978-5-907561-33-5 10.31483/a-10364 Фундаментальные и прикладные исследования по приоритетным направлениям биоэкологии и биотехнологии Фундаментальные и прикладные исследования по приоритетным направлениям биоэкологии и биотехнологии chief_editor Антонова Елена Ивановна Antonova Elena Ivanovna https://orcid.org/0000-0002-3686-9686 antonov_67@mail.ru Ленгесова Наталья Анатольевна Lengesova Natal'ia Anatol'evna https://orcid.org/0000-0001-7512-6386 lengesova@yandex.ru Антонова Елена Ивановна Antonova Elena Ivanovna https://orcid.org/0000-0002-3686-9686 Антонова Елена Ивановна Antonova Elena Ivanovna https://orcid.org/0000-0002-3686-9686 Ленгесова Наталья Анатольевна Lengesova Natal'ia Anatol'evna https://orcid.org/0000-0001-7512-6386 Беззубенкова Ольга Евгеньевна Bezzubenkova Ol'ga Evgen'evna https://orcid.org/0000-0002-3243-6381 Коняев Игорь Сергеевич Koniaev Igor' Sergeevich Масленников Андрей Викторович Maslennikov Andrei Viktorovich https://orcid.org/0000-0002-1421-7484 Куницына Анастасия Владимировна Khambikova Anastasiia Vladimirovna Фундаментальные и прикладные исследования по приоритетным направлениям биоэкологии и биотехнологии Fundamental and applied research for key propriety areas of bioecology and biotechnology 20 05 2022 Ульяновск ИД «Среда» 2022 Copyright © Vera R. Lezhniova, Ekaterina V. Martynova, Timur I. Khaibullin, Ilnur I. Salafutdinov, Mariia I. Markelova, Aleksandr V. Laikov, Leonid V. Lopukhov, Svetlana F. Khaibullina, 2022 2022 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License. 10.31483/r-102302 102302 Seasonal changes in serum metabolite and cytokine levels in Multiple Sclerosis Сезонные изменения уровня метаболитов и цитокинов в сыворотке крови при рассеянном склерозе Лежнёва Вера Рунаровна Lezhniova Vera Runarovna Мартынова Екатерина Владимировна Martynova Ekaterina Vladimirovna ignietferro.venivedivici@gmail.com Хайбуллин Тимур Ильдусович Khaibullin Timur Il'dusovich Салафутдинов Ильнур Ильдусович Salafutdinov Ilnur Il'dusovich Маркелова Мария Ивановна Markelova Mariia Ivanovna Лайков Александр Владимирович Laikov Aleksandr Vladimirovich Лопухов Леонид Валентинович Lopukhov Leonid Valentinovich Хайбуллина Светлана Францевна Khaibullina Svetlana Frantsevna 05256ym39 Казанский (Приволжский) федеральный университет Россия 05256ym39 Kazan Federal University Russia ГАУЗ «Республиканский клинический неврологический центр» Россия GAUZ "Respublikanskii klinicheskii nevrologicheskii tsentr" Russia 213 220

multiple sclerosis (MS) is a chronic debilitating disease of unknown etiology. The disease has a seasonal exacerbation of clinical symptoms, which are frequently described in spring and summer. However, the mechanisms of such seasonal exacerbations remain unknown. In this study, we used targeted metabolomics analysis of serum samples using LC-MC/MC to determine seasonal changes in metabolites. We have found changes in multiple metabolites which differed depending on season. The ceramides, belonging to the sphingolipid pathway, were found activated in spring-summer (SS) and fall-winter (FW) MS, suggesting their central role in disease pathogenesis. Our identification of ceramide activation suggests a mechanism of neuron damage in MS which could be further investigated as therapeutic targets.

