Транскрипционный ответ макрофагов на сочетанную стимуляцию NOD- и Toll-подобного рецептора
Резюме
Введение. Активация клеток врожденного иммунитета агонистами двух и более паттерн-распознающих рецепторов может приводить к взаимному ослаблению или усилению активационных сигналов. На основании анализа экспрессии отдельных генов считается, что при сочетанной стимуляции NOD- и Toll-подобных рецепторов происходит синергическое увеличение клеточного ответа (эффект сочетания агонистов больше, чем сумма эффектов отдельно взятых агонистов). Однако данное положение до сих пор не было проверено путем полнотранскриптомного анализа.
Цель исследования - провести полнотранскриптомный анализ макрофагов человека, активированных сочетанием агонистов рецепторов NOD1 и TLR4 in vitro.
Материал и методы. Макрофаги получали путем культивирования моноцитов крови здоровых доноров с гранулоцитарно-макрофагальным колониестимулирующим фактором, после чего стимулировали агонистами NOD1 и TLR4 раздельно и в сочетании в течение 1 и 4 ч. Транскриптомы анализировали с помощью высокопроизводительного секвенирования РНК (RNA-seq) и ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ). Для выявления синергически индуцируемых генов рассчитывали индексы потенцирования (отношение ответа на сочетание агонистов к сумме ответов на отдельные агонисты).
Результаты. Синергически индуцируемые гены составили не более 10 % от числа всех генов, индуцируемых агонистами NOD1 и/или TLR4 раздельно и в сочетании. Отличительными особенностями синергически индуцируемых генов являются низкая базальная экспрессия и высокий ответ на стимуляцию сочетанием агонистов. Несмотря на относительную малочисленность, данная группа генов имеет большое функциональное значение, так как включает в себя гены основных провоспалительных цитокинов. Результаты биоинформатического анализа указывают на роль факторов транскрипции семейств NF-κB и AP-1 в регуляции экспрессии синергически индуцируемых генов.
Заключение. Знания о характеристиках и механизмах синергических эффектов позволят выбрать правильные мишени для подавления гиперпродукции цитокинов при "цитокиновом шторме", а также подобрать наиболее подходящие комбинации агонистов для их терапевтического использования в клинических ситуациях, требующих усиления врожденного иммунного ответа.
Аддитивный эффект синтетических малых интерферирующих РНК в отношении респираторно-синцитиального вируса
Резюме
Введение. Респираторно-синцитиальный вирус (РСВ) - один из самых распространенных патогенов в мире. Он вызывает тяжелые заболевания верхних и нижних дыхательных путей. Ежегодно от РСВ-инфекции в мире умирает несколько миллионов детей младше 5 лет. Эффективных, безопасных и при этом доступных методов лечения пациентов с РСВ-инфекцией до сих пор не создано. С открытием явления интерференции РНК - механизма негативной регуляции активности генов молекулами малых интерферирующих РНК (миРНК) - появились новые возможности для создания эффективных специфических лекарственных средств, в том числе противовирусных.
Цель данной работы - создание молекул миРНК, направленных против жизненно важных генов РСВ и исследование их антивирусной активности in vitro.
Материал и методы. Проектирование молекул миРНК осуществляли in silico с использованием биоинформационного программного обеспечения. Антивирусную активность изучали в экспериментах in vitro на культуре клеток HEp-2. Клетки трансфецировали молекулами миРНК, после чего оценивали вирусную нагрузку с помощью количественного ПЦР-анализа и титрования на монослое чувствительных клеток МА-104.
Результаты. В отдельных экспериментах мы показали, что из трех чувствительных к вирусу клеточных линий клетки НЕр-2 более пригодны для тестирования антивирусной активности миРНК, поскольку они легче трансфецируются. В результате тестирования 4 вариантов миРНК против жизненно важных генов вируса (генов n и p) было установлено, что 2 варианта (siN-745 - против гена n и siP4 - против гена p) обладают наиболее выраженным антивирусным эффектом, снижая титр вируса более чем в 10 раз. При этом одновременное использование двух вариантов миРНК обеспечивает более выраженный (аддитивный) противовирусный эффект, снижая репликацию вируса почти в 100 раз. Данный эффект, возможно, связан с тем, что гены p и n играют различную роль в жизненном цикле вируса. Ген p кодирует фермент репликации, ген n - нуклеопротеин, защищающий геном вируса от деградации.
Заключение. Показано, что одновременное применение двух вариантов миРНК, направленных против консервативных генов n и p РСВ, позволяет добиться более выраженного противовирусного эффекта в сравнении с использованием индивидуальных миРНК против отдельных генов. Созданная композиция молекул миРНК может быть использована в составе противовирусных препаратов, направленных против РСВ.
