Russian Medical Inquiry
(RMZh. Meditsinskoe Obozrenie) ISSN 2587-6821 (Print), 2686-9918 (Online)

Muramyl peptides: mechanisms of action, clinical efficacy, and future applications in medicine

VAK

Scopus

E-libraryDimensions

russian citation indexULRICHS

roaddoaj

CyberleninkaGoogle Scholar

vinitiResearch4life

MendeleyScilit

РГБWhite list




Open accessCrossrefAntiplagiat

RMJ.ru




DOI: 10.32364/2587-6821-2020-4-1-31-37


T.P. Markova, D.G. Chuvirov, L.G. Yarilina, E.V. Kozhinova

Academy of Postgraduate Education of the Federal Scientific and Clinical Center of the Federal Medical Biological Agency of Russian Federation, Moscow, Russian Federation

Immunotherapeutic agents are the type of drugs modifying main components of immune system or cytokine production. Their use began in 1960s. Considering wide range of immunotherapeutic agents, indications should be addressed based on the mechanisms of their action. Clinically, immunotherapeutic agents (as a part of complex treatment) reduce the duration and severity of infection diseases as well as the need for antibiotics. Among novel agents, polymuramyl (combination of glucosamine muramyl tripeptide, glucosamine muramyl tetrapeptide, and glucosamine muramyl tripeptide dimer) is of interest. This agent is a specific ligand of NOD1 and NOD2 receptors and an agonist of pattern-recognizing receptors — an activator of the production of regulatory cytokines, phagocytes, natural killer cells and natural killer T cells (a group of T cells sharing properties of both natural killer cells and T cells), TLR4-receptors. Polymuramyl as a part of complex treatment promotes anti-infectiou s protection affecting both local and innate immunity in chronic infectious inflammatory disorders (i.e., abscess, phlegmon, furuncle, paraproctitis etc.) in patients with secondary immunodeficiency and genetically determined immunodeficiency disorders (aglobulinemia, hypoglobulinemia). Polymuramyl is a novel therapeutic modality to correct immunodeficiency disorders.

Keywords: muramyl peptides, mucosal component, innate immunity, immunomodulation, purulent infections of soft tissues, perianal fistulas.

For citation: Markova T.P., Chuvirov D.G., Yarilina L.G., Kozhinova E.V. Muramyl peptides: mechanisms of action, clinical efficacy, and future applications in medicine. Russian Medical Review. 2020;4(1):31–37. DOI: 10.32364/2587-6821-2020-4-1-31–37.

Мурамилпептиды: механизмы действия, клиническая эффективность и перспективы применения в медицине

About the authors:

Tat’yna P. Markova — MD, PhD, Professor, Head of the Department of Immunopathology and Immunodiagnostics, ORCID iD 0000-0002-1330-1035;

Denis G. Chuvirov — MD, PhD, Associate Professor of the Department of Immunopathology and Immunodiagnostics, ORCID iD 0000-0002-6109-1669;

Larisa G. Yarilina — MD, PhD, Associate Professor of the Department of Immunopathology and Immunodiagnostics, ORCID iD 0000-0002-0531-2682;

Elena V. Kozhinova — MD, Senior Teacher of the Department of Clinical Immunology and Allergy, ORCID iD 0000-0001-8106-5831.

Academy of Postgraduate Education of the Federal Scientific and Clinical Center of the Federal Medical Biological Agency of Russian Federation. 91, Volokolamskoe road, Moscow, 125371, Russian Federation. 

Contact information: Tat’yna P. Markova, e-mail: logot12@list.ru. Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 16.02.2020.

