rfhealthЗдравоохранение Российской ФедерацииHealth care of the Russian Federation0044-197X2412-0723Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0044-197X-2025-69-5-490-494nfgpnsrfhealth-2020Research ArticleАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫTOPICAL ISSUES OF HYGIENEОсобенности экспрессии гена IL6 в условиях её экспериментальной модификации in vitro вакцинными антигенами (SARS-CoV-2 и influenza virus) и бенз(а)пиреном (на примере транскрипта IL6 hs00174131_m1)Features of the IL6 gene expression under its experimental modification in vitro by vaccine antigens (SARS-CoV-2 and influenza virus) and benz(a)pyrene (using the IL6 transcript hs00174131_m1 as an example)https://orcid.org/0000-0003-2356-1145ЗайцеваНина ВладимировнаZaitsevaNina V.

Доктор мед. наук, профессор, академик РАН, науч. руководитель ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: znv@fcrisk.ru

DSc (Medicine), Professor, Academician of the RAS, scientific director, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: znv@fcrisk.ru 

znv@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6173-6017ОтавинаЕлена АлексеевнаOtavinaElena A.

Мл. науч. сотр. лаб. иммуногенетики отдела иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: eleninca@mail.ru

Junior researcher, Laboratory of immunogenetics, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: eleninca@mail.ru

eleninca@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихОлег ВладимировичDolgikhOleg V.

Доктор мед. наук, зав. отд. иммунобиологических методов диагностики ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: oleg@fcrisk.ru

DSc (Medicine), head, Department of immunobiological diagnostic methods, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: oleg@fcrisk.ru

oleg@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0114-3930КазаковаОльга АлексеевнаKazakovaOlga A.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр., зав. лаб. иммуногенетики ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: chakina2011@yandex.ru

PhD (Biology), senior researcher, head, Laboratory of immunogenetics, Department of immunobiological diagnostic methods, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: chakina2011@yandex.ru

chakina2011@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5162-9234СтарковаКсения ГеннадьевнаStarkovaKseniya G.

Канд. биол. наук, зав. лаб. иммунологии и аллергологии ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», 614045, Пермь, Россия

e-mail: skg@fcrisk.ru

PhD (Biology), head, Laboratory for immunology and allergology, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: skg@fcrisk.ru

skg@fcrisk.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies202501112025695490494Copyright © Зайцева Н.В., Отавина Е.А., Долгих О.В., Казакова О.А., Старкова К.Г., 20252025Зайцева Н.В., Отавина Е.А., Долгих О.В., Казакова О.А., Старкова К.Г.Zaitseva N.V., Otavina E.A., Dolgikh O.V., Kazakova O.A., Starkova K.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rfhealth.ru/jour/article/view/2020Введение

Введение. Условия дестабилизации среды обитания позволяют выдвинуть гипотезу об их модифицирующем воздействии на течение инфекции SARS-CoV-2 и гриппа, что определяет актуальность оценки эффектов действия данных вирусных агентов, а также средовых факторов (на примере бенз(а)пирена), в качестве биологического субстрата которых выступают транскрипты кандидатных генов, а ожидаемыми эффектами — особенности экспрессии фрагментов мРНК.

Материалы и методы

Материалы и методы. В условиях инкубации бенз(а)пиреном, вакцинными антигенами вируса SARS-CoV-2 и influenza virus культуры клеток цельной крови проведена оценка относительного нормализованного уровня экспрессии гена IL6 hs00174131_m1 на экспериментальных моделях in vitro для различных сценариев полиморфизма гена IL6 C(-174)G (rs1800795).

Результаты

Результаты. Эффекты биоэкспозиции различались вектором экспрессии фрагментов мРНК в зависимости от полиморфных вариантов гена IL6 C(-174)G (rs1800795). В модифицированных бенз(а)пиреном условиях минорный вариант полиморфизма был ассоциирован с активацией экспрессии транскрипта IL6 hs00174131_m1 в 1,9 раза. Экспозиция вирусными антигенами и бенз(а)пиреном формировала снижение экспрессии транскрипта в 1,2–3,7 раза для типичного гомозиготного и гетерозиготного вариантов гена, что верифицирует формирование иммуносупрессии, сопряжённой с цитокиновым профилем, в условиях антигенной экспозиции на уровне транскриптома и позволяет уточнить механизм модификации спонтанных транскрипционных эффектов средовыми факторами, в зависимости от однонуклеотидного полиморфизма.

