PROLONGED BAKTERIOPHAGAL INFECTION OF GUT MICROBIOTA REDUCES THE EXPRESSION OF ALPHA-SYNUCLEIN IN THE RAT PANETH CELLS
Authors: Сергеева Татьяна Николаевна , Николенко Владимир Николаевич , Кузнецова Юлия Николаевна , Сергеев Валерий Георгиевич 
Published: September 2021

Цель - исследовать интенсивность экспрессии белка альфа-синуклеина клетками Панета у крыс в норме и условиях длительного бактериофагального инфицирования микробиоты. Материал и методы. Экспериментальные исследования проведены на 12 половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 280-320 г. Крысам основной группы (n=7) еженедельно на протяжении 12 нед ректально вводили 0,5 мл раствора, содержащего смесь бактериофагов против 14 патогенов человека (Microgen, Россия). Однократная доза вводимой бактериофагальной смеси содержала 0,5×10ед./мл каждого фага. Животные контрольной группы (n=5) получали по аналогичной схеме 0,5 мл стерильного изотонического раствора натрия хлорида. После интракардиальной перфузии отбирали фрагменты проксимального отдела подвздошной кишки на уровне 1-3 см выше илеоцекального соединения. Серийные криостатные срезы кишечника использовали для окрашивания гематоксилином - эозином и выявления иммунопозитивного альфа-синуклеина при помощи моноклональных мышиных антител (Sigma-Aldrich, USA) и коммерческого набора, содержащего авидин-биотин-пероксидазный комплекс (АBC Elite; Vector Laboratories, Burlingame, CA). Результаты. Длительное бактериофагальное инфицирование приводило к значимому снижению относительно контроля количества клеток, иммунопозитивных к альфа-синуклеину. В клетках Панета значимо снижались площади, занимаемые иммунореактивным продуктом к альфа-синуклеину и ацидофильными гранулами. Выводы. В апикальных частях клеток Панета, в области локализации ацидофильных гранул детектируется иммунопозитивный альфа-синуклеин. Дисбиоз кишечника, вызываемый бактериофагальным инфицированием микробиоты, приводит к гранулярному истощению клеток Панета и снижению экспрессии в них иммунореактивного альфа-синуклеина, что свидетельствует о его вовлеченности в механизмы экскреции.

Objective - to investigate the intensity of the alpha - synuclein expression by Paneth cells of rat in normal conditions and prolonged bacteriophagal infection of gut microbiota. Material and methods. Experimental studies were performed on 12 adult Wistar male rats weighting 280-320 g. The rats of the main group (n=7) received rectally a 0,5 ml of solution containing a mixture of bacteriophages directed against 14 human pathogens (Microgen, Russia). The solution was introduced weekly for a period of 12 weeks. Each dose of bacteriophagal mixture contained 0,5×10 units/ml of each phage. Animals of the control group (n=5) received 0,5 ml of sterile physiological saline according to the same scheme. After transcardial perfusion, specimens of proximal portion of ileum 1-2 cm upstream the ileocecal junction were obtained. Serial cryostat sections were used for hematoxylin and eosin staining and for detection of immunopositive alpha-synuclein by monoclonal mouse antibodies (Sigma-Aldrich, USA) and commercially available kit containing avidin-biotin-peroxidase complex (АBC Elite; Vector Laboratories, Burlingame, CA). Results. Prolonged bacteriophage infection led to a significant decrease in the number of alpha-synuclein immunopositive cells compared with control. The area of Paneth cells occupied by the alpha synuclein-immunoreactive product and acidophilic granules significantly reduced. Conclusions. Immunopositive alpha-synuclein was detected in the apical parts of Paneth cells, in the area of acidophilic granules localization. The intestinal dysbiosis caused by bacteriophage infection of microbiota led to granular depletion of Paneth cells and a decrease in the expression of immunoreactive alphasynuclein in them, which indicates its involvement in excretion mechanisms.