Experimental study on the proliferating activity and differentiation of renal stem cells in superinvasive opisthorchiasis

Abstract

AIM: This study aimed to identify the replication potential of the kidneys in different forms of opisthorchiasis in laboratory animals.

MATERIALS AND METHODS: An experiment was conducted on 60 Syrian male hamsters. The first group was set as the control (n = 10), the second group (n = 25) was infected with metacercariae (Opisthorchis felineus), and the third group (n = 25) was a model of a superinvasive form of opisthorchiasis infection with 50 O. felineus larvae and repeated infection with 50 metacercariae in 14 and 25 days. The hamsters were withdrawn from the experiment on days 7, 15, and 30 via an overdose of narcosis and decapitation. The kidneys were isolated and histologically examined through histochemical and immunohistochemical staining methods. Microscopy was conducted, and results were statistically analyzed.

RESULTS: The quantitative characteristics, proliferation tendencies, and differentiation of regional stem cells were identified. In the cortical and medullary substance of the kidneys, CD117, Oct4, and CD34 markers were expressed, and CD31-positive stem cells further differentiated to progenitor cells. Epithelial structures developed in the form of tubules. In the glomeruli, vasculogenesis occurred, and the number of vascular loops increased.

CONCLUSION: O. felineus secretome initiated the activation of stem cells in the renal tubules and pericytes of a microcirculatory network. The transitional epithelium of the renal pelvis and the initial parts of the ureter proliferated. Under the action of the secretome of parasites, stem cells proliferated directly in glomerular loops.

Keywords

kidneys / opisthorchiasis / Opistorchis felineus / secretome / Syrian hamster

References

[1] Bychkov VG, Ivanyuzhenko ND, Shevchuk ON. Opistorkhoz v sochetanii s alkogol’noy intoksikatsiyey u lyudey i v eksperimente. Kliniko-morfologicheskoye issledovaniye. Meditsinskaya Parazitologiya i Parazitarnyye Bolezni. 1986;(5):30-3. (In Russ).

[2] Бычков В.Г., Иванюженко Н.Д., Шевчук О.Н. Описторхоз в сочетании с алкогольной интоксикацией у людей и в эксперименте. Клинико-морфологическое исследование // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 1986. № 5. С. 30-33.

[3] Bychkov VG, Chernov IA, Khadiyeva YeD, еt al. Patterns of proliferative reactions in opisthorchiasis: their role in carcinogenesis and regeneration. Morphology. 2018;153(3):52. (In Russ).

[4] Бычков В.Г., Чернов И.А., Хадиева Е.Д., и др. Закономерности пролиферативных реакций при описторхозе: их роль в канцерогенезе и регенерации // Морфология. 2018. Т. 153, № 3. С. 52.

[5] Solov’yeva OG. Kliniko-patogeneticheskiye osobennosti zabolevaniy legkikh pri superinvazionnom opistorkhoze u naseleniya Srednego Priob’ya [dissertation]. Tyumen; 2011. (In Russ).

[6] Соловьева О.Г. Клинико-патогенетические особенности заболеваний легких при суперинвазионном описторхозе у населения Среднего Приобья. Дис. … д-ра мед. наук. Тюмень; 2011.

[7] Kulikova SV. Strukturno-funktsional’nyye izmeneniya serdtsa i antropometricheskikh pokazateley u bol’nykh superinvazionnym opistorkhozom [dissertation]. Tyumen; 2011. (In Russ).

[8] Куликова С.В. Структурно-функциональные изменения сердца и антропометрических показателей у больных суперинвазионным описторхозом. Дис. … канд. мед. наук. Тюмень, 2011.

[9] Pakharukova MYu. Strukturno-funktsional’naya organizatsiya sistemy metabolizma ksenobiotikov u vozbuditelya opistorkhoza Opisthorchis felineus (Rivolta, 1884) [dissertation]. Novosibirsk; 2016. (In Russ).

[10] Пахарукова М.Ю. Структурно-функциональная организация системы метаболизма ксенобиотиков у возбудителя описторхоза Opisthorchis felineus (Rivolta, 1884). Дис. … д-ра биол. наук. Новосибирск; 2016.

[11] Pomaznoy MYu. Transkriptomnyy analiz trematody Opisthorchis felineus [dissertation]. Novosibirsk; 2015. (In Russ).

[12] Помазной М.Ю. Транскриптомный анализ трематоды Opisthorchis felineus. Дис. ... канд. биол. наук. Новосибирск; 2015.

[13] Bychkov VG, Zolotukhina VM, Khadieva ED, et al. Hypereosinophilic Syndrome, Cardiomyopathies, and Sudden Cardiac Death in Superinvasive Opisthorchiasis. Cardiology Research and Practice. 2019;2019:4836948. (In Russ). doi: 10.1155/2019/4836948

[14] Bychkov V.G., Zolotukhina V.M., Khadieva E.D., et al. Hypereosinophilic Syndrome, Cardiomyopathies, and Sudden Cardiac Death in Superinvasive Opisthorchiasis // Cardiology Research and Practice. 2019. Vol. 2019. P. 4836948. doi: 10.1155/2019/4836948

[15] Rychkova EK, Kozina OI, Sazonova LV. Porazheniye pochek pri opistorkhoze. In: Materialy 1-go s’yezda terapevtov Tyumenskoy oblasti. Tyumen’; 1970. P. 88-90. (In Russ).

[16] Рычкова Е.К., Козина О.И., Сазонова Л.В. Поражение почек при описторхозе. В сб.: Материалы 1-го съезда терапевтов Тюменской области. Тюмень; 1970. С. 88-90.

[17] Ozeretskovskaya NN, Zal’nova NS, Tumol’skaya NI. Klinika i lecheniye gel’mintozov. Infektsionnyye i parazitarnyye zabolevaniya. Leningrad: Meditsina; 1985. (In Russ).

[18] Озерецковская Н.Н., Зальнова Н.С., Тумольская Н.И. Клиника и лечение гельминтозов. Инфекционные и паразитарные заболевания. Л.: Медицина; 1985.

[19] Shul’tsev TP, Tsalenchuk YaP, Ol’khin VA. Nefroticheskiy sindrom pri opistorkhoze. Klinicheskaya Meditsina. 1973;51(8):132-5. (In Russ).

[20] Шульцев Т.П., Цаленчук Я.П., Ольхин В.А. Нефротический синдром при описторхозе // Клиническая медицина. 1973. Т. 51, № 8. С. 132-135.

[21] Kalyuzhin VV, Koval’ VV, Kalyuzhina EV, et al. Porazheniye pochek pri khronicheskom opistorkhoze. Meditsinskaya Parazitologiya i Parazitarnyye Bolezni. 2008;(4):14-6. (In Russ).

[22] Калюжин В.В., Коваль В.В., Калюжина Е.В., и др. Поражение почек при хроническом описторхозе // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 2008. № 4. С. 14-16.

[23] Glazkov GA. Vydeleniye metatserkariyev nekotorykh trematod iz porazhennoy tkani ryb metodom perevarivaniya v iskusstvennom zheludochnom soke. Bolezni i parazity ryb ledovitomorskoy provintsii (v predelakh SSSR). Tomsk; 1979. P. 72-82. (In Russ).

[24] Глазков Г.А. Выделение метацеркариев некоторых трематод из пораженной ткани рыб методом переваривания в искусственном желудочном соке. Болезни и паразиты рыб ледовитоморской провинции (в пределах СССР). Томск; 1979. С. 72-82.

RIGHTS & PERMISSIONS

Uruzbaev R., Bychkov V., Vikhareva L., Molokova O.