Ограничения исследования обусловлены ограниченностью выборки.

Заключение

Заключение. Экспериментальные модели in vitro подтвердили гипотезу о модифицирующих (угнетающих) экспрессию гена IL6 C(-174)G (rs1800795) эффектах вакцинных антигенов (SARS-CoV-2 и гриппа) и бенз(а)пирена, отражающих степень индукции величин экспрессии транскрипта IL6 hs00174131_m1, что позволяет уточнить механизмы формирования иммунных нарушений в системе «геном–постгеном», ассоциированных с течением вирусных инфекций, и рекомендовать идентифицированные маркеры чувствительности и эффекта как индикаторные показатели в диагностике и профилактике COVID-19 и гриппа в условиях дестабилизации среды обитания.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено этическим комитетом ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН» (протокол № 13 от 14.03.2023). Все участники дали информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании.

Участие авторов

Участие авторов: Зайцева Н.В. — дизайн исследования, редактирование; Отавина Е.А. — сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание и редактирование текста; Долгих О.В. — концепция, дизайн исследования, редактирование; Казакова О.А. — сбор и обработка материала, статистическая обработка, редактирование; Старкова К.Г. — статистическая обработка, редактирование. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Поступила

Поступила: 11.03.2025 / Принята к печати: 24.06.2025 / Опубликована: 31.10.2025

Introduction

Introduction. Conditions under which the environment becomes destabilized allow hypothesizing about their modifying effects on the course of the SARS-CoV-2 infection and influenza. This determines the relevance of assessing the effects produced by these viral agents as well as environmental factors (for example, benz(a)pyrene), which use transcripts of candidate genes as a biological substrate, and expected effects in particular include specific expression of mRNA fragments.

Materials and methods

Materials and methods. The relative normalized level of gene (protein) expression of the IL6 hs00174131_m1 gene was assessed in incubation of a whole blood cell cultures with benz(a)pyrene, SARS-CoV-2 virus vaccine antigen and influenza virus vaccine antigens the assessment was performed on spontaneous and antigen incubation-induced experimental models in vitro for various polymorphism scenarios of the IL6 C(-174)G (rs1800795) gene.

Results

Results. Effects of bioexposition differed in the expression vector of mRNA fragments depending on polymorphic variants of the IL6 C(-174)G (rs1800795) gene. Thus, the minor variant of the IL6 C(-174)G gene polymorphism, was associated with activation of the expression of the IL6 hs00174131_m1 transcript (by 1.9 times). Exposure to viral antigens and benz(a)pyrene caused inhibition of the mRNA expression of the IL6 transcript hs00174131_m1 (by 1.2–3.7 times) for typical homozygous and heterozygous variants of the IL6 gene (rs1800795), which verifies occurrence of immunosuppression scenarios associated with the cytokine profile under antigenic exposure at the transcriptome level and allows clarifying the mechanism of modification of spontaneous effects by environmental chemical and biological factors depending on a Single Nucleotide Polymorphism (SNP).

Research limitations

Research limitations. Are related to the limited sample.

Conclusion

Conclusion. The hypothesis on modifying (inhibiting) effects of benz(a)pyrene and vaccine antigens (SARS-CoV-2 and influenza virus) on the IL6 C(-174)G (rs1800795) gene expression has been confirmed by using experimental in vitro models. These effects reflect intensity of induction of the scaled values of its IL6 hs00174131_m1 transcript, which makes it possible to clarify some pathways of immune disorders in the “genome-postgenome” system associated with the course of viral infections and to recommend the proposed sensitivity and effect markers as indicators for diagnosing and preventing COVID-19 and influenza in a destabilized environment (using benzo(a)pyrene as an example).

Compliance with ethical standards. The study was approved by the Ethics Committee of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies (Protocol No. 13 dated of March 14, 2023). All patients were informed about the purpose of the study and gave informed voluntary consent to participate in the study.

