Modern Pediatrics. Ukraine. (2022). 6(126): 49-54. doi 10.15574/SP.2022.126.49
Сорокман Т. В., Молдован П. М.
Буковинский государственный медицинский университет, г. Черновцы, Украина

Для цитирования: Sorokman TV, Moldovan PM. (2022). Antimicrobial peptides (HNPs 1-3 and LL-37) as biomarkers of inflammatory process activity in children with H. pylori-associated duodenal ulcer. Modern Pediatrics. Ukraine. 6(126): 49-54. doi 10.15574/SP.2022.126.49.

Статья поступила в редакцию 16.07.2022 г., принята в печать 20.10.2022 г.

Различные желудочно-кишечные и внежелудочно-кишечные заболевания связаны с H. pylori у детей и подростков, но самые сильные рекомендации по тестированию и лечению вводятся только у детей и подростков с пептической язвой. Неспособность механизмов природного иммунитета распознавать и элиминировать H. pylori приводит к развитию острого воспаления. Наиболее перспективными разработками в настоящее время являются исследования антибактериального воздействия эндогенных антимикробных пептидов (АП), среди которых самое большое значение для организма человека имеют дефензины 1-3 (human neutrophil peptides, HNPs 1-3) и кателицидины (LL-37).
Цель — исследовать концентрацию HNPs 1-3 и LL-37 в крови детей, больных язвой двенадцатиперстной кишки (ЯДПК), с целью определения активности воспалительного процесса слизистой.
Материалы и методы. Обследованы 65 детей, больных ЯДПК, в возрасте 7-18 лет и 25 здоровых детей соответствующего возраста (группа сравнения). Уровень HNPs 1-3 и LL-37 определен в плазме крови методом иммуноферментного анализа в соответствии с инструкциями производителя.
Результаты. Пациенты распределились по возрасту, полу, локализации и размеру язвы, наличию бактерии H. pylori. У 80,9% обследованных детей регистрировался токсигенный штамм H. pylori, уровень HNPs 1-3 в плазме крови был в 3 раза, а LL-37 в 2,5 раза выше у детей с H. pylori-ассоциированной ЯДПК, чем у здоровых детей (p=0,01). Концентрации HNPs 1-3 и LL-37 в плазме крови были выше у пациентов с активным воспалительным процессом в слизистой оболочке и положительно коррелировали со степенью активности воспаления (r=0,67, p=0,05 и r=0,69, p=0,01). После проведения эрадикационной терапии уровни АП снижаются, при этом степень снижения напрямую зависит от активности воспалительного процесса.
Выводы. Установлены достоверно более высокие концентрации HNPs 1-3 и LL-37 в плазме крови детей с Н. pylori-ассоциированной ЯДПК. Учитывая прямые корреляционные связи между уровнями HNPs 1-3 и LL-37 и степенью активности воспалительного процесса, эти показатели можно использовать в качестве биомаркеров неблагоприятного течения Н. pylori-ассоциированного ЯДПК.
Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования одобрен Локальным этическим комитетом указанного учреждения. На проведение исследований получено информированное согласие родителей, детей.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Ключевые слова: дети, Helicobacter pylori, язва двенадцатиперстной кишки, активность воспаления, антимикробные пептиды, HNPs 1-3, LL-37.

ЛИТЕРАТУРА

1. Amerikova M, Pencheva El-Tibi I, Maslarska V, Bozhanov S, Tachkov K. (2019). Antimicrobial activity, mechanism of action, and methods for stabilisation of defensins as new therapeutic agents. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 33 (1): 671-682. https://doi.org/10.1080/13102818.2019.1611385

2. Biernat MM, Bińkowska A, Łaczmański Ł, Biernat P, Krzyżek P, Gościniak G. (2020). Phenotypic and Genotypic Analysis of Resistant Helicobacter pylori Strains Isolated from Children with Gastrointestinal Diseases. Diagnostics (Basel). 10 (10): 759. https://doi.org/10.3390/diagnostics10100759; PMid:32992661 PMCid:PMC7601641

3. Czaplewski L, Bax R, Clokie M et al. (2016). Alternatives to antibiotics a pipeline portfolio review. Lancet Infect Dis. 16 (2): 239-251. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(15)00466-1; PMid:26795692

4. Daugule I, Karklina D, Rudzite D, Remberga S, Rumba-Rozenfelde I. (2016). Prevalence of Helicobacter pylori infection among preschool children in Latvia: no significant decrease in prevalence during a 10 years period. Scand J Public Health. 44 (4): 418-422. https://doi.org/10.1177/1403494816631861; PMid:26862127