рассеянный склероз (РС) – хроническое инвалидизирующее заболевание неизвестной этиологии. Заболевание характеризуется сезонными обострениями клинических симптомов, которые чаще проявляются весной и летом. Однако механизмы таких сезонных обострений остаются неизвестными. В данной работе мы использовали целевой метаболомный анализ образцов сыворотки с использованием LC-MC/MC для определения сезонных изменений метаболитов. Были выявлены изменения в нескольких метаболитах, которые различались в зависимости от сезона. Было обнаружено также, что церамиды, принадлежащие к сфинголипидному пути, активируются при весенне-летнем и осенне-зимнем РС, что позволяет предположить их центральную роль в патогенезе заболевания. Выявленная активация церамидов наводит на мысль о механизме повреждения нейронов при РС, который можно было бы далее исследовать в качестве терапевтической мишени.

 рассеянный склероз метаболиты сезон обострения патогенез multiple sclerosis metabolites season exacerbation pathogenesis Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства Казанского (Приволжского) федерального университета. References Bikman B.T. and S.A.J.T.J.o.c.i. Summers // Ceramides as modulators of cellular and whole-body metabolism. – 2011. – 121(11). – P. 4222–4230. Bikman B. T. Summers S. Ceramides as modulators of cellular and whole-body metabolism 2011 121 (11) 4222 4230 Camu W., et al., Cholecalciferol in relapsing-remitting MS: A randomized clinical trial (CHOLINE) // Neurology-Neuroimmunology Neuroinflammation. – 2019. – 6 (5). Camu W. Cholecalciferol in relapsing-remitting MS: A randomized clinical trial (CHOLINE) Neurology-Neuroimmunology Neuroinflammation 2019 6 (5) Comi G., M. Radaelli, and P.S.J.T.L. Sørensen // Evolving concepts in the treatment of relapsing multiple sclerosis. – 2017. – 389 (10076). – P. 1347–1356. Comi G. Radaelli M. Sørensen P. Evolving concepts in the treatment of relapsing multiple sclerosis 2017 389 (10076) 1347 1356 Cross, A.H. and B.J.J.N. Parks // The four seasons of multiple sclerosis. – 2010. – 75 (9). – P. 762–763. Cross A. H. Parks B. The four seasons of multiple sclerosis 2010 75 (9) 762 763 de Brito Galvao, J.F., et al., Calcitriol, calcidiol, parathyroid hormone, and fibroblast growth factor-23 interactions in chronic kidney disease // Journal of Veterinary Emergency and Critical Care. – 2013. – 23 (2). – P. 134–162. Galvao J. F. Calcitriol, calcidiol, parathyroid hormone, and fibroblast growth factor-23 interactions in chronic kidney disease Journal of Veterinary Emergency and Critical Care 2013 23 (2) 134 162 DeLuca, H.F., The metabolism and functions of vitamin D. Steroid Hormone Resistance, 1986. – P. 361–375. DeLuca H. The metabolism and functions of vitamin D. Steroid Hormone Resistance Goldenberg, M.M.J.P. and Therapeutics // Multiple sclerosis review. – 2012. – 37 (3). – P. 175. Goldenberg M. M. J.P. and Therapeutics Multiple sclerosis review 2012 37 (3) Harding K. et al., Seasonal variation in multiple sclerosis relapse. – 2017. – 264 (6). – P. 1059–1067. Harding K. Seasonal variation in multiple sclerosis relapse Jana, A., E.L. Hogan, and K.J.J.o.t.n.s. Pahan, Ceramide and neurodegeneration: susceptibility of neurons and oligodendrocytes to cell damage and death. – 2009. – 278 (1–2). – P. 5–15. Hogan E. L. Jana A. Pahan K. Ceramide and neurodegeneration: susceptibility of neurons and oligodendrocytes to cell damage and death Jana, A. and K.J.J.o.N.P. Pahan, Oxidative stress kills human primary oligodendrocytes via neutral sphingomyelinase: implications for multiple sclerosis. – 2007. – 2 (2). – p. 184–193. Jana A. Pahan K. Oxidative stress kills human primary oligodendrocytes via neutral sphingomyelinase Kurz J., et al., The relevance of ceramides and their synthesizing enzymes for multiple sclerosis. – 2018. – 132 (17). – P. 1963–1976. Kurz J. The relevance of ceramides and their synthesizing enzymes for multiple sclerosis Lim, C.K., et al., Kynurenine pathway metabolomics predicts and provides mechanistic insight into multiple sclerosis progression. – 2017. – 7 (1). – P. 1–9. Lim C. K. Kynurenine pathway metabolomics predicts and provides mechanistic insight into multiple sclerosis progression Li, K., et al., A robust, single-injection method for targeted, broad-spectrum plasma metabolomics. – 2017. – 13 (10). – P. 1–12. Li K. A robust, single-injection method for targeted, broad-spectrum plasma metabolomics Lublin, F.D., et al., Defining the clinical course of multiple sclerosis: the 2013 revisions. – 2014. – 83 (3). – P. 278–286. Lublin F. D. Defining the clinical course of multiple sclerosis Mencarelli, C., P.J.C. Martinez-Martinez, and M.L. Sciences, Ceramide function in the brain: when a slight tilt is enough. – 2013. – 70 (2). – P. 181–203. Mencarelli C. Martinez-Martinez P. Sciences M. Ceramide function in the brain: when a slight tilt is enough Pang, Z., et al., MetaboAnalyst 5.0: narrowing the gap between raw spectra and functional insights. 2021. Pang Z. MetaboAnalyst 5.0: narrowing the gap between raw spectra and functional insights Salvi, F., et al., A seasonal periodicity in relapses of multiple sclerosis? A single-center, population-based, preliminary study conducted in Bologna, Italy. – 2010. – 10 (1). – P. 1–6. Salvi F. A seasonal periodicity in relapses of multiple sclerosis? A single-center, population-based, preliminary study conducted in Bologna, Italy Simpson Jr, S., et al., Higher 25-hydroxyvitamin D is associated with lower relapse risk in multiple sclerosis. – 2010. – 68 (2). – P. 193–203. Simpson J. Higher 25-hydroxyvitamin D is associated with lower relapse risk in multiple sclerosis Sintzel, M.B., M. Rametta, and A.T. Reder, Vitamin D and multiple sclerosis: a comprehensive review // Neurology and therapy. – 2018. – 7 (1). – P. 59–85. Rametta M. Sintzel M. B. Reder A. Vitamin D and multiple sclerosis: a comprehensive review Spectrometry, M. Liquid Chromatography. Available from: https://www.sigmaaldrich.com/RU/ru/applications/analytical-chemistry/liquid-chromatography Spectrometry M. Liquid Chromatography https://www.sigmaaldrich.com/RU/ru/applications/analytical-chemistry/liquid-chromatography Stoessel, D., et al., Metabolomic profiles for primary progressive multiple sclerosis stratification and disease course monitoring. – 2018. – 12. – P. 226. Stoessel D. Metabolomic profiles for primary progressive multiple sclerosis stratification and disease course monitoring Tang, Y., M. Horikoshi, and W.J.R.J. Li, Ggfortify: unified interface to visualize statistical results of popular R packages. – 2016. – 8 (2). – P. 474. Horikoshi M. Tang Y. Li W. Ggfortify: unified interface to visualize statistical results of popular R packages Vidaurre, O.G., et al., Cerebrospinal fluid ceramides from patients with multiple sclerosis impair neuronal bioenergetics. – 2014. – 137 (8). – P. 2271–2286. Vidaurre O. G. Cerebrospinal fluid ceramides from patients with multiple sclerosis impair neuronal bioenergetics Zikan, V., Bone health in patients with multiple sclerosis // Journal of osteoporosis, 2011. – 2011. Zikan V. Bone health in patients with multiple sclerosis Journal of osteoporosis, 2011 2011