---

Печінка відіграє важливу роль у підтриманні метаболічної гомеостазу та імунного захисту у риб, особливо у відповідь на бактеріальні інфекції. Аутофагія, консервативний клітинний процес, необхідний для гомеостазу та очищення від патогенів, пов’язана з механізмами захисту організму. Однак роль аутофагії у печінці вакцинованих риб після впливу патогенів залишається в основному не дослідженою. Yersinia ruckeri, збудник кишкового єрсиніозу, становить серйозну загрозу для розведення райдужної форелі (Oncorhynchus mykiss Walbaum), впливаючи насамперед на печінку, селезінку та нирки. Вакцинація є широко використовуваною профілактичною стратегією, але її вплив на аутофагічну активність під час інфекції не до кінця зрозумілий. Метою цього дослідження було оцінити аутофагічну відповідь у печінці вакцинованої райдужної форелі після інфекції Y. ruckeri, оцінюючи активність чотирьох лізосомальних ферментів: аланіламіноептидази (AAP), лейциламіноептидази (LAP), кислотної фосфатази (AcP) та β-N-ацетилглюкозамінідази (NAG). Райдужну форель поділили на експериментальні групи: невакциновану контрольну, вакциновану неінфековану, невакциновану заражену та вакциновану заражену. Рибу орально імунізували вакциною від Y. ruckeri та інфікували штамом Y. ruckeri. Результати показали значні відмінності в активності лізосомальних ферментів між групами, що вказує на те, що вакцинація модулює аутофагічну відповідь печінки під час бактеріальної інфекції. Активність AAP і LAP досягла піку у невакцинованих заражених риб, в той час як вакциновані риби показали знижену ензиматичну відповідь, що вказує на те, що вакцинація послабила надмірну аутофагічну активацію. Аналогічно, патерни активності AcP і NAG вказують на аутофагічну відповідь, індуковану інфекцією, яка частково була ослаблена у вакцинованих риб. Ці результати свідчать про те, що вакцинація впливає на активність аутофагії у печінці райдужної форелі, потенційно покращуючи очищення від патогенів і запобігаючи надмірному клітинному стресу. Розуміння взаємодії між вакцинацією, інфекцією та аутофагією може надати важливі відомості для оптимізації стратегій вакцинації та покращення управління захворюваннями у аквакультурі.

 

References

Aluru, N., & Vijayan, M. M. (2009). Stress transcriptomics in fish: a role for genomic cortisol signaling. General and comparative endocrinology, 164(2-3), 142–150. https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2009.03.020.

Barrett, A.J., & Heath, M.F. Lysosomal enzymes. In: Lysosomes, a Laboratory Handbook (ed. Dingle, J. T.), North Holland, 1977, pp. 19–146.

Bradford M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical biochemistry, 72, 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3.

Chiang, Y. R., Wang, L. C., Lin, H. T., & Lin, J. H. (2022). Bioactivity of orange-spotted grouper (Epinephelus coioides) cathepsin L: Proteolysis of bacteria and regulation of the innate immune response. Fish & shellfish immunology, 122, 399–408. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2022.02.003.

Chun, Y., & Kim, J. (2018). Autophagy: An Essential Degradation Program for Cellular Homeostasis and Life. Cells, 7(12), 278. https://doi.org/10.3390/cells7120278.

DeMartino, G. N., & Goldberg, A. L. (1978). Thyroid hormones control lysosomal enzyme activities in liver and skeletal muscle. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 75(3), 1369–1373. https://doi.org/10.1073/pnas.75.3.1369.

Deretic V. (2021). Autophagy in inflammation, infection, and immunometabolism. Immunity, 54(3), 437–453. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.01.018.

Desai, M., Fang, R., & Sun, J. (2015). The role of autophagy in microbial infection and immunity. ImmunoTargets and therapy, 4, 13–26. https://doi.org/10.2147/ITT.S76720.

Du, Y., Hu, X., Miao, L., & Chen, J. (2022). Current status and development prospects of aquatic vaccines. Frontiers in immunology, 13, 1040336. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1040336.

Gan, T., Qu, S., Zhang, H., & Zhou, X. J. (2023). Modulation of the immunity and inflammation by autophagy. MedComm, 4(4), e311. https://doi.org/10.1002/mco2.311.

Gómez-Virgilio, L., Silva-Lucero, M. D., Flores-Morelos, D. S., Gallardo-Nieto, J., Lopez-Toledo, G., Abarca-Fernandez, A. M., Zacapala-Gómez, A. E., Luna-Muñoz, J., Montiel-Sosa, F., Soto-Rojas, L. O., Pacheco-Herrero, M., & Cardenas-Aguayo, M. D. (2022). Autophagy: A Key Regulator of Homeostasis and Disease: An Overview of Molecular Mechanisms and Modulators. Cells, 11(15), 2262. https://doi.org/10.3390/cells11152262.

Jang, Y. J., Kim, J. H., & Byun, S. (2019). Modulation of Autophagy for Controlling Immunity. Cells, 8(2), 138. https://doi.org/10.3390/cells8020138.

Johnstone, C., & Chaves-Pozo, E. (2022). Antigen Presentation and Autophagy in Teleost Adaptive Immunity. International journal of molecular sciences, 23(9), 4899. https://doi.org/10.3390/ijms23094899.

Ke P. Y. (2019). Diverse Functions of Autophagy in Liver Physiology and Liver Diseases. International journal of molecular sciences, 20(2), 300. https://doi.org/10.3390/ijms20020300.