5. Dixon BR, Radin JN, Piazuelo MB, Contreras DC. Algood HM. (2016). L-17a and IL-22 Induce Expression of Antimicrobials in Gastrointestinal Epithelial Cells and May Contribute to Epithelial Cell Defense against Helicobacter pylori. PLoS ONE. 11: e0148514. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148514; PMid:26867135 PMCid:PMC4750979

6. Дудникова ЭВ, Бадьян АС, Нестерова ЕВ, Беседина ЕА. (2020). Роль β2-дефензина в развитии хронического гастрита у детей. Педиатрия. 96 (5): 16-21. https://doi.org/10.24110/0031-403X-2020-99-5-16-21.

7. Idowu A, Mzukwa A, Harrison U et al. (2019). Detection of Helicobacter pylori and its virulence genes (cagA, dupA, and vacA) among patients with gastroduodenal diseases in Chris Hani Baragwanath Academic Hospital, South Africa. BMC Gastroenterol. 19: 73. https://doi.org/10.1186/s12876-019-0986-0; PMid:31088381 PMCid:PMC6518451

8. Isomoto H, Mukae H, Ishimoto H et al. (2004). Elevated concentrations of alpha-defensins in gastric juice of patients with Helicobacter pylori infection. Am J Gastroenterol. 99 (10): 1916-1923. https://doi.org/10.1111/j.1572-0241.2004.40334.x; PMid:15447750

9. Isomoto H, Mukae H, Ishimoto H et al. (2005). High concentrations of human β-defensin 2 in gastric juice of patients with Helicobacter pylori infection. World J Gastroenterol. 11: 4782-4787. https://doi.org/10.3748/wjg.v11.i31.4782; PMid:16097044 PMCid:PMC4398722

10. Jiang Y, Chen Y, Song Z, Tan Z, Cheng J. (2021). Recent advances in design of antimicrobial peptides and polypeptides toward clinical translation. Advanced. Drug Delivery Reviews. 170: 261-280. https://doi.org/10.1016/j.addr.2020.12.016; PMid:33400958

11. Kienesberger S, Perez-Perez GI, Olivares AZ et al. (2018). When is Helicobacter pylori acquired in populations in developing countries? A birth-cohort study in Bangladeshi children. Gut Microbes. 9 (3): 252-263. https://doi.org/10.1080/19490976.2017.1421887; PMid:29494270 PMCid:PMC6219588

12. Kotilea K, Kalach N, Homan M, Bontems P. (2018). Helicobacter pylori infection in pediatric patients: update on diagnosis and eradication strategies. Paediatr Drugs. 20: 337-351. https://doi.org/10.1007/s40272-018-0296-y; PMid:29785564

13. Kudryashova E, Quintyn R, Seveau S, Lu W, Wysocki VH, Kudryashov DS. (2014). Human defensins facilitate local unfolding of thermodynamically unstable regions of bacterial protein toxins. Immunity. 41: 709-721. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2014.10.018; PMid:25517613 PMCid:PMC4269836

14. Leja M, Grinberga‐Derica I, Bilgilier C et al. (2019). Epidemiology of Helicobacter pylori infection. Helicobacter. 24: e12635. https://doi.org/10.1111/hel.12635; PMid:31486242

15. МОЗ України. (2013). Уніфікований клінічний протокол медичної допомоги дітям із захворюваннями травної системи. Наказ МОЗ України від 29.01.2013 № 59.

16. Munch D, Sahl HG. (2015). Structural variations of the cell wall precursor lipid II in Gram-positive bacteria — Impact on binding and efficacy of antimicrobial peptides. Biochim Biophys Acta. 1848; 11 Pt B: 3062-3071. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2015.04.014; PMid:25934055

17. Nishi Y, Isomoto H, Mukae H et al. (2005). Concentrations of alpha- and beta-defensins in gastric juice of patients with various gastroduodenal diseases. World J Gastroenterol. 11 (1): 99-103. https://doi.org/10.3748/wjg.v11.i1.99; PMid:15609405 PMCid:PMC4205393

18. Okuda M, Lin Y, Kikuchi S. (2019). Helicobacter pylori infection in children and adolescents. Helicobacter pylori in Human Diseases. 1149: 107-120. https://doi.org/10.1007/5584_2019_361; PMid:31037557

