Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Аспергиллез легких

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 193 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Рецепторы системы лектинов: CLRs и C-тип лектин-подобные рецепторы (CTLL)

Клеточная стенка грибов состоит из слоев углеводов, вклю чая маннан (полимер маннозы), b-глюкан (полимер D-глюкозы, связанной b-гликозидными мостиками) и хитин (полимер N-ацетил-D-глюкозамина). Эти компоненты могут распознава ться различными мембранными CLRs и CTLL (от C-type lec tin-like) рецепторами. CTLL рецепторы похожи по структуре на лектины С-типа и имеют углевод-связывающий домен, однако они или не связывают углеводы, или связывают их не зависи мым от кальция и других ионов образом. Эта группа включает белок DC-SIGN (dendritic cell-specific ICAM-3-grabbing nonin tegrin), экспрессированный на дендритных клетках, лангерин, макрофагальный лектин галактозного типа и ассоциированные с фагоцитами лектины С-типа 1 и 2, называемые дектинами 1 и 2, а также ряд других. CLRs и CTLL рецепторы участвуют в распознавании патогенов и индукции протективного ответа. Среди этих рецепторов дектины 1 и 2 наиболее важны в ответе на Af.В частности, дектин-1 распознает b-глюкан, экспрессирующийся растущими, но не спящими спорами гриба Af [Goldman R., Branstrom A., 1999; Luther K. et al., 2007; Inoue K. et al., 2009]. Дектин-2 распознает a-маннан (полимер маннозы), который также входит в состав грибной стенки.

Дектин-1

Было показано, что экспрессия дектина-1 RAMs и нейтро филами абсолютна необходима для начала иммунного ответа на грибы [Luther K. et al., 2007; Mezger M. et al., 2008; Kerrigan A., Brown G., 2009]. Большая активность дектина-1 направлена на прорастающие споры, меньшая — на мицелиальные формы гри ба [Steele C. et al., 2005]. Мыши с инактивированным декти ном-1 продуцируют значительно меньше цитокинов и хемоки нов в легких после интратрахеального заражения мышей, что приводит к снижению миграции нейтрофилов в легкие и повы шению чувствительности к инфекции [Werner J. et al., 2009]. Не давно была разработана мышиная модель кератита, вызванного грибами Af [Leal S. et al., 2010]. Дектин-1, TLR4, MyD88 и рецеп тор 1 типа ИЛ-1 (данный рецептор проводит сигнал от TLRs к MyD88) оказались критичными для формирования протектив ного ответа.

Дектин-2

Роль дектина-2 в ответе на грибы Af изучена менее. Роль дек тина-2 важна в ответе на грибы C. albicans, что может быть связа но с различием структуры по содержанию маннанов и b-глюка нов в клеточных стенках этих грибов. Недавние исследования с использованием дектин-2-дефицитных мышей показали, что продукция цитокинов дендритными клетками, полученными из костного мозга мышей, отсутствовала при стимуляции клеток b-маннанами клеточной стенки грибов C. albicans [Saijo S. et al., 2010].

Полиморфно-ядерные нейтрофилы (PMN)

Абсолютно доминирующую роль при инвазии легких гриба ми вообще, и Af в частности, играют нейтрофилы перифериче ской крови [Svirshchevskaya E. et al., 2009]. В случае недостаточ ной активности локального иммунного ответа RAMs эффективный сигнал, вызывающий быстрый приход PMN в легкие, определяет исход инфекции и время восстановления легких после инфекции. Все иммунные процессы в любых эпителиальных органах оставляют фиброзные участки. Именно поэтому важно, чтобы процесс был быстрым и заканчивался эффективно без хронической фазы. По этой же причине требуется медикаментозное лечение, если иммунная система не справляется с инфекцией.

PMN экспрессируют TLR 1, 2,4и6свысокой плотностью. Среди них только TLR2 и TLR4 имеют значение в распознава нии грибов Af [Mambula S. et al., 2002; Netea M. et al., 2003; Mei er A. et al., 2003; Braedel S. et al., 2004]. TLR4 распознает покоя щиеся и растущие споры, но не распознает мицелий [Mambula S. et al., 2002; Netea M. et al., 2003], что является одним из механиз мов ускользания инфекции от контроля иммунитета на стадии формирования мицелия.

PMN при активации через систему TLRs высвобождают бо льшое количество активных компонентов из предсуществующих гранул, из которых PTX3 является одним из наиболее важных медиаторов иммунного ответа против гриба Af. Эозинофилы и

–/–

базофилы не секретируют данный белок, а PTX3

PMN не эф фективны в защите от инвазивного аспергиллеза, что было пока зано в мышиной модели. Чувствительность к инвазивному ас пергиллезу больных определяется именно длительной нейтропе нией.