Kroemer, G., Mariño, G., & Levine, B. (2010). Autophagy and the integrated stress response. Molecular cell, 40(2), 280–293. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2010.09.023.

Kumar, G., Menanteau-Ledouble, S., Saleh, M., & El-Matbouli, M. (2015). Yersinia ruckeri, the causative agent of enteric redmouth disease in fish. Veterinary research, 46(1), 103. https://doi.org/10.1186/s13567-015-0238-4.

Kurhaluk, N., & Tkachenko, H. (2021). Antioxidants, lysosomes and elements status during the life cycle of sea trout Salmo trutta m. trutta L. Scientific reports, 11(1), 5545. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85127-3.

Kurhaluk, N., Grudniewska, J., Pękala-Safińska, A., Pajdak-Czaus, J., Terech-Majewska, E., Platt-Samoraj, A., & Tkaczenko, H. (2024). Biomarkers of oxidative stress, biochemical changes, and the activity of lysosomal enzymes in the livers of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) vaccinated against yersiniosis before a Yersinia ruckeri challenge. Journal of veterinary research, 68(3), 325–336. https://doi.org/10.2478/jvetres-2024-0050.

Menanteau-Ledouble, S., Nöbauer, K., Razzazi-Fazeli, E., & El-Matbouli, M. (2020). Effects of Yersinia ruckeri invasion on the proteome of the Chinook salmon cell line CHSE-214. Scientific reports, 10(1), 11840. https://doi.org/10.1038/s41598-020-68903-5.

Mokhtar, D. M., Zaccone, G., Alesci, A., Kuciel, M., Hussein, M. T., & Sayed, R. K. A. (2023). Main Components of Fish Immunity: An Overview of the Fish Immune System. Fishes, 8(2), 93. https://doi.org/10.3390/fishes8020093.

Mussap, M., Puddu, M., & Fanos, V. (2024). Metabolic Reprogramming of Immune Cells Following Vaccination: From Metabolites to Personalized Vaccinology. Current medicinal chemistry, 31(9), 1046–1068. https://doi.org/10.2174/0929867330666230509110108.

Osterloh, A. (2022). Vaccination against Bacterial Infections: Challenges, Progress, and New Approaches with a Focus on Intracellular Bacteria. Vaccines, 10(5), 751. https://doi.org/10.3390/vaccines10050751.

Pérez-Stuardo, D., Espinoza, A., Tapia, S., Morales-Reyes, J., Barrientos, C., Vallejos-Vidal, E., Sandino, A. M., Spencer, E., Toro-Ascuy, D., Rivas-Pardo, J. A., Reyes-López, F. E., & Reyes-Cerpa, S. (2020). Non-Specific Antibodies Induce Lysosomal Activation in Atlantic Salmon Macrophages Infected by Piscirickettsia salmonis. Frontiers in immunology, 11, 544718. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.544718.

Rahman, M. A., Sarker, A., Ayaz, M., Shatabdy, A. R., Haque, N., Jalouli, M., Rahman, M. H., Mou, T. J., Dey, S. K., Hoque Apu, E., Zafar, M. S., & Parvez, M. A. K. (2024). An Update on the Study of the Molecular Mechanisms Involved in Autophagy during Bacterial Pathogenesis. Biomedicines, 12(8), 1757. https://doi.org/10.3390/biomedicines12081757.

Tarasenko, T. N., & McGuire, P. J. (2017). The liver is a metabolic and immunologic organ: A reconsideration of metabolic decompensation due to infection in inborn errors of metabolism (IEM). Molecular genetics and metabolism, 121(4), 283–288. https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2017.06.010.

Tkaczenko, H., Grudniewska, J., Pękala-Safińska, A., Terech-Majewska, E., & Kurhaluk, N. (2023). Time-dependent changes in oxidative stress biomarkers and activities of lysosomal and antioxidant enzymes in hepatic tissue of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) following vaccination against Yersinia ruckeri. Fisheries & Aquatic Life, 31, 133-146. https://doi.org/10.2478/aopf-2023-0014.

van der Vaart, M., Spaink, H. P., & Meijer, A. H. (2012). Pathogen recognition and activation of the innate immune response in zebrafish. Advances in hematology, 2012, 159807. https://doi.org/10.1155/2012/159807.

Villumsen, K. R., Neumann, L., Ohtani, M., Strøm, H. K., & Raida, M. K. (2014). Oral and anal vaccination confers full protection against enteric redmouth disease (ERM) in rainbow trout. PloS one, 9(4), e93845. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0093845.

Wangkahart, E., Secombes, C. J., & Wang, T. (2019). Dissecting the immune pathways stimulated following injection vaccination of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against enteric redmouth disease (ERM). Fish & shellfish immunology, 85, 18–30. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.07.056.

Wrobel, A., Leo, J. C., & Linke, D. (2019). Overcoming Fish Defences: The Virulence Factors of Yersinia ruckeri. Genes, 10(9), 700. https://doi.org/10.3390/genes10090700.

Zhou, Z., He, Y., Wang, S., Wang, Y., Shan, P., Li, P. (2022). Autophagy regulation in teleost fish: A double-edged sword. Aquaculture, 558, 738369. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.738369.

Zwack, E. E., Snyder, A. G., Wynosky-Dolfi, M. A., Ruthel, G., Philip, N. H., Marketon, M. M., Francis, M. S., Bliska, J. B., & Brodsky, I. E. (2015). Inflammasome activation in response to the Yersinia type III secretion system requires hyperinjection of translocon proteins YopB and YopD. mBio, 6(1), e02095-14. https://doi.org/10.1128/mBio.02095-14.