Диссертация (Клиническое значение определения сывороточного маркера активации нейтрофилов – алармина S100A12 при аутовоспалительных заболеваниях), страница 3

Основные механизмы реакций врожденного иммунитетаОдними из основных клеток, принимающих участие в развитии реакцийнеспецифического иммунитета, являются нейтрофилы, известные со временИ.И. Мечникова [21]. Их функции не ограничиваются только уничтожениемпатогена, но также заключаются в непосредственном или через внеклеточныемедиаторы взаимодействии с макрофагами, дендритными клетками и клеткамилимфоцитарного ряда [22–24].При инициации воспаления в ответ на раздражитель происходит миграциянейтрофилов в ткани из сосудов, как правило, венул [25]. Миграция черезэндотелий может проходить как парацеллюлярно (между эндотелиоцитами), так итрансцеллюлярно (через эндотелиоциты). При парацеллюлярной миграции вэндотелии образуются "куполы" или "чаши", богатыевнутриклеточными исосудистыми молекулами адгезии (ICAM и VCAM), связывающимися снейтрофилами [26].

При трансцеллюлярной миграции нейтрофилы формируютподосомы, взаимодействующие с апикальной поверхностью эндотелия [27].Следующим этапом формирования воспалительного ответа является активациянейтрофилов – сложный процесс, который начинается еще во время миграции.Активации нейтрофилов способствуют внешние (патоген-ассоциированныемолекулярные паттерны, PAMPs – бактериальные ЛПС, пептидогликаны, ДНК,вирусные РНК), и внутренние стимулы (ассоциированные с повреждениеммолекулярные паттерны, DAMPs – продукты, высвобождающиеся при некрозеклеток – внутриклеточные белки, митохондриальные пептиды и ДНК),взаимодействующие с паттерн-узнающими рецепторами (PRRs) [23].

Одним изосновных типов PRRs нейтрофилов являются толл-подобные рецепторы (TLRs),взаимодействующие с липидами, карбоангидратами, пептидами, ДНК и РНК [28].Активация TLRs усиливает реакции нейтрофилов при влиянии других стимулов, атакже повышает их фагоцитарную активность, секрецию цитокинов и замедляетапоптоз [29]. К цитозольным PRRs относятся NOD-рецепторы (nucleotide16oligomerisation domain – домен олигомеризации нуклеотидов, NLRs). Они состоятиз трёх доменов: N-концевого домена, активирующего каспазу (CARD-домена),центрального NOD-домена и C-концевого домена, богатого остатками лейцина(LRR-домена) [30].

Их стимуляция, в первую очередь, ведет к образованию IL-1.Компоненты бактерий и эндогенные провоспалительные молекулы (лейкотриеныи хемокины) могут также вызывать активацию нейтрофилов при взаимодействиис рецепторами, сопряженными с G-белками [31]. Третьим путем активациинейтрофилов является связывание опсонинов, основными из которых являютсяIgG иммунных комплексов и C3b-компонент комплемента, с рецепторами – FcγRsи CR3 b CR4 [32]. Активированный нейтрофил способен уничтожить патогеннесколькими механизмами, которые обычно дополняют друг друга. Одним изтаких механизмов является фагоцитоз, в ходе которого патоген поступает ввакуоль–фагосому[33].Одновременносфагоцитозомпроисходитреспираторный взрыв, вызванный высвобождением активных форм кислорода иактивацией NADPH-оксидазы, которые играют ведущую роль в процессеуничтожения бактерий и грибов.

Кроме того, во время респираторного взрыва изнейтрофилов высвобождается оксид азота (NO). Другой важный механизмактивации нейтрофилов связан с выделением пептидов из нейтрофильных гранул.При активации нейтрофилов также происходит выработка ими аларминов.Алармины – это группа эндогенных молекул с различной структурой, пассивновысвобождающихся из некротических клеток или активно секретирующихсянейтрофилами [34]. После высвобождения они способны активировать клетки,принимающие участие в первичном иммунном ответе, и антиген-презентирующиеклетки, стимулировать PRRs, играя таким образом важную роль в развитиистерильных или вызванных инфекцией иммунных реакций [35].

Наиболееизученными аларминами являются белки теплового шока, S100 белки и В1 белокиз группы с высокой подвижностью [36]В 2004 г. Zychlinsky и соавт. [37] описал еще один путь активациинейтрофилов, сопряженный с их гибелью – нетоз (от NET – нейтрофильныевнеклеточные ловушки), который вызывают провоспалительные медиаторы,17такие как TNF, IL-8 и PAMPs. Во время нетоза происходит выброс из нейтрофилахроматина и содержимого гранул – нейтрофильной эластазы и миелопероксидазы(МРО).

Клетки, вступившие в нетоз, не фагоцитируются и запускают механизмактивации воспаления. В отличие от дегрануляции нейтрофилов и респираторноговзрыва этот процесс длительный и занимает 2-4 часа [38]. Главная функциянетоза – защита организма от микробов, которые захватываются в сеть хроматинаи подвергаются воздействию высокой концентрации антимикробных пептидов иферментов – МРО, нейтрофильной эластазы, кателицидина (LL-37), белков S100 игистонов, обладающих противомикробным действием [39]. Ловушки могутоказывать и прокоагулянтный эффект, что может привести к тромбозам иповреждениям сосудов [40].Другим типом клеток, играющим ведущую роль в неспецифической испецифической иммунной защите, в обеспечении гомеостаза и регуляции обменавеществ являются макрофаги.

Миграцию моноцитов в место воспалениястимулируют секретируемые нейтрофилами хемокины (CCL2, CCL3, CCL19,CCL20) и белки, высвобождающиеся при их дегрануляции (S100 и различныеантимикробные пептиды). Пептиды первичных гранул нейтрофилов увеличиваютантимикробную и фагоцитарную активность макрофагов, в также выработкуцитокинов[41].Макрофагиспособнытакжеактивироватьсяпринепосредственном воздействии патогена через PRRs – TLRs, NOD-подобныерецепторы (NLRs), лектиновые рецепторы С-типа (28). Активированныемакрофагипровоспалительногофенотипапродуцируютширокийспектрпровоспалительных медиаторов, включая TNF-α, IL-1, IL-6 и IFN-I. Кроме того,онипринимаютучастиевразвитииреакцийадаптивногоиммунитета,вырабатывая IL-12 и IL-23, регулирующие функции Т-хелперов 1 типа, и IL-4 иIL-13, стимулирующие дифференцировку Т-хелперов 2 типа. Макрофаги такжевырабатывают вещества, способные непосредственно уничтожать бактерии –активные формы кислорода, NO и различные антибактериальные белки, такие какдефензин [42].18В настоящее время установлено, что важным механизмом ответа клетокнеспецифического иммунитета – нейтрофилов и макрофагов, на стимуляциюPRRs является активация инфламмасомы – внутриклеточной белковой платформыпо синтезу IL-1 [43].

Помимо стимуляции TLRs или NLRs для активацииинфламмасомы необходимы еще 2 компонента – адапторные белки иэффекторный белок каспаза-1 [44]. Каспаза-1 относится к группе воспалительныхкаспаз и играет главную роль в развитии воспалительных реакций, катализируяпревращение предшественников IL-1β, IL-18 и IL-33 в активные формыцитокинов [45,46]. Главным адапторным белком инфламмасомы, связывающимNLRs 3 типа (NLRP3) и каспазу-1 является ASC (подобный пятнышкурегуляторный белок, ассоциированный с апоптозом), который содержит в своемсоставе домены пирин (PYD) и CARD-домен [47]. Была показана необходимостьнормального функционирования NLRP3 для синтеза макрофагами IL-1β в ответна стимуляцию TLRs и АТФ [48,49], грам-положительными бактериями [48],вирусной РНК и кристаллами мочевой кислоты [50].

Генетические мутациибелков, входящих в состав инфламмасомы или регулирующих ее активность,приводят к неконтролируемой продукции провоспалительных цитокинов, впервую очередь IL-1, и являются патофизиологической основой развитияаутовоспалительных заболеваний. Заболевания, связанные с мутациями белкаNLRP3 – криопиринопатии, непосредственно активирующие инфламмасому,относятся к внутренним инфламмасомопатиям, заболевания, обусловленныемутациями регуляторных белков (пирина, PSTPIP1 и мевалонат киназы) – квнешним инфламмасомопатиям [18].1.2. Особенности патогенеза аутовоспалительных заболеваний1.2.1. Внутренние инфламмасомопатии – криопиринопатииКриопиринопатии развиваются при мутации в гене, кодирующем белокNLRP3, ранее называемый криопирином из-за связи развития некоторыхсимптомов заболевания с переохлаждением [51–53].

Белок NLRP3 являетсяосновным компонентном инфламмасомы, состоит из N-концевого постоянного19"домена смерти" (~90 аминокислот) и домена пирин (39-41 аминокислоты), а егоС-конец, богатый лейциновыми повторами, участвует в узнавании бактериальныхкомпонентов и первичном иммунном ответе. Другим доменом NLRP3 являетсяАТФ-связывающая кассета (нуклеотид-связывающий домен, NBD, или NACHTдомен), в котором локализуется большинство мутаций при криопиринопатиях[54].

Мононуклеары, выделенные от больных NOMID/CINCA или синдромомМакла-Уэллса, при стимуляции ЛПС секретируют IL-1 в более высокойконцентрации, чем мононуклеары здоровых людей, но для активации NLRP3 уздоровых людей необходимо связывание АТФ, а при криопиринопатияхвозможна активация NACHT-домена без связывания с этим источником энергии[55,56].Криопиринопатии включают в себя 3 нозологические формы: семейнуюхолодовую крапивницу, синдром Макла-Уэллса и синдром NOMID/CINCA [57].Семейная холодовая крапивница – наиболее легкое по течению заболевание,проявляется высокой лихорадкой (93%), полиартралгией (96%) и уртикарнойсыпью (100%), развивающимися через 1-2 часа после переохлажденияидлящимися в течение 12-48 часов. Другими более редкими симптомами данногозаболевания являются конъюнктивит (84%), профузное потоотделение (78%),головокружение (67%), головные боли (58%), тошнота (51%) и полидипсия (53%)[58].