19. Pero R, Brancaccio M, Laneri S, Biasi MG, Lombardo B, Scudiero O. (2019). Novel View of Human Helicobacter pylori Infections: Interplay between Microbiota and Beta-Defensins. Biomolecules. 9 (6): 237. https://doi.org/10.3390/biom9060237; PMid:31216758 PMCid:PMC6627275

20. Rosu OM, Gimiga N, Stefanescu G et al. (2022). Helicobacter pylori Infection in a Pediatric Population from Romania: Risk Factors, Clinical and Endoscopic Features and Treatment Compliance. J Clin Med. 11 (9): 2432. https://doi.org/10.3390/jcm11092432; PMid:35566557 PMCid:PMC9099726

21. Sorokman TV, Chernei NY, Sokolnyk SV et al. (2020). Efficacy of eradication therapy in children with H Pylori-associated diseases depending on levels of nitric oxide and vitamin D. Medical Science. 2 (104): 895-1903.

22. Сорокман ТВ, Молдован ПМ, Макарова ОВ. (2020). Перспектива застосування антимікробних пептидів як антигелікобактерних засобів у педіатричній практиці (огляд літератури). Сучасна педіатрія. Україна. 8 (112): 47-54. https://doi.org/10.15574/SP.2020.112.47.

23. Сорокман ТВ, Молдован ПМ. (2019). Хронічні запальні захворювання кишечника у дітей: сучасна інвазивна та неінвазивна діагностика (огляд літератури). Сучасна педіатрія. Україна. 6 (102):99-105. https://doi.org/10.15574/SP.2019.102.99.

24. Sorokman TV, Sokolnyk SV, Moldovan PM, Chernei NYa, Ostapchuk VG. (2022). Improvement of eradication therapy in children with duodenal ulcer associated with Helicobacter pylori. Wiadomości Lekarskie. LXXV, 1 (2): 71-78. https://doi.org/10.36740/WLek202201212; PMid:35182125

25. Soylu OB, Ozturk Y, Ozer E. (2008). Alpha-defensin expression in the gastric tissue of children with Helicobacter pylori-associated chronic gastritis: an immunohistochemical study. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 46 (4): 474-477. https://doi.org/10.1097/MPG.0b013e31815a9923; PMid:18367969

26. Taha AS, Faccenda E, Angerson WJ, Balsitis M, Kelly RW. (2005). Gastric epithelial anti-microbial peptides-histological correlation and influence of anatomical site and peptic ulcer disease. Dig. Liver Dis. 37: 51-56. https://doi.org/10.1016/j.dld.2004.07.019; PMid:15702860

27. Valere K, Lu W, Chang TL. (2017). Key determinants of human alpha-defensin 5 and 6 for enhancement of HIV infectivity. Viruses. 9: 244. https://doi.org/10.3390/v9090244; PMid:28850095 PMCid:PMC5618010

28. Van Harten RM, van Woudenbergh E, van Dijk A, Haagsman HP. (2018). Cathelicidins: Immunomodulatory Antimicrobials. Vaccines (Basel). 6 (3): 63. https://doi.org/10.3390/vaccines6030063; PMid:30223448 PMCid:PMC6161271

29. Vordenbäumen S, Pilic D, Otte JM, Schmitz F, Schmidt-Choudhury A. (2010). Defensin-mRNA expression in the upper gastrointestinal tract is modulated in children with celiac disease and Helicobacter pylori-positive gastritis. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 50 (6): 596-600. https://doi.org/10.1097/MPG.0b013e3181cd26cd; PMid:20400909

30. Xu C, Wu Y, Xu S. (2022). Association between Helicobacter pylori infection and growth outcomes in children: A meta-analysis. Helicobacter. 27 (1): e12861. https://doi.org/10.1111/hel.12861; PMCid:PMC9542484

31. Yokota S, Konno M, Fujiwara S et al. (2015). Intrafamilial, preferentially mother-to-child and intraspousal, Helicobacter pylori infection in Japan determined by mutilocus sequence typing and random amplified polymorphic DNA fingerprinting. Helicobacter. 20: 334-342. https://doi.org/10.1111/hel.12217; PMid:25664889

32. Zamani M, Ebrahimtabar F, Zamani V, Miller WH, Alizadeh-Navaei R, Shokri-Shirvani J, Derakhshan MH. (2018). Systematic review with meta-analysis: The worldwide prevalence of Helicobacter pylori infection. Aliment. Pharmacol. Ther. 47: 868-876. https://doi.org/10.1111/apt.14561; PMid:29430669