Исследование параметров коэкспрессии рецепторов к ФНО в качестве потенциальных биомаркеров эффективной госпитальной терапии ритуксимабом пациентов с ревматоидным артритом
Резюме
Введение. Одним из основных механизмов регуляции биологического действия фактора некроза опухоли (ФНО) как ключевого провоспалительного цитокина, инициирующего патологические изменения при ревматоидном артрите (РА), является изменение коэкспрессии и плотности экспрессии специфических рецепторов (TNFR1 и TNFR2). Поиск и тестирование биомаркеров, связанных с регуляцией активности цитокинов, необходимы для прогнозирования ответа на терапию и разработки персонализированных стратегий ведения пациентов с РА.
Цель исследования - сравнение профилей экспрессии и коэкспрессии рецепторов 1-го и 2-го типа к ФНО на ключевых иммунокомпетентных клеточных популяциях у пациентов с РА с различным уровнем ответа на терапию ритуксимабом и выделение среди пула рассматриваемых параметров ряда мишеней, которые можно использовать в качестве биомаркеров для оценки вероятности достижения стабильной ремиссии и прогнозирования ответа на лечение.
Материал и методы. Параметры экспрессии и коэкспрессии рецепторов 1-го и 2-го типа к ФНО на иммунокомпетентных клетках пациентов с РА исследовали методом многоцветной проточной цитометрии. Для выявления потенциальных биомаркеров у пациентов с повторным обострением заболевания после эффективной терапии в стационаре использовали логистический регрессионный анализ.
Результаты. Среди 144 исследованных параметров экспрессии TNFR1/TNFR2 были выделены 13 показателей для 4 субпопуляций иммунокомпетентных клеток, которые можно использовать в качестве потенциальных прогностических биомаркеров длительного сохранения низкой активности заболевания после терапии ритуксимабом. Было показано, что сочетания параметров экспрессии позволяет с большей прогностической значимостью рассчитывать уровень ответа на терапию по сравнению со стандартными анамнестическими, клиническими и лабораторными показателями. Итоговая модель включала процент TNFR2+-клеток среди моноцитов [отношение шансов (ОШ) 0,861 при 95 % доверительном интервале (ДИ) (0,727 : 0,952); p = 0,023] и число TNFR1 на Т-клетках [ОШ 1,636 при 95 % ДИ (1,174 : 3,262), p = 0,038] с коэффициентом детерминации 0,52.
Заключение. Изменение профилей коэкспрессии рецепторов к ФНО на иммунокомпетентных клетках пациентов с РА ассоциировано с уровнем ответа на терапию и стабильностью ремиссии.
Трансдукция В-лимфоцитов человека с помощью аденоассоциированных вирусов различных серотипов
Резюме
Введение. Векторы на основе аденоассоциированного вируса (AAV) являются ведущей платформой для генной терапии при лечении различных заболеваний человека. Доставка генов в В-лимфоциты человека с использованием AAV-векторов представляет значительные сложности, так как В-клетки устойчивы к инфекции AAV. Проводятся исследования с целью поиска эффективных методов для преодоления этой проблемы.
Цель исследования - разработка метода доставки генов с помощью AAV-векторов в В-лимфоциты человека in vitro.
Материал и методы. В-лимфоциты выделяли из периферической крови здоровых доноров путем центрифугирования в градиенте плотности фиколла-верографина с дальнейшим обогащением методом отрицательной селекции с использованием магнитных микросфер. В-лимфоциты стимулировали in vitro с помощью смеси лимфокинов, в состав которой входили ИЛ-2, ИЛ-4, BAFF, ИЛ-21 и мультимеризованный CD40L (mCD40L). Через 24 ч стимулированные В-лимфоциты инфицировали рекомбинантным AAV, несущим репортерный ген зеленого флуоресцирующего белка (GFP). Были протестированы 3 серотипа: AAV2, AAV6 и AAV-DJ. Через 48 ч после инфекции определяли долю трансдуцированных В-лимфоцитов. Через 7 дней методом проточной цитометрии определяли количество и фенотип стимулированных В-лимфоцитов, а с помощью иммуноферментного анализа оценивали секрецию Ig в супернатант культивируемых клеток. В качестве контроля трансдукции использовали клетки HEK293T.