References
1. Хаитов Р.М., Пинегин Б.В. Иммуномодуляторы и некоторые аспекты их клинического применения. Клиническая медицина. 1996;74(8):7–12.
2. Маркова Т.П. Часто болеющие дети. Взгляд иммунолога. М.: ТОРУС ПРЕСС; 2014.
3. Нестерова И.В., Старченко А.А., Иванова С.А., Симбирцев А.С. Иммунотерапия и иммунотропные препараты. Справочник по иммунотерапии для практического врача. М.: Диалог; 2002.
4. Сепиашвили Р.И. Классификация и основные принципы применения иммуномодулирующих препаратов в клинической практике. Аллергология и иммунология. 2002;3(3):325–331.
5. Иммунотерапия: руководство для врачей. Под ред. Р.М. Хаитова, Р.И. Атауллаханова, А.Е. Шульженко. М.: ГЭOТАР-Медиа; 2018.
6. Козлов И.Г. Микробиота, мукозальный иммунитет и антибиотики: тонкости взаимодействия. РМЖ. 2018;8(1):19–27.
7. Tricarico D., Variccio A., d’Ambrozio C. Prevention of recurrent upper respiratory tract infections in a community of cloistered nuns using a new immunostimulating bacterial lysate». Arzneim-forsch/drug. 2004;54(1):52– 63. DOI: 10.1055/s-0031-1296937.
8. Falchetti R. Ismigen effects on human lymphocytes. American Collegge of Chest Physichians: Italian chapter. National Meething. Naples/Italy. 20–22 June 2002.
9. Garret W.S., Gordon J.I., Glimcher L.H. Homeostasis and inflammation in the intestine. Cell. 2010;140:859–870. DOI: 10.1016/j.cell.2010.01.023.
10. Yoneyama M., Fujita T. Function of RIG-1-like receptors in antiviral innate immunity. J Biol Chem. 2007;282(21):15315–15318. DOI: 10.1074/jbc.R700007200.
11.Girardin S.E., Travassos L.H., Herve M. et al. Peptidiglycan molecular requirements allowing detection by NOD1 and NOD2. J Biol Chem. 2003;278(43):41702–41708. DOI: 10.1074/jbc.M307198200.
12. Medzhitov R., Janeway C. Innate Immunity. N Engl J Med. 2000;343(5):338–344. DOI: 10.1056/NEJM200008033430506.
13. Medzhitov R. TOLL-like receptors and innate immunity. Nat Immunol. 2001;1(2):135–145. DOI: 10.1038/35100529.
14. Ярилин А.А. Иммунология. М.: Медицина; 2010.
15. Meshcheryakova E.A., Makarov E.A., Philpott D.J. et al. Evidence for correlation between the intensities of adjuvant effect and NOD2 activation by monomeric, dimeric and lipophylic derivatives of N-acetylglucosaminyl-N-acetylmuramyl peptides. Vaccine. 2007;25:4515–4520. DOI: 10.1016/j.vaccine.2007.04.006.
16. Козлов И.Г., Гурьянова С.В., Колесникова Н.В., Андронова Т.М. Мурамилпептиды и другие агонисты рецепторов врожденного иммунитета в комплексной терапии аллергических заболеваний. Рос. аллерголог. журнал. 2015;5:59–67.
17. Azuma I. Development of the cytokine inducer romurtide: experimental studies and clinical application. Trends Pharmacol Sci. 1992;13:425–428. DOI: 10.1016/0165-6147 (92) 90134-R.
18. Пащенков М.В., Алхазова Б.И., Львов В.Л., Пинегин Б.В. Особенности индукции провоспалительных генов в дендритных клетках и макрофагах под действием глюкозаминилмурамилтрипептида грамотрицательных бактерий. Иммунология. 2013;34(1):10–15.
19. Пащенков М.В., Попилюк С.Ф., Алхазова Б.И. и др. Влияние муропептидов, содержащих остаток мезо-диаминопимелиновой кислоты, на макрофаги и дендритные клетки человека. Цитокины и воспаление. 2012;11(1):33–41.
20. Львов В.Л., Пинегин Б.В., Хаитов Р.М., Пащенков М.В. Применение композиции, состоящей из низкомолекулярных фрагментов пептидогликана грамотрицательных бактерий, для лечения и профилактики заболеваний человека. Патент Российской Федерации 2441906. Опубликовано 10.02.2012. Бюллетень Роспатента № 4.
21. Wolfert M.A., Murray T.F., Boons G.J., Moore J.N. The origin of the synergistic effect of muramyl dipeptide with endotoxin and peptidoglycan. J Biol Chem. 2002;277:39179–39186. DOI: 10.1074/jbc.M204885200.
22. Ермошина Н.П., Жильцова Е.Е. Клинико-иммунологическая эффективность и безопасность препарата Полимурамил в лечении хронических рецидивирующих пиодермий. Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2013;3:2036–2040. (Электронный ресурс). URL: https://e-koncept.ru/2013/53410.htm. Дата обращения: 21.01.2020.
