Марат Зиявдинович Саидов
Клеточные и молекулярные механизмы патогенеза иммуновоспалительных ревматических заболеваний
Взаимосвязь аутофагии с врожденным иммунным ответом весьма демонстративно представлена в работе Xu Y.с соавт. [194]. В качестве индуктора аутофагии авторы использовали липополисахарид (LPS), полученный из Escherichia coli. LPS, являющийся составной частью клеточной стенки грамотрицательных бактерий, как известно, является лигандом для рецептора TLR4, экспрессирующегося на клетках макрофагально-моноцитарного ряда. Подобное связывание индуцирует в т. ч. внутриклеточные молекулярные процессы, описанные выше, приводящие к аутофагии. LPS-индуцированная аутофагия (100 нг/мл) в клеточной линии макрофагов мыши RAW264.7 и в альвеолярных макрофагах человека приводила к перераспределению в цитоплазме клеток ассоциированного с микротрубочками белка 1 легкой цепи 3 (LC3, также известного как аутофагический белок Atg8). Это перераспределение сопровождалось переходом диффузного окрашивания к точечному, типичному для сформировавшейся аутофагосомы.
На рис. 13 слева представлены контрольные клетки линии макрофагов мыши RAW264.7, Видно, что окрашивