Цитокины и воспаление

Вирус папилломы человека (ВПЧ) считается основной причиной рака шейки матки. У женщин с ВИЧ папилломавирусная инфекция может вызывать развитие цервикальной интраэпителиальной неоплазии и рака в 3–4 раза чаще, чем у ВИЧ-отрицательных женщин, даже при эффективной комбинированной антиретровирусной терапии. Иммунный ответ организма-хозяина имеет решающее значение для определения течения инфекции, а цитокины и хемокины играют важную роль в защите от ВПЧ, определяя тип иммунного ответа и клиническое течение вирусной инфекции.

Цель данной работы — проанализировать результаты исследований о концентрации цитокинов в слизистой оболочке шейки матки и их влиянии на развитие папилломавирусной инфекции у ВИЧ-инфицированных женщин.

Для системного обзора выбраны исследования, в которых оценивался уровень цитокинов и хемокинов у женщин, живущих с ВИЧ, в репродуктивном возрасте от 18 лет и старше. В анализ включены когортные и перекрёстные исследования.

Приведён анализ уровня цитокинов и хемокинов в пробах биопсийного материала и соскобов шейки матки и цервикального канала у женщин с сочетанной инфекцией ВИЧ и ВПЧ. Показаны особенности цитокинового профиля интерферона гамма (IFN-γ), интерлейкина-10 (IL-10), фактора некроза опухоли (TNF), интерлейкина-6 (IL-6) и воспалительного белка макрофагов (MIP).

Знания об иммунных процессах и их воздействии на инфицирование ВПЧ среди ВИЧ-инфицированных женщин способствуют пониманию патогенеза этого заболевания, улучшению диагностики, а также методов профилактики и лечения. Учитывая повышенный риск заражения ВПЧ и последующего развития предраковых состояний шейки матки и рака у ВИЧ-позитивных женщин, следует рассмотреть усиление мер по профилактике и ранней диагностике инфицирования ВПЧ в данной группе.

Несмотря на достигнутый успех в увеличении средней продолжительности жизни, всё ещё актуальны проблемы повышения качества жизни людей пожилого и старческого возраста, профилактики и терапии возраст-ассоциированных заболеваний и гериатрических синдромов. Важнейшую роль в процессе старения играет иммунная система, функционирование которой претерпевает широчайший спектр изменений, в совокупности называемых «иммуностарением». Старение клеток иммунной системы связано с укорочением теломерных участков хромосом, утратой гомеостаза белков (протеостаза), митохондриальной дисфункцией, повреждением ДНК, оксидативным стрессом. Стареющие клетки характеризуются устойчивостью к апоптозу, блоком клеточного цикла и аномальной продукцией провоспалительных цитокинов, приводящих к развитию хронического низкоинтенсивного воспаления. При этом эффекторные механизмы иммунного ответа истощаются, что сопровождается низкой способностью иммунной системы адекватно отвечать на антигенный стимул. Происходят атрофия тимуса, истощение состава костномозговых ниш, смещение гемопоэза в сторону миелоидного ростка, изменение соотношения субпопуляций лимфоцитов. Кроме того, нарушаются эффекторные функции нейтрофильных гранулоцитов, однако характер изменения их функционирования при иммуностарении изучен недостаточно, поэтому требуются дополнительные исследования, направленные на установление характера дисфункций нейтрофильных гранулоцитов при иммуностарении.

Обоснование. Поиск дополнительных диагностических маркёров, отражающих динамику развития исследуемых заболеваний, всегда является необходимой и актуальной задачей. Воспалительный процесс, как существенная часть патогенеза многих заболеваний, выступает одним из основных факторов, увеличивающих уровень внеклеточной ДНК (вкДНК) в плазме крови больных.

Цель исследования — определение индекса фрагментации вкДНК, количественного содержания митохондриальной ДНК (мвкДНК) в общем пуле вкДНК и уровня вкДНК, связанной с мембранами клеток крови, в крови пациентов с ревматоидным артритом и бронхиальной астмой для оценки перспективы диагностического применения этих характеристик в определении активности воспалительных процессов и эффективности терапевтических мероприятий.