23. Пащенков М.В., Будихина А.С., Голубева Н.М. и др. Результаты II/III фазы клинических испытаний иммуномодулятора Полимурамил при гнойной хирургической инфекции. Иммунология. 2012;33(4):199–203.
24. Заикин Е.Ю., Лазаренко В.А., Калуцкий П.В. и др. Клинико-иммунологическая эффективность использования Полимурамила в комплексном лечении больных с параректальными свищами. Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2018;4:56–60. DOI: 10.21626/vestnik/2018-4/09.
25. Киршина О.В., Токарев А.В., Лагерева Ю.Г. и др. Композиция мурамилпептидов, включающих остаток мезо-диаминопимелиновой кислоты, в лечении гнойных инфекций мягких тканей. Инновационный иммуномодулятор Полимурамил в эксперименте и клинике. Корус Фарм. 2019;83–98.
26. Летяева О.И., Зиганшин О.Р., Маркеева Д.А. и др. Клиническая и цитокин-модулирующая эффективность композиции трех мурамилпептидов, содержащих остаток мезо-диаминопимелиновой кислоты, при хронической пиодермии. РМЖ. 2018;8(1):9–13.
27. Кролевец Д.И., Сизякина Л.П., Андреева И.И. и др. Эффективность терапии у пациентов с а- и гипогаммаглобулинемией. Медицинский вестник Юга России. 2018;9(4):57–62.
28. Латышева Е.А., Латышева Т.В., Мартынова И.А. Оценка эффективности и безопасности препарата иммуноглобулина для внутривенного введения И.Г. Вена у пациентов с преимущественным нарушением синтеза антител. Рос. аллерголог. журнал. 2016;1:16–22.
29. Данилова Д.И. Клинико-иммунологическая характеристика фенотипов первичных иммунодефицитов с а- и гипогаммаглобулинемией. Дис. … канд. мед. наук. Ростов на/Д; 2019.
1. Khaitov R.M., Pinegin B.V. Immunomodulators and some aspects of their clinical use. Klinicheskaya meditsina. 1996;74(8):7–12 (in Russ.).
2. Markova T.P. Often illing children. View of immunologist. M.: TORUS PRESS; 2014 (in Russ.).
3. Nesterova I.V., Starchenko A.A., Ivanova S.A., Simbirtsev A.S. Immunotherapy and immunotropic drugs. Immunotherapy Handbook for the Practitioner. Dialogue Issue. 2002 (in Russ.).
4. Sepiashvili R.I. Classification and basic principles of the use of immunomodulating drugs in clinical practice. Allergologiya i immunologiya. 2002;3(3):325–331 (in Russ.).
5. Immunotherapy: a guide for doctors. Ed. Khaitov R.M., Ataullakhanov R.I., Shulzhenko A.E. М.: GEOTAR-Media. 2018 (in Russ.).
6. Kozlov I.G. Microbiota, mucosal immunity and antibiotics: the fineness of the interaction. RMJ. 2018;8(1):19–27 (in Russ.).
7. Tricarico D., Variccio A., d’Ambrozio C. Prevention of recurrent upper respiratory tract infections in a community of cloistered nuns using a new immunostimulating bacterial lysate». Arzneim-forsch/drug. 2004;54(1):52–63. DOI: 10.1055/s-0031-1296937.
8. Falchetti R. Ismigen effects on human lymphocytes. American Collegge of Chest Physichians: Italian chapter. National Meething. Naples/Italy. 20–22 June 2002.
9. Garret W.S., Gordon J.I., Glimcher L.H. Homeostasis and inflammation in the intestine. Cell. 2010;140:859–870. DOI: 10.1016/j.cell.2010.01.023.
10. Yoneyama M., Fujita T. Function of RIG-1-like receptors in antiviral innate immunity. J Biol Chem. 2007;282(21):15315–15318. DOI: 10.1074/jbc.R700007200.
11. Girardin S.E., Travassos L.H., Herve M. et al. Peptidiglycan molecular requirements allowing detection by NOD1 and NOD2. J Biol Chem. 2003;278(43):41702–41708. DOI: 10.1074/jbc.M307198200.
12. Medzhitov R., Janeway C. Innate Immunity. N Engl J Med. 2000;343(5):338–344. DOI: 10.1056/NEJM200008033430506.
13. Medzhitov R. TOLL-like receptors and innate immunity. Nat Immunol. 2001;1(2):135–145. DOI: 10.1038/35100529.
14. Yarilin A.A. Immunology. M.: Medcine. 2010 (in Russ.).
15. Meshcheryakova E.A., Makarov E.A., Philpott D.J. et al. Evidence for correlation between the intensities of adjuvant effect and NOD2 activation by monomeric, dimeric and lipophylic derivatives of N-acetylglucosaminyl-N-acetylmuramyl peptides. Vaccine. 2007;25:4515–4520. DOI: 10.1016/j.vaccine.2007.04.006.
16. Kozlov I.G., Guryanova S.V., Kolesnikova N.V., Andronova T.M. Muramylpeptides and other innate immunity receptors agonists in the complex treatment of allergic deseases. Rossiyskiy allergologicheskiy zhurnal. 2015;5:59–67 (in Russ.).
17. Azuma I. Development of the cytokine inducer romurtide: experimental studies and clinical application. Trends Pharmacol Sci. 1992;13:425–428. DOI: 10.1016/0165-6147 (92) 90134-R.
18. Pashchenkov M.V., Alkhazova B.I., Lvov V.L., Pinegin B.V. Features of the induction of pro-inflammatory genes in dendritic cells and macrophages under the action of glucosaminylmuramyl tripeptide of gram-negative bacteria. Immunologiya. 2013;34(1):10–15 (in Russ.).
19. Pashenkov M.B., Popylyuk S.F., Alkhazova B.I. et al. Influence of muramylpeptides containing a meso-diaminopimelic acid residue on macrophages and dendrytic human cells. Tsitokiny i vospaleniye. 2012;11(1):33–41 (in Russ.).
20. Lvov V.L., Pinegin B.V., Khaitov R.M., Pashchenkov M.V. The use of a composition consisting of low molecular weight fragments of peptidoglycan of gram-negative bacteria for the treatment and prevention of human diseases. Patent of the Russian Federation 2441906. Published: 02/10/2012. Bulletin of Rospatent No. 4 (in Russ.).
21. Wolfert M.A., Murray T.F., Boons G.J., Moore J.N. The origin of the synergistic effect of muramyl dipeptide with endotoxin and peptidoglycan. J Biol Chem. 2002;277:39179–39186. DOI: 10.1074/jbc.M204885200.
22. Ermoshina N.P., Zhiltsova E.E. Clinical and immunological efficacy and safety of the drug polyuramil in the treatment of chronic recurrent pyoderma. Scientific and methodological electronic journal «Concept». 2013;3:2036–2040. (Electronic resource). URL: https://e-koncept.ru/2013/53410.htm. Access date: 21.01.2020 (in Russ.).
23. Pashchenkov M.B., Budikhina A.S., Golubeva N.M. et al. Results of a phase II/III clinical trial of an immunomodulator polymuramyl in patients with purulent surgical infections. Immunology. 2012;33(4):199–203 (in Russ.).
24. Zaikin E. Yu., Lazarenko V.A., Kalutski P.V. et al. Clinical and immunological efficiency of polymuramil in complex treatmenresiduet of patients with perianal fistulas. Kursk Kurskiy nauchno-prakticheskiy vestnik «Chelovek i yego zdorov’ye». 2018;4:56–60 (in Russ.). DOI: 10.21626/vestnik/2018-4/09.
25. Kirshina O.V., Tokarev A.V., Lagereva Yu.G. et al. A combination of muramylpeptides containing a meso-diaminopimelic acid residue in the treatment of purulent soft tissue infections. Innovation immunomodulator POLIMURAMYL in cxperiment and clinic. Korus Pharm. 2019;83–98 (in Russ.).
26. Letyaeva O.I., Ziganshin O.P., Markeeva D.A. et al. Clinical and cytokine-modulating efficacy of a composition of three muramylpeptides containing a meso-diaminopimelic acid residue in the treatment of chronic pyodermia. RMJ. 2018;8(1):9–13 (in Russ.).
27. Krolevets D.I., Syziakina L.P., Andreeva I.I. et al. Efficiency of complex therapy in patients with a- and hypogammaglobulinemia. Meditsinskiy vestnik Yuga Rossii. 2018;9(4):57–62 (in Russ.).
28. Latysheva E.A., Latysheva T.V., Martynova I.A. Evaluation of the effectiveness and safety of an immunoglobulin preparation for intravenous administration I.G. Vein in patients with a predominant violation of the synthesis of antibodies. Rossiyskiy allergologicheskiy zhurnal. 2016;1:16–22 (in Russ.).
29. Danilova D.I. Clinical and immunological characteristics of the phenotypes of primary immunodeficiencies with a- and hypogammaglobulinemia, thesis. Rostov-on-Don; 2019 (in Russ.).

License Creative Commons
This work is licensed under a Creative Commons «Attribution» 4.0 License.


Previous article
Next article