Выше приведены наиболее вероятные факторы и клетки, участвующие в иммунном ответе на гриб Af. Из них не все игра ют равную роль в защите от грибной инфекции. Наиболее важ ные факторы приведены в табл. 3. Последовательность событий ответа на грибную инвазию представлена на рис. 3. После попа дания в альвеолы споры гриба Af оседают на слизи мукозального эпителия, где они опсонизируются фиколином-2, связывающим непосредственно 1,3-b-d-глюкан стенки спор. Комплексы спор Af с фиколином-2 смываются мукоцилиарным движением в ки шечник, где они перевариваются ферментами желудочного сока. При повышении концентрации спор в воздухе и, соответствен но, в легких, часть спор захватывается RAMs, находящимися между цилиарными клетками. RAMs экспрессируют дектин-1, взаимодействующий напрямую с 1,3-b-d-глюканом на поверх ности спор. Дополнительная связь RAMs со спорами Af осуществляется через TLR4, взаимодействующий с пептидогликанами стенки спор. Взаимодействие RAMs со спорами вызывает фагоцитоз спор и внутриклеточный лизис спор в фагосомах за счет продукции активных форм кислорода и снижения кислотности среды в фаголизосомах (рис. 4). Каждый макрофаг может убить ограниченное количество спор в течение определенного времени. При повышении споровой нагрузки литической активности RAMs недостаточно, что приводит к прорастанию части спор внутри RAMs и гибели макрофагов. Погибающие RAMs выбрасывают хемокины и цитокины как сигнал о помощи. В ответ на градиент хемоаттрактантов к месту гибели RAMs мигрируют PMN из периферической крови. Первая волна прибывших PMN связывает споры гриба Af через систему TLR4, что приводит к высвобождению PTX3, хемоаттрактантов и вазоактивных факто ров из гранул (рис. 5). Это приводит к двум эффектам: увеличе нию эффективности фагоцитоза спор и растущего мицелия за счет опсонизации PTX3 молекул фиколина-2, фиксированных на спорах, и связыванию комплекса фиколин-2–PTX3 через FcgR на PMN, а также к дополнительному притоку PMN из кро ви за счет открытия эндотелия в месте инфекции и наличия гра диента хемоаттрактантов.

Таблица 3

Молекулы, ассоциированные с клиренсом спор и мицелия грибов Af

Молекула Связывание Мишень Ссылка

Гуморальные факторы

SP-D + ? Haczku A. et al., 2001

Ficolin-2 ++ 1,3-b-d-глюкан Ma Y. et al., 2004; Krarup A. et al., 2004

PTX3 ++ Фиколин-2 Moalli F. et al., 2010; Ma Y. et al., 2009

Ассоциированные с клетками факторы

Dectin-1 ++++ 1,3-b-d-глюкан

TLR4 ++ 1,3-b-d-глюкан

Mezger M. et al., 2008; Kerrigan A., Brown G., 2009; Luther K. et al., 2007

Bourke E. et al., 2003; Muzio M. et al., 2000

Ðèñ. 4. Механизм киллинга спор грибов Aspergillus fumigatus макрофагами.

Линией показан путь спор после фагоцитоза через ранние эндосомы

с умеренно кислым рН (6,0), фаголизосомы с кислыми протеазами (рН 4,0)

до лизосом, где в кислой среде при рН 2,0–2,5 происходит полный гидролиз спор

Ðèñ. 5. Механизм киллинга гифов грибов

Aspergillus fumigatus нейтрофилами.

Связывание гифов с TLRs приводит к активации нейтрофила

и высвобождению гранул, токсичных для гифов гриба

1.2. АНТИГЕН-СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

НА ГРИБЫ A. FUMIGATUS

При нормальном функционировании врожденной системы им мунитета участия специфического иммунитета для защиты против грибов A. fumigatus, по-видимому, не требуется. Это свя зано, в первую очередь, с тем, что концентрация спор грибов в воздухе относительно низка. Единичные споры, попавшие в респираторный тракт, удаляются за счет мукоцилиарного кли ренса и фагоцитоза резидентными макрофагами. Однако при снижении по разным причинам функции альвеолярных макро фагов и нейтрофилов, а также при массированной контамина ции спорами грибов, активация специфического иммунитета может быть необходимой. В этом случае протективный иммун ный ответ ассоциирован с активацией особого типа Т-клеток хелперного ряда — так называемых Т-хелперов 1-го типа (Тх1)

[Cenci E. et al., 1997; Centeno-Lima S. et al., 2002]. В наиболее яркой форме Тх1-ответ наблюдается у людей, имеющих про фессиональный контакт со спорами грибов, в том числе с гри бами Af, например у фермеров, работающих с зараженным се ном. У части фермеров развивается экзогенный аллергический альвеолит (болезнь фермеров), выражающийся в лихорадке, похожей на гриппозную. И наоборот, развитие как инвазивных процессов, так и гиперчувствительности к грибам A. fumigatus связано с недостаточной активацией Тх1 и доминированием других типов клеточного ответа.