Результаты. Серотипы AAV2, AAV6 и AAV-DJ эффективно и в равной степени трансдуцировали клетки HEK293T. Нестимулированные В-лимфоциты были резистентными к действию AAV и не обнаруживали заметной флуоресценции репортерного белка GFP. В-лимфоциты, стимулированные смесью, содержащей ИЛ-2, ИЛ-4, BAFF, ИЛ-21 и mCD40L, были эффективно трансдуцированы с помощью AAV2, AAV6 и AAV-DJ. Наиболее высокую экспрессию трансгена обеспечивал серотип AAV6. Трансдуцированные В-лимфоциты продолжали активно пролиферировать, приобретали фенотип плазмабластов и секретировали Ig в супернатант. По своим функциональным свойствам трансдуцированные В-лимфоциты не отличались от контрольных клеток, которые не подвергались инфекции. Таким образом, в умеренных дозах AAV-инфекция не оказывала токсического действия на В-лимфоциты и не влияла на физиологические параметры В-клеток. Эффективная трансдукция наблюдалась в обеих субпопуляциях В-клеток памяти - как с переключенным (IgG+CD27+), так и непереключенным (IgM+CD27+) синтезом Ig.
Заключение. Стимуляция с помощью смеси лимфокинов имеет решающее значение для эффективного переноса трансгена в В-лимфоциты человека с помощью векторов rAAV. Для трансдукции В-лимфоцитов наиболее эффективен серотип AAV6.
Дефицит протеинов лектинового пути активации системы комплемента у населения Арктических территорий
Резюме
Введение. Показано, что генетически детерминированные дефекты лектинового пути активации системы комплемента имеют различные клинические последствия для конкретного индивида. Гипотеза избыточности лектинового пути предполагает, что он не обязателен для нормального функционирования иммунной системы современного человека, исключая период раннего детства.
Цель исследования - проанализировать распространенность полиморфных вариантов генов FCN3 и MASP2 среди новорожденных сибирских арктических популяций (ненцев и долган-нганасан) и русских Восточной Сибири вместе с генетическими данными о частоте генотипов и гаплотипов генов других белков лектинового пути системы комплемента (MBL и L-фиколина).
Материал и методы. С помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени проанализированы образцы ДНК от новорожденных, которые представляли три популяции: ненцев, долган-нганасан и русских (европеоидов).
Результаты. Установлено, что распространенность варианта del rs532781899 FCN3, ассоциированного со сниженной продукцией H-фиколина, повышена у русских по сравнению с аборигенной популяцией ненцев (p = 0,002). Частота аллеля G rs72550870 MASP2, связанного с низкой активностью сывороточной протеазы MASP-2, повышена у русских по сравнению с ненцами и долганами-нганасанами (p < 0,001 и p = 0,03 соответственно). Дефицитный вариант гаплотипа MBL2 чаще встречается у русских по сравнению с другими популяциями (р < 0,001).
Заключение. Результаты наших исследований подтверждают гипотезу о том, что эволюция человека в популяциях с исторически более высокой гигиенической и медицинской защитой в раннем возрасте была направлена на накопление генотипов, связанных с низкой активностью лектинового пути активации комплемента.
Патогенетическое значение семейства ИЛ-10 при акне тяжелой степени
Резюме
Введение. В настоящее время установлено, что акне является воспалительным дерматозом с ранним субклиническим формированием воспалительной реакции. Семейство цитокинов, связанных с ИЛ-10, включает несколько представителей: ИЛ-10, ИЛ-19, ИЛ-20, ИЛ-22, ИЛ-24 и ИЛ-26 и ИФН III типа (ИЛ-28A, ИЛ-28B и ИЛ-29). Механизм индукции воспаления при акне является многокомпонентным, однако еще недостаточно изученным. При этом роль семейства ИЛ-10 в патогенезе акне до конца не установлена.
Цель - изучить патогенетическое значение семейства ИЛ-10 (ИЛ-10, ИЛ-19, ИЛ-20, ИЛ-22, ИЛ-26) и ИФН III типа (ИЛ-28A/ИФН-λ2, ИЛ-29/ИФН-λ1) при акне тяжелой степени.
Материал и методы. Для достижения поставленной цели в 2020-2023 гг. было проведено проспективное открытое нерандомизированное одноцентровое сравнительное исследование. Под нашим наблюдением в клинических условиях находились 77 человек в возрасте от 16 до 44 лет (медиана - 23,5 [10,7; 25,9] года).
Исследования уровней цитокинов ИЛ-10, ИЛ-19, ИЛ-20, ИЛ-22, ИЛ-26 и ИФН III типа (ИЛ-28A/ИФН-λ2, ИЛ-29/ИФН-λ1) были выполнены всем 57 пациентам основной группы и 20 условно здоровым лицам группы сравнения в сыворотке крови с помощью мультиплексного иммуноферментного анализа (система Bio-Plex по технологии Luminex xMAP) с применением набора Bio-Plex Pro™ Human Treg Cytokine Panel, 12-Plex (Bio-Rad Laboratories, США). Результаты мультиплексного анализа считывались на анализаторе Bio-Plex 200 System (Bio-Rad Laboratories, США) с использованием программного обеспечения Luminex xPONENT. Статистическую обработку результатов проводили с использованием программных продуктов Microsoft Excel 2016, GraphPad Prizm 5.0 и Statistica 10.0.
Результаты. Уровни цитокинов ИЛ-20, ИЛ-22, ИЛ-26 в сыворотке крови пациентов с акне тяжелой степени были достоверно (p < 0,05) повышены по отношению к показателям пациентов группы сравнения. При этом уровни цитокинов ИЛ-10 и ИЛ-19, имеющих выраженную противовоспалительную активность, были достоверно повышены в основной группе по отношению к группе сравнения. Анализ уровней ИФН III типа (ИЛ-28A/ИФН-λ2 и ИЛ-29/ИФН-λ1) показал их достоверное повышение (p < 0,05) в сыворотке крови пациентов с акне по отношению к группе сравнения.
Заключение. Полученные нами данные об изменении уровней цитокинов семейства ИЛ-10 (ИЛ-10, ИЛ-19, ИЛ-20, ИЛ-22, ИЛ-26) и ИФН III типа (ИЛ-28A/ИФН-λ2, ИЛ-29/ИФН-λ1) свидетельствуют о нарушении взаимодействия систем врожденного и адаптивного иммунитета при акне тяжелого течения, что имеет важное значение для понимания механизма развития этого заболевания.
Сомнения и надежды в учении об аллергии
Резюме
В лекции рассмотрены основные аспекты развития аллергической реакции, проанализированы эволюционные этапы формирования аллергии, охарактеризованы клетки-эффекторы и регуляторные молекулы, участвующие в аллергической реакции. Обсуждается биологическая роль аллергии. Отмечена необходимость углубленного исследования механизмов аллергических процессов, что является основой для разработки высокоэффективных лекарственных средств контроля аллергии и создания усовершенствованных алгоритмов аллерген-специфической иммунотерапии.
Оценка эффективности различных адъювантов при получении мышиных моноклональных антител к рецептор-связывающему домену S-белка SARS-CоV-2
Резюме
Введение. Пандемия SARS-CoV-2-инфекции/COVID-19 началась в конце декабря 2019 г. В мае 2023 г. руководство Всемирной организации здравоохранения сделало заявление о завершении пандемии. Основанием для него послужило снижение смертности от SARS-CoV-2-инфекции/COVID-19. Однако циркуляция вируса продолжается, возникают новые мутации, появляются новые эпидемически значимые штаммы. Разработка эффективных вакцин и препаратов для противодействия SARS-CoV-2-инфекции/COVID-19 по-прежнему остается актуальной задачей. В качестве потенциальных препаратов для лечения SARS-CoV-2-инфекции рассматриваются моноклональные антитела (МкАт).
Большинство SARS-CoV-2-специфических сильнодействующих нейтрализующих МкАт направлено против рецептор-связывающего домена (RBD) S-белка вируса. Для получения МкАт существует много подходов, однако до сих пор их получение остается сложной задачей. Правильный выбор антигена и адъюванта играет ключевую роль в формировании напряженного иммунного ответа. Мы провели сравнительную оценку эффективности использования рекомбинантного RBD и RBD, слитого с Fc-фрагментом иммуноглобулина (RBD-Fc), эмульгированных с различными адъювантами, для достижения высокого иммунного ответа у мышей линии BALB/с.
Цель работы - подобрать наиболее эффективные антиген и адъювант для увеличения иммунного ответа у животных с целью получения МкАт.
Материал и методы. Для выполнения работы были получены рекомбинантный RBD и RBD, слитый с Fc-фрагментом IgG1 человека. Для получения МкАт, специфичных к RBD-домену S-белка SARS-CoV-2, мышей линии BALB/c иммунизировали по 9 схемам. На 3-й день после последней иммунизации у каждой группы животных был проведен забор крови для определения титра специфических антител. У группы гипериммунных мышей изолировали селезенки для получения суспензии спленоцитов и их дальнейшего слияния с клетками-партнерами Sp2/0-Ag14. После слияния клетки культивировали и после образования монослоя проводили скрининг, клонирование и наращивание.
Результаты. Сравнительный анализ титров специфических антител к RBD в крови мышей показал, что адъюванты гидроксид алюминия, полный адъювант Фрейнда (ПАФ), гидроксид алюминия в сочетании с ПАФ и MagicTM Mouse обладают различной способностью индуцировать иммунный ответ в сочетании с рекомбинантным RBD или RBD-Fc. Наиболее эффективным иммуногеном является RBD-Fc, эмульгированный с гидроксидом алюминия и ПАФ, титр антител составил 1 : 256 000. По итогам электрослияния было получено 17 гибридов, 3 из них оказались стабильными.
Заключение. Адъювантная композиция гидроксида алюминия и ПАФ наиболее эффективна для стимуляции иммунного ответа с целью получения мышиных МкАт к RBD-домену S-белка SARS-CoV-2. Возможно, такой эффект в повышении иммуногенности был достигнут за счет механизмов действия двух адъювантов. ПАФ выполнял функцию депо антигена за счет минерального масла в своем составе, а гидроксид алюминия - функцию доставки антигена. Так как молекулярная масса рекомбинантного RBD была увеличена нами в 2 раза, это позволило адъюванту на основе гидроксида алюминия задержать антиген на своей поверхности и длительное время представлять его иммунным клеткам, стимулируя гуморальный иммунный ответ.
Ингибиторные молекулы как регуляторы иммунной толерантности при беременности
Резюме
В обзоре представлены современные данные об иммунорегуляторной роли ингибиторных сигнальных молекул (ИСМ), которые в совокупности с лигандами являются негативными регуляторами иммунных реакций. Наиболее изучены такие молекулы, как CTLA-4 (CD152), PD-1 (CD279), Tim-3 (CD366), а также Lag-3 (CD223), Tigit и VISTA.
Взаимодействие ингибиторных рецепторов с их лигандами активирует ряд механизмов: изменяет соотношение Th1/Th2, Th17/Tрег и M1/M2 в сторону доминирования клеток с иммуносупрессорной активностью; индуцирует генерацию регуляторных T-клеток, которые подавляют пролиферацию эффекторных Т-лимфоцитов, стимулируют пролиферацию децидуальных CD8+-T-клеток и, соответственно, секрецию противовоспалительных цитокинов. Усиление экспрессии или коэкспрессии ИСМ на Т-лимфоцитах приводит к клеточному истощению, что значительно снижает функциональную активность Т-клеток.
Согласно современным исследованиям, ингибиторным молекулам отводится существенная роль в поддержании нормально протекающей беременности. В обзоре представлены данные об экспрессии ИСМ на децидуальных и периферических Т-клетках во всех триместрах беременности, что подтверждает значение ингибиторных рецепторов и лигандов в индукции толерантности к аллоантигенам плода. При этом наступление беременности сопровождается повышением уровня экспрессии ингибиторных молекул PD-1, CTLA-4, Tim-3 и их лигандов на клетках децидуальной ткани и на лимфоцитах в периферической циркуляции, что способствует формированию физиологической иммуносупрессии. Развитие гестационных осложнений, таких как невынашивание беременности и преэклампсия, сопровождается нарушением экспрессии ИСМ как на локальном, так и на системном уровнях.
Роль ИЛ-25, ИЛ-33 и TSLP в развитии кортикостероидной резистентности
Резюме
Аллергические заболевания являются распространенной проблемой во всем мире. Среди них встречаются такие заболевания, как аллергический ринит, атопический дерматит и, пожалуй, самое грозное аллергическое заболевание - бронхиальная астма. Все они существенно влияют на качество жизни пациентов, а некоторые даже несут угрозу для жизни.
На данный момент существует целый ряд протоколов лечения пациентов с аллергическими заболеваниями, в том числе лечение глюкокортикостероидами. Однако стоит отметить, что ~ 10 % пациентов плохо отвечают на данный вид терапии. Ввиду этого актуальным представляется поиск и изучение новых мишеней не только для лечения аллергических заболеваний, но и для предотвращения развития кортикостероидной резистентности у пациентов. Ряд описанных в литературе цитокинов, в том числе ИЛ-25, ИЛ-33 и TSLP участвуют в механизме развития аллергических заболеваний, в том числе внося свой вклад в активацию Th2-клеток и инициацию провоспалительных каскадов, а некоторые из них способны приводить к появлению кортикостероидной резистентности. В данном обзоре представлена информация относительно актуальных, на наш взгляд, терапевтических мишеней, которые позволят повысить эффективность терапии аллергопатологий, в том числе за счет снижения рисков развития резистентности к кортикостероидам.