в ликворе и сыворотке крови, а показатели противовоспалительного ИЛ 10 увеличивались через 7-14 суток после лЧМТ. На 14-е сутки после травмы уровень палочкоядерных нейтрофилов оставался низким, тогда как количество CD45, CD3, CD20 и CD8 позитивных лимфоцитов продолжал повышаться, что свидетельствует о прогрессировании воспалительной реакции. Таким образом, после нанесения лЧМТ развертывается воспалительная реакция, сопровождаемая проявлением активности иммунных компонентов. В периферическом кровотоке и спинномозговой жидкости регистрируются цитокины, увеличивается количество В-лимфоцитов и цитотоксических Т-лимфоцитов.

traumatic brain injuryconcussionimmunitycytokinesinterleukinslymphocytesчерепно-мозговая травмасотрясение головного мозгаиммунитетцитокиныинтерлейкинылимфоцитыThe work was carried out with financial support under the program of intra-university grants of the Pacific State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation.Работа выполнена при финансовой поддержке по программе внутривузовских грантов ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Минздрава России.Колесникова А.А., Флейшман М.Ю., Якушева Н.Ю., Слободенюк Е.В., Толстенок И.В. Уровень окислительного стресса в ткани мозга крыс после черепномозговой травмы при введении синтетических регуляторных пептидов // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2020. – Т. 3. – С. 65-67. Kolesnikova A.A., Fleishman M.Yu., Yakusheva N.Yu., Slobodenyuk E.V., Tolstenok I.V. [The level of oxidative stress in rat brain tissue after a brain trauma injury with introduction of synthetic regulatory peptides] // Pacific Medical Journal. 2020. Vol. 3. P. 65-67. (Russian)Мамытова Э.М., Майназарова Э.С., Жусупова А.Т. Особенности иммунных нарушений в остром периоде черепно-мозговой травмы // Вестник КРСУ. – 2014. – Т. 14, № 4. – С. 120–123. Mamytova E.M., Mainazarova E.S., Zhusupova A.T. Features of immune disorders in the acute period of traumatic brain injury // Vestnik KRSU. 2014. T.14. No. 4. P.120–123.Плехова Н.Г., Зиновьев С.В., Дюйзен И.В., Барышев А.Н., Шуматов В.Б. Поведенческая реакция животных и морфологическая структура неокортекса при экспериментальной черепно-мозговой травме лёгкой степени // Бюлл. эксп. биол. и мед. – 2020. – Т. 170, № 11. – С. 640-645. Plekhova N.G., Zinoviev S.V., Duizen I.V., Baryshev A.N., Shumatov V.B. Behavioral response of animals and morphological structure of the neocortex in mild experimental traumatic brain injury // Bull. Experim. Biol. Med. 2020. Vol.170. No.11. P. 640-645Almeida-Suhett C.P., Li Z., Marini A.M., Braga M.F., Eiden L.E. Temporal course of changes in gene expression suggests a cytokine-related mechanism for long-term hippocampal alteration after controlled cortical impact // J. of neurotrauma, 2014. Vol. 31(7). P. 683–690.Chen Y., Wang Y., Xu J., Hou T., Zhu J., Jiang Y., Sun L., Huang C., Sun L., Liu S. Multiplex assessment of serum chemokines CCL2, CCL5, CXCL1, CXCL10, and CXCL13 following traumatic brain injury // Inflammation. 2022. https://doi.org/10.1007/s10753-022-01729-7Clausen F., Lorant T., Lewén A., Hillered L. T lymphocyte trafficking: a novel target for neuroprotection in traumatic brain injury // J. Neurotrauma. 2007. Vol. 24(8) P. 1295-307.Ekmark-Lewén S., Flygt J., Kiwanuka O., Meyerson B.J., Lewén A., Hillered L., Marklund N. Traumatic axonal injury in the mouse is accompanied by a dynamic inflammatory response, astroglial reactivity and complex behavioral changes // J. of neuroinflammation, 2013. Vol. 10. P. 44-48.Howell D.R. Southard J. The molecular pathophysiology of concussion // Clin. Sports Med. 2021. Vol. 40. P. 39–51.Kokiko-Cochran O.N., Godbout J.P. The inflammatory continuum of traumatic brain injury and Alzheimer’s disease // Front. Immunol. 2018. Vol. 9. P. 672-679.Malik S., Alnaji O., Malik M., Gambale T., Rathbone M.P. Correlation between mild traumatic brain injury-induced inflammatory cytokines and emotional symptom traits: a systematic review // Brain sciences. 2022. Vol. 12(1). P. 102-110.Mendiola A.S., Cardona A.E. (). The IL-1β phenomena in neuroinflammatory diseases // J. neural transmission (Vienna, Austria). 2018. Vol. 125(5). P. 781–795.Postolache T.T., Wadhawan A., Can A., Lowry C.A., Woodbury M., Makkar H., Hoisington A.J., Scott A.J., Potocki E., Benros M.E., Stiller J.W. Inflammation in traumatic brain injury // J. Alzheimers Dis. 2020. Vol. 74(1). P. 1-28.Rathbone A., Tharmaradinam S., Jiang S., Rathbone M.P., Kumbhare D. A review of the neuro- and systemic inflammatory responses in post concussion symptoms: Introduction of the “post-inflammatory brain syndrome” // PIBS. Brain Behav. Immun. 2015. Vol. 46. P. 1–16.Redell J.B., Moore A.N., Grill R.J., Johnson D., Zhao J., Liu Y., Dash P.K. Analysis of functional pathways altered after mild traumatic brain injury // J. neurotrauma, 2013. Vol. 30(9). P. 752–764.Schenkel J.M., Masopust D. Tissue-resident memory T cells // Immunity. 2014. Vol. 41(6). P. 886-897.Weisel F., Shlomchik M. Memory B cells of mice and humans // Annu. Rev. Immunol. 2017. Vol. 35. P. 255-284.