Механизмы активации

адаптивного иммунного ответа

Иммунная система состоит из врожденного и адаптивного звеньев иммунитета, выполняющих разные, но связанные задачи. Адаптивный иммунитет, в свою очередь, делится на клеточный и гуморальный. Т-клетки, называемые Т-хелперами, играют ключевую роль в фокусировании иммунного ответа на определенные структуры (белки) патогенов. Дифференцировка Т-клеток определяется спектром продуцируемых ими цитокинов (цитокиновый профиль). В 80-х годах прошлого столетия была установлена дихотомия клеточного ответа, подразумевающая существование двух основных типов хелперного ответа, называемых Тх1 и Тх2. В настоящий момент накоплены данные, позволяющие детализировать картину и охарактеризовать новые популяции хелперов, отличающиеся от известных ранее.

Т-хелперы 1 (Тх1)

Характерным цитокином для Тх1 является интерферон g (IFN-g), а также фактор некроза опухолей a (TNF-a) è TNF-b. Основной функцией Тх1 является поддержка клеточно-опосре дованного ответа, обладающего прямой литической активно стью. Основной мишенью литических клеток являются внутри клеточные патогены, например вирусы. Неконтролируемый Тх1-ответ вызывает повреждение тканей и ряд аутоиммунных заболеваний (диабет, ревматоидный артрит, псориаз). Для диф ференцировки Т-клеток в Тх1 принципиальным является про дукция антиген-представляющими клетками (АПК) при нача льной встрече с патогеном IL-12 [Hsieh C. et al., 1993; Seder R. et al., 1993]. Ключевым транскрипционным фактором для диф

ференцировки Т-клеток в Тх1 является молекула, называемая T-bet (также известная как Tbx21), принадлежащая к T-box се мейству транскрипционных факторов [Szabo S. et al., 2000].

Т-хелперы 2 (Тх2)

Тх2 продуцируют IL-4, IL-5, IL-9, IL-10 и IL-13. Функцией Тх2 является поддержка гуморального ответа. Мишенью гумора льного ответа являются внеклеточные патогены и растворимые токсины. Повышенный Тх2-ответ вызывает воспалительные за болевания легких, такие как астма и аллергия. При инициации ответа на патогены (аллергены) отсутствие продукции IL-12 приводит к формированию Тх2-ответа. Прямая ассоциация по казана в этом случае с IL-4 [Swain S. et al., 1990; Le Gros G. et al., 1990]. Транскрипционным фактором, определяющим диффе ренцировку Т-клеток в Тх2, является фактор GATA-3, относя щийся к семейству транскрипционных факторов GATA [Zhu J. et al., 2004].

T-хелперы 17 (Тх17)

Тх17 являются недавно охарактеризованным типом хелперов, продуцирующим ИЛ-17A и -F. Показано их участие в аутоиммунных заболеваниях и аллергических реакциях. Для дифференцировки в Тх17 требуется продукция АПК трансформирующего фактора b (TGF-b) и IL-6 [Mangan P. et al., 2006]. ROR — рецептор ретиновой кислоты является основным транскрипционным фактором, определяющим формирование Тх17 [Ivanov I. et al., 2006].

Т-хелперы 9 (Тх9)

Тх9 являются подтипом Тх17 и характеризуются повышен ной продукцией IL-9. Дифференцировка в Тх9 осуществляется при наличии TGF-b, IL-2 и IL-4 при начале иммунного ответа [Schmitt E. et al., 1994]. По функции Тх9 похожи на Тх17 и при нимают участие в аутоиммунных и аллергических реакциях. Основным транскрипционным фактором является PU.1 [Dardal hon V. et al., 2008].

Фолликулярные Т-хелперы (Тф)

Tф экспрессируют высокий уровень хемокина CXCR5, цито кинов IL-10 и IL-21, которые не продуцируются другими типами Т-хелперов. Для дифференцировки в Тф принципиальным явля ется наличие IL-21 при начале иммунного ответа [Nurieva R. et

al., 2008]. Транскрипционным фактором дифференцировки в Тф является Bcl-6 [Nurieva R. et al., 2009].

