Background: In today’s world, an increasing number of people suffer from diseases associated with immune system dysfunctions, creating the need for new immunotherapy approaches. A promising direction is to elucidate the mechanism of action of aminodihydrophthalazinedione sodium (ADPS) on phagocytic immune cells, the main therapeutic targets of this compound. The mechanism is proposed to be studied at the cellular and subcellular levels using bioluminescent analysis methods.
Aim: This work aimed to investigate the mechanisms of ADPS (Tameron®) effects on neutrophil granulocyte metabolism in vitro in healthy individuals.
Methods: 34 healthy women aged 23–33 years were examined. Bioluminescent determination of direct (NAD- and NADP-dependent) dehydrogenase activity in neutrophil granulocytes was performed according to our previously developed method using the biochemiluminescent analyzer BLM-3607 (MedBioTech LLC, Krasnoyarsk, Russia). Metabolic activity of neutrophil granulocytes was assessed under two conditions: experimental (with APDS) and control (without the compound).
Results: Bioluminescent analysis demonstrated a decrease in NAD- and NADP-dependent dehydrogenase activity after 3 hours of incubation without APDS in healthy women. This indicates a slowdown of substrate flux through key metabolic pathways regulating anaerobic and aerobic energy metabolism and biosynthetic processes, leading to reduced functional activity of neutrophil granulocytes. Within the cytoplasmic compartment, reduced activity was observed in lipid anabolism reactions, glutathione-dependent antioxidant responses, anaerobic and aerobic lactate dehydrogenase reactions, as well as decreased substrate flow through the tricarboxylic acid cycle and inhibition of the key malate–aspartate shuttle reaction. When incubated with APDS, such significant changes in NAD-dependent dehydrogenase activity in neutrophil granulocytes were detected only after 24 hours of incubation.
Conclusion: In vitro, ADPS slows the depletion of cellular resources and delays the decline in metabolic activity and biocidal reactivity of neutrophil granulocytes.
Обоснование. В современном мире всё больше людей страдает от заболеваний, связанных с нарушениями в работе иммунной системы, что обусловливает необходимость разработки новых методов иммунотерапии. Перспективным направлением является определение механизма действия аминодигидрофталазиндиона натрия (АДФН) на фагоцитирующие клетки иммунной системы — основной мишени терапевтического действия препарата. Механизм предполагается изучать на клеточном и субклеточном уровнях с помощью методов биолюминесцентного анализа.
Цель исследования. Изучить механизмы влияния АДФН (Тамерон®) на метаболизм нейтрофильных гранулоцитов in vitro у здоровых людей.
Методы. Обследовано 34 здоровые женщины в возрасте 23–33 лет. Биолюминесцентное определение активности прямых (НАД- и НАДФ-зависимых) реакций дегидрогеназ в нейтрофильных гранулоцитах проводили по разработанной нами методике с помощью биохемилюминесцентного анализатора БЛМ-3607 (ООО «МедБиоТех», г. Красноярск). Исследование метаболической активности нейтрофильных гранулоцитов выполняли в двух постановках: опытной (с АДФН) и контрольной (без препарата).
Результаты. Биолюминесцентный анализ показал снижение активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ у здоровых женщин после 3-часовой инкубации в отсутствие АДФН. Это свидетельствует о замедлении субстратного потока по ключевым метаболическим путям, регулирующим анаэробный и аэробный энергетический обмен, а также пластические процессы в клетках, что приводит к снижению функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов. В цитоплазматическом компартменте нейтрофильных гранулоцитов выявлено снижение активности ключевых реакций липидного анаболизма, реактивности глутатион-зависимой антиоксидантной системы, анаэробных и аэробных реакций лактатдегидрогеназы, а также снижение уровня субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот и ингибирование ключевой реакции малат-аспартатного шунта. При инкубации с АДФН подобные значимые изменения активности НАД-зависимых дегидрогеназ нейтрофильных гранулоцитов выявляются только через 24 ч инкубации.
Заключение. АДФН in vitro в нейтрофильных гранулоцитах замедляет истощение клеточных ресурсов, задерживает снижение метаболической активности и биоцидной реактивности.