Contribution of the authors: Zaitseva N.V. — study design, editing; Otavina E.A. — data collection and analysis, statistical analysis, writing and editing the text; Dolgikh O.V. — study concept and design, editing the text; Kazakova O.A. — data collection and analysis, statistical analysis, editing the text; Starkova K.G. — statistical analysis, editing the text. All authors are responsible for approving the final version of the article and the integrity of its all parts.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no obvious or potential conflicts of interest in connection with the publication of this article.

Received

Received: March 11, 2025 / Accepted: June 24, 2025 / Published October 31, 2025

SARS-CoV-2influenza virusбенз(а)пиренген IL6 C(-174)G (rs1800795)транскрипт IL6 hs00174131_m1SARS-CoV-2influenza virusbenz(a)pyreneIL6 C(-174)G (rs1800795) geneIL6 hs00174131_m1 transcriptReferencesПоздняков М.В., Мазилов С.И., Райкова С.В., Гусев Ю.С., Комлева Н.Е., Микеров А.Н. Оценка качества атмосферного воздуха в разных странах (обзор). Экология человека. 2023; 30(5): 325–39. https://doi.org/10.17816/humeco456406 https://elibrary.ru/vjistfPozdnyakov M.V., Mazilov S.I., Raikova S.V., Gusev Yu.S., Komleva N.E., Mikerov A.N. A review of international experience in air quality assessment. Ekologiya cheloveka. 2023; 30(5): 325–39. https://doi.org/10.17816/humeco456406 https://elibrary.ru/vjistf (in Russian)Зайцева Н.В., Май И.В., Рейс Ж., Спенсер П., Кирьянов Д.А., Камалтдинов М.Р. К оценке дополнительной заболеваемости населения Covid-19 в условиях загрязнения атмосферного воздуха: методические подходы и некоторые практические результаты. Анализ риска здоровью. 2021; (3): 14–28. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.3.02 https://elibrary.ru/ulmefuZaitseva N.V., May I.V., Reis J., Spencer P., Kiryanov D.A., Kamaltdinov M.R. On estimating the additional incidence of covid-19 among populations exposed to polluted ambient air: methodological approaches and some practical results. Health Risk Analysis. 2021; (3): 14–28. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.3.02.en https://elibrary.ru/ukcxgwBukowska B., Mokra K., Michałowicz J. Benzo[a]pyrene-environmental occurrence, human exposure, and mechanisms of toxicity. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(11): 6348. https://doi.org/10.3390/ijms23116348Bukowska B., Mokra K., Michałowicz J. Benzo[a]pyrene-environmental occurrence, human exposure, and mechanisms of toxicity. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(11): 6348. https://doi.org/10.3390/ijms23116348Mathers C., Stevens G., Hogan D., Mahanani W.R., Ho J. Chapter 4. Global and regional causes of death: patterns and trends, 2000–15. In: Jamison D.T., Gelband H., Horton S., Jha P., Laxminarayan R., Mock C.N., et al. Disease Control Priorities: Improving Health and Reducing Poverty. 3rd ed. Washington: The International Bank for Reconstruction and Development, The World Bank; 2017. https://doi.org/10.1596/978-1-4648-0527-1_ch4Mathers C., Stevens G., Hogan D., Mahanani W.R., Ho J. Chapter 4. Global and regional causes of death: patterns and trends, 2000–15. In: Jamison D.T., Gelband H., Horton S., Jha P., Laxminarayan R., Mock C.N., et al. Disease Control Priorities: Improving Health and Reducing Poverty. 3rd ed. Washington: The International Bank for Reconstruction and Development, The World Bank; 2017. https://doi.org/10.1596/978-1-4648-0527-1_ch4Соленова Л.Г. Современные подходы к оценке влияния загрязнения окружающей среды на онкологический риск. Успехи молекулярной онкологии. 2020; 7(1): 17–22. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2020-7-1-17-22 https://elibrary.ru/hixkbpSolenova L.G. Current approaches to assessment of the impact of the environmental contamination on cancer risk. Uspekhi molekulyarnoi onkologii. 