Методы. Уровень общего пула вкДНК определяли с использованием флюоресцентного реагента Quant-ITTM PicoGreen для двухцепочечной ДНК. Количество мвкДНК и соотношение длинных и коротких фрагментов вкДНК плазмы крови были измерены с помощью количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. Показано, что индекс фрагментации вкДНК был резко снижен относительно группы доноров (Ме=0,81) у пациентов как с бронхиальной астмой (Ме=0,42; р <0,001), так и с ревматоидным артритом (Ме=0,34; р <0,001). Проведённый курс терапии не оказывал существенного влияния на величину индекса фрагментации, оставаясь практически таким же, каким был при поступлении в клинику: в группе с бронхиальной астмой Ме=0,49, а в группе с ревматоидным артритом Ме=0,35. В группе пациентов с бронхиальной астмой нами была обнаружена умеренная корреляция мвкДНК с С-реактивным белком (ρ=0,34; p >0,05), а у пациентов с ревматоидным артритом близкие по величине связи с DAS-28 (ρ=0,36; p >0,05) и С-реактивным белком (ρ=0,28; p >0,05). Уровень мембраносвязанной фракции вкДНК заметно снижен у пациентов с ревматоидным артритом по сравнению со здоровыми донорами (18,7 нг/мл vs 55,6 нг/мл; p <0,01). У пациентов с бронхиальной астмой наблюдалось снижение величины мембраносвязанной фракции вкДНК по сравнению с группой доноров (19,4 нг/мл; p <0,01).

Заключение. Индекс фрагментации вкДНК и уровень мвкДНК не могут служить показателями, отражающими уровень воспалительной активности и, следовательно, величину патологического сдвига Th1/Th2-соотношения, при различных расстройствах деятельности иммунной системы. В пользу этого свидетельствует тот факт, что такие различные по уровню воспалительной активности заболевания, как ревматоидный артрит и бронхиальная астма, приводят к аналогичному снижению индекса фрагментации вкДНК относительно показателей здоровых доноров и не приводят к сколько-нибудь заметному отличию между средними уровнями мвкДНК в плазме этих пациентов.

Обоснование. mTOR/S6K-метаболический внутриклеточный сигнальный каскад играет ключевую роль в регуляции активации и дифференцировки Th17-/Тreg-популяций лимфоцитов. Патогенные микробы, используя механизм истощения аргинина, могут нарушать программу дифференцировки Т-лимфоцитов и снижать эффективность иммунного ответа.

Цель исследования — оценка влияния бактериального аргинин-гидролизующего фермента аргининдеиминазы на баланс поляризации Th17-/Тreg-популяций Т-хелперов in vitro.

Материалы и методы. Эксперименты проводили с использованием мононуклеарных лейкоцитов здоровых доноров. Активацию и дифференцировку лимфоцитов осуществляли с помощью активирующих антител и коктейля цитокинов. В работе использовали рекомбинантную аргининдеиминазу Streptococcus pyogenes. Аргинин-гидролизующую активность фермента подтверждали с помощью модифицированного метода Сaкагучи. В ММТ-тесте анализировали активность процессов окислительного фосфорилирования. Долю клеток Тh17, Treg, а также клеток переходной популяции IL-17A⁺/Foxp3⁺ лимфоцитов оценивали с использованием моноклональных антител и проточной цитометрии.

Результаты. Было установлено, что фермент вызывал достоверное семикратное снижение концентрации аргинина в культуре мононуклеарных лейкоцитов. Дефицит аргинина, вызванный активностью аргининдеиминазы, не удалось компенсировать даже за счёт добавки супрафизиологической концентрации аминокислоты. В ходе дифференцировки происходило достоверное снижение процессов окислительного фосфорилирования (p <0,001). Аргининдеиминаза подавляла митохондриальное дыхание как в интактных (p <0,001), так и в дифференцированных клетках (p <0,05). Активность фермента ингибировала дифференцировку Th17-клеток (p <0,05), но не влияла на долю переходных IL-17A⁺/Foxp3⁺ клеток, Treg-лимфоцитов и соотношения Th17/Treg.

Заключение. Аргининдеиминаза может нарушать программу развития адаптивного иммунитета и снижать эффективность защитных реакций.