The definition of neutrophil extracellular traps and the concentration of short-chain fatty acids in salmonella-induced inflammation of the intestine against the background of vancomycin and Bacteroides fragilis

Abstract

The aim is to study the features of the formation of neutrophil extracellular traps in the blood and gut-associated lymphoid tissue with salmonella-induced inflammation against the background of the administration of vancomycin and B. fragilis, and to determine the concentration of short-chain fatty acids in the luminal microflora of rats by means of chromatography-mass spectrometry. Methods. Studies were carried out on quantitative counting of Sytox+-neutrophiles and NETs in scrapings of the mucous membrane of the ileum of the intestine and in blood by the method of immunofluorescence microscopy, and also by determination of the concentration of SCFA in the luminal microflora of rats by chromatography-mass spectrometry. Results. The introduction of vancomycin contributed to an increase in the number of Sytox+-cells in scrapings of the intestinal mucosa and in the blood by 55 % and 2.5 times (group II). With the combined administration of vancomycin and S. enteritidis (III group), S. typhimurium (IV group), the mean Sytox+-cell counts in mucosal scrapings increased by 30 % and 2.4 times, and in the blood by 30 % (group IV ), there was also a decrease in the number of NETs by 40 % (group IV). The introduction of B. fragilis against the ґbackground of pretreatment with vancomycin and infection with salmonella showed a decrease of Sytox+-cells in the scrapings of the intestinal mucosa by 43 % and 53 %, and in the blood by 46 % and 58 % (V and VI groups), and the number of NETs in scrapings from the intestinal mucosa and in the blood significantly increased by 43 % and 40 % (V group), and by 2.3 and 2.0 times (group VI). When infecting the rats with S. typhimurium against the background of pretreatment with vancomycin and the introduction of B. fragilis, the concentration of acetate in the samples increased by 2 times; propionate – 6 times and butyrate – 3 times. Conclusions. The introduction of B. fragilis in the infection of S. enteritidis and S. typhimurium against the background of vancomycin pretreatment leads to decrease in the number of Sytox+-cells in scrapings from the intestinal mucosa and in the blood, but induces the generation of NETs, and also causes an increase in the concentration of SCFA in the luminal microflora of rats, which helps to reduce salmonella-induced inflammation and restore the integrity of the intestinal epithelium. Мета роботи – вивчити особливості формування нейтрофільних позаклітинних пасток у крові та кишково-асоційованій лімфоїдній тканині при сальмонела-індукованому запаленні на тлі введення ванкоміцину і B. fragilis, а також визначити концентрацію коротколанцюгових жирних кислот у просвітній мікрофлорі щурів за допомогою хромато-мас-спектрометрії. Матеріали та методи. Здійснили дослідження за кількісним підрахунком Sytox+-нейтрофілів і НПП у зіскрібках слизової оболонки клубового відділу кишечника та у крові методом імунофлуоресцентної мікроскопії, а також визначення концентрації КЛЖК у просвітній мікрофлорі щурів хромато-мас-спектрометричним методом. Результати. Введення ванкоміцину сприяло збільшенню кількості Sytox+-клітин у зіскрібках слизової оболонки кишечника та у крові на 55 % і в 2,5 раза (II група). При одночасному введенні ванкоміцину та S. enteritidis (III група), S. typhimurium (IV група) середнє значення Sytox+-клітин у зіскрібках зі слизової оболонки збільшилося на 30 % і в 2,4 раза, а в крові на 30 % (IV група), також визначили зменшення кількості НПП на 40 % (IV група). Введення B. fragilis на тлі попередньої обробки ванкоміцином та інфікування сальмонелами показало зниження Sytox+-клітин у зіскрібках слизової оболонки кишечника на 43 % та 53 %, у крові – на 46 % і 58 % (V і VI групи), а кількість НПП у зіскрібках зі слизової оболонки кишечника та у крові збільшувалася на 43 % і 40 % (V група), а також у 2,3 і 2,0 раза (VI група). При інфікуванні щурів S. typhimurium на тлі попередньої обробки ванкоміцином і введення B. fragilis концентрація ацетату у зразках збільшилася вдвічі, пропіонату – у 6 разів, бутирату – у 3 рази. Висновки. Введення B. fragilis при інфікуванні S. enteritidis і S. typhimurium на тлі попередньої обробки ванкоміцином призводить до зменшення кількості Sytox+-клітин у зіскрібках слизової оболонки клубової кишки та у крові, але індукує генерацію НПП, а також зумовлює збільшення концентрації КЛЖК у просвітній мікрофлорі щурів, що сприяє зменшенню сальмонела-індукованого запалення, відновленню цілісності епітелію кишечника. Цель работы – изучить особенности формирования нейтрофильных внеклеточных ловушек в крови и кишечно-ассоциированной лимфоидной ткани при сальмонелла-индуцированном воспалении на фоне введения ванкомицина и B. fragilis, а также определить концентрацию короткоцепочечных жирных кислот в просветной микрофлоре крыс при помощи хромато-масс-спектрометрии. Материалы и методы. Проведены исследования по количественному подсчету Sytox+-нейтрофилов и НВЛ в соскобах слизистой оболочки подвздошного отдела кишечника и в крови методом иммунофлуоресцентной микроскопии, а также по определению концентрации КЦЖК в просветной микрофлоре крыс хромато-масс-спектрометрическим методом. Результаты. Введение ванкомицина способствовало увеличению числа Sytox+-клеток в соскобах слизистой оболочки кишечника и в крови на 55 % и в 2,5 раза (II группа). При сочетанном введении ванкомицина и S. enteritidis (III группа), S. typhimurium (IV группа) среднее значение Sytox+-клеток в соскобах со слизистой оболочки увеличилось на 30 % и в 2,4 раза, а в крови на 30 % (IV группа), также отмечено снижение численности НВЛ на 40 % (IV группа). Введение B. fragilis на фоне предобработки ванкомицином и инфицировании сальмонеллами показало снижение Sytox+-клеток в соскобах слизистой оболочки кишечника на 43 % и 53 %, в крови – на 46 % и 58 % (V и VI группы), а количество НВЛ в соскобах со слизистой оболочки кишечника и в крови увеличивалась на 43 % и 40 % (V группа), а также в 2,3 и 2,0 раза (VI группа). При инфицировании крыс S. typhimurium на фоне предобработки ванкомицином и введении B. fragilis концентрация ацетата в образцах увеличилась в 2 раза, пропионата – в 6 раз, бутирата – в 3 раза. Выводы. Введение B. fragilis при инфицировании S. enteritidis и S. typhimurium на фоне предобработки ванкомицином приводит к снижению численности Sytox+-клеток в соскобах слизистой оболочки подвздошной кишки и в крови, но индуцирует генерацию НВЛ, а также обусловливает увеличение концентрации КЦЖК в просветной микрофлоре крыс, что способствует снижению сальмонелла-индуцированного воспаления и восстановлению целостности эпителия кишечника.