2020; 7(1): 17–22. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2020-7-1-17-22 https://elibrary.ru/hixkbp (in Russian)Kalfaoglu B., Almeida-Santos J., Tye C.A., Satou Y., Ono M. T-cell dysregulation in COVID-19. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2021; 538: 204–10. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.10.079Kalfaoglu B., Almeida-Santos J., Tye C.A., Satou Y., Ono M. T-cell dysregulation in COVID-19. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2021; 538: 204–10. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.10.079Насонов Е.Л. Коронавирусная болезнь-2019 (COVID-19): значение ингибиторов IL-6. Пульмонология. 2020; 30(5): 629–44. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2020-30-5-629-644 https://elibrary.ru/xemctkNasonov E.L. Coronavirus disease 2019 (COVID-19): value of IL-6 inhibitors. Pulmonologiya. 2020; 30(S5): 629–44. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2020-30-5-629-644 https://elibrary.ru/gpmqqvMcGonagle D., Sharif K., O’Regan A., Bridgewood C. The role of cytokines including interleukin-6 in COVID-19 induced pneumonia and macrophage activation syndrome-like disease. Autoimmun. Rev. 2020; 19(6): 102537. https://doi.org/10.1016/j.autrev.2020.102537McGonagle D., Sharif K., O’Regan A., Bridgewood C. The role of cytokines including interleukin-6 in COVID-19 induced pneumonia and macrophage activation syndrome-like disease. Autoimmun. Rev. 2020; 19(6): 102537. https://doi.org/10.1016/j.autrev.2020.102537Ren J., Wang X.Q., Nakao T., Libby P., Shi G.P. Differential roles of interleukin-6 in severe acute respiratory syndrome-coronavirus-2 infection and cardiometabolic diseases. Cardiol. Discov. 2023; 3(3): 166–82. https://doi.org/10.1097/CD9.0000000000000096Ren J., Wang X.Q., Nakao T., Libby P., Shi G.P. Differential roles of interleukin-6 in severe acute respiratory syndrome-coronavirus-2 infection and cardiometabolic diseases. Cardiol. Discov. 2023; 3(3): 166–82. https://doi.org/10.1097/CD9.0000000000000096Abbasifard M., Khorramdelazad H. The bio-mission of interleukin-6 in the pathogenesis of COVID-19: A brief look at potential therapeutic tactics. Life Sci. 2020; 257: 118097. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118097Abbasifard M., Khorramdelazad H. The bio-mission of interleukin-6 in the pathogenesis of COVID-19: A brief look at potential therapeutic tactics. Life Sci. 2020; 257: 118097. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118097Ghazy A.A. Influence of IL-6 rs1800795 and IL-8 rs2227306 polymorphisms on COVID-19 outcome. J. Infect. Dev. Ctries. 2023; 17(3): 327–34. https://doi.org/10.3855/jidc.17717Ghazy A.A. Influence of IL-6 rs1800795 and IL-8 rs2227306 polymorphisms on COVID-19 outcome. J. Infect. Dev. Ctries. 2023; 17(3): 327–34. https://doi.org/10.3855/jidc.17717Azmi A., Rismani M., Pourmontaseri H., Mirzaii E., Niknia S., Miladpour B. The role of vitamin D receptor and IL-6 in COVID-19. Mol. Genet. Genomic. Med. 2023; 11(7): e2172. https://doi.org/10.1002/mgg3.2172Azmi A., Rismani M., Pourmontaseri H., Mirzaii E., Niknia S., Miladpour B. The role of vitamin D receptor and IL-6 in COVID-19. Mol. Genet. Genomic. Med. 2023; 11(7): e2172. https://doi.org/10.1002/mgg3.2172Gou X., Yuan J., Wang H., Wang X., Xiao J., Chen J., et al. IL-6 During influenza-streptococcus pneumonia co-infected pneumonia — a protector. Front. Immunol. 2020; 10: 3102. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.03102Gou X., Yuan J., Wang H., Wang X., Xiao J., Chen J., et al. IL-6 During influenza-streptococcus pneumonia co-infected pneumonia — a protector. Front. Immunol. 2020; 10: 3102. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.03102Белушкина Н.Н., Чемезов А.С., Пальцев М.А. Генетические исследования мультифакториальных заболеваний в концепции персонализированной медицины. Профилактическая медицина. 2019; 22(3): 26–30. https://doi.org/10.17116/profmed20192203126 https://elibrary.ru/nsneagBelushkina N.N., Chemezov A.S., Paltsev M.A. Genetic studies of multifactorial diseases in the concept of personalized medicine. Profilakticheskaya meditsina. 2019; 22(3): 26–30. https://doi.org/10.17116/profmed20192203126 https://elibrary.ru/nsneag (in Russian)Тийс Р.П., Осипова Л.П. Интерлейкин-6: его роль в организме, генетический полиморфизм и значение при некоторых заболеваниях (литературный обзор). Медицинская генетика. 2022; 21(1): 14–27. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2022.01.14-27 https://elibrary.ru/wvcnmuTiis R.P., Osipova L.P. Interleukin-6: it’s role in the organism, genetic polymorphism and significance in certain diseases (literature review). Meditsinskaya genetika. 2022; 21(1): 14–27. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2022.01.14-27 https://elibrary.ru/wvcnmu (in Russian)Verma S., Verma S., Khan F.H., Siddiqi Z., Raza S.T., Abbas M., et al. Genetic polymorphisms of IL6 gene -174G > C and -597G > A are associated with the risk of COVID-19 severity. Int. J. Immunogenet. 2023; 50(1): 5–11. https://doi.org/10.1111/iji.12605Verma S., Verma S., Khan F.H., Siddiqi Z., Raza S.T., Abbas M., et al. Genetic polymorphisms of IL6 gene -174G > C and -597G > A are associated with the risk of COVID-19 severity. Int. J. Immunogenet. 2023; 50(1): 5–11. https://doi.org/10.1111/iji.12605Артемьева О.В., Ганковская Л.В. Роль полиморфных вариантов генов врожденного иммунитета в долголетии и возраст-ассоциированных заболеваниях. Иммунология. 2022; 43(3): 333–42. https://doi.org/10.33029/0206-4952-2022-43-3-333-342 https://elibrary.ru/aantmyArtemyeva O.V., Gankovskaya L.V. Polymorphic variants of innate immunity genes in longevity and age-associated diseases. Immunologiya. 2022; 43(3): 333–42. https://doi.org/10.33029/0206-4952-2022-43-3-333-342 https://elibrary.ru/aantmy (in Russian)Gubernatorova E.O., Gorshkova E.A., Polinova A.I., Drutskaya M.S. IL-6: Relevance for immunopathology of SARS-CoV-2. Cytokine Growth Factor Rev. 2020; 53: 13–24. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2020.05.009Gubernatorova E.O., Gorshkova E.A., Polinova A.I., Drutskaya M.S. IL-6: Relevance for immunopathology of SARS-CoV-2. Cytokine Growth Factor Rev. 2020; 53: 13–24. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2020.05.009Mehta P., McAuley D.F., Brown M., Sanchez E., Tattersall R.S., Manson J.J. COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. Lancet. 2020; 395(10229): 1033–4. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30628-0Mehta P., McAuley D.F., Brown M., Sanchez E., Tattersall R.S., Manson J.J. COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. Lancet. 2020; 395(10229): 1033–4. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30628-0Табиханова Л.Э., Осипова Л.П., Чуркина Т.В., Ковалев С.С., Филипенко М.Л., Воронина Е.Н. Повышенные частоты аллелей ‒174G и ‒572C гена IL6 в популяциях коренных народов Сибири по сравнению с русскими. Молекулярная биология. 2023; 57(2): 350–9. https://doi.org/10.31857/S0026898423020210 https://elibrary.ru/eeihatTabikhanova L.E., Osipova L.P., Churkina T.V., Kovalev S.S., Filipenko M.L., Voronina E.N. Increased frequencies of ‒174g and ‒572c il6 alleles in populations of indigenous peoples of Siberia compared to Russians. Molekulyarnaya biologiya. 2023; 57(2): 350–9. https://doi.org/10.31857/S0026898423020210 https://elibrary.ru/eeihat (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.