Т-регуляторы (Treg)

Treg формируются в тимусе в присутствии TGF-b. Функцией Treg, в отличие от других CD4

-клеток, является подавление им мунного ответа и поддержание гомеостаза [Shevach E., 2009]. Подавление функции Treg приводит к формированию множест венных аутоиммунных процессов. Транскрипционным факто ром Treg является Foxp3 [Zheng Y., Rudensky A., 2007].

Первичное распознавание антигена АПК происходит за счет связывания системы TLRs с лигандами (PRRs) на поверхности патогенов. Количество и тип распознаваемых PRRs определяет спектр монокинов и цитокинов, продуцируемых АПК. Спектр цитокинов, продуцируемых АПК при начале иммунного ответа, определяет, в свою очередь, тип формирующегося клеточного ответа.

Общий механизм запуска

адаптивного иммунного ответа

Формирование клеток,

представляющих антигены Af лимфоцитам

Общий механизм ответа адаптивной иммунной системы при массированном попадании спор гриба в легкие можно описать следующим образом. При попадании спор Af в альвеолы они оп сонизируются молекулами фиколина-2 и другими растворимы ми факторами и преимущественно удаляются за счет мукоцили арного клиренса реснитчатым эпителием. Часть спор захватыва ется RAMs через систему связывания дектин-1–1,3-b-d-глюкан и TLR4–1,3-b-d-глюкан. Внутриклеточный киллинг спор осу ществляется за счет продукции активных форм кислорода. Од новременно процесс переваривания спор сопровождается про дукцией монокинов, цитокинов и хемокинов, что стимулирует хоминг нейтрофилов и моноцитов периферической крови к мес ту реакции [Taramelli D. et al., 1996; Borger P. et al., 1999; Kauf fman H. et al., 2000]. Часть пришедших моноцитов дифференци руется в дендритные клетки, способные вернуться в ближайший лимфатический узел и инициировать иммунный ответ. Такие дендритные клетки получили название антиген-представляю щих клеток (АПК).

Первичная фаза активации адаптивного

иммунного ответа: формирование герминального центра

Моноциты, вернувшиеся из легких в ближайший дренирую щий лимфатический узел, собираются в структуру, называемую герминальным центром. Такой герминальный центр будет суще ствовать долгие годы и обеспечит формирование клеток памяти. АПК в герминальных центрах содержат споры гриба Af в двух компартментах: часть спор находится в фагосомах, часть — на поверхности клеток. Эта особенность АПК важна для активации адаптивного протективного иммунного ответа. При фагоцитозе спор гриба АПК активируются через систему 1,3-b-d-глюкан — дектин1/TLR4 — MyD88 — NF-kB. Количество вовлеченных в сигнал рецепторов и уровень сигнала с каждого рецептора опре деляет спектр цитокинов и монокинов, которые АПК начинает продуцировать непосредственно в лимфатическом узле. Количе ство активированных АПК в герминальном центре определяет размер этого центра. Каждая АПК обрабатывает белковые компонентны спор Af и часть из них выносит на свою поверхность в составе собственных молекул главного комплекса гистосовместимости II класса (ГКГII) (рис. 6).

Ðèñ. 6. Первичная фаза активации адаптивного иммунного ответа:

Дендритные клетки, нагруженные антигенами Af, возвращаются из легких в ближайший

лимфатический узел, где начинается процесс формирования герминального центра —

фолликула. Фолликулярная дендритная клетка перерабатывает белковые антигены спор

и гифов, попавших в эндосомы. Процесс переработки заканчивается формированием

комплексов молекул ГКГII с различными пептидами различных белков Af. Такие

комплексы транспортируются на поверхность клетки, где они будут распознаваться

Т-клетками. Фрагменты нативных спор и мицелия будут распознаваться В-клетками

формирование герминального центра.

Вторичная фаза активации клеток CD4+-фенотипа

(Т-хелперов): выбор типа хелперного ответа

На поверхности каждой В-клетки имеются молекулы, назы ваемые В-клеточными рецепторами и являющиеся трансмемб ранными формами иммуноглобулинов. Эти молекулы могут свя зываться с различными мишенями, однако каждая из клеток не сет рецептор только одной специфичности.

На поверхности каждой Т-клетки имеются молекулы, называ емые Т-клеточными рецепторами, которые могут связываться с собственными молекулами ГКГII. Каждая Т-клетка, так же как и В-клетка, может связываться только с одной молекулой ГКГII, несущей фрагмент какого-либо белка, своего или чужого. Фило генетической особенностью Т-клеточного рецептора является то, что он не связывается с «пустой» молекулой ГКГII, но может свя зываться с разными комплексами конкретной молекулы ГКГII с разными пептидами (рис. 7).

Ðèñ. 7. Дихотомия клеточного ответа

<<< < Предыдущая 1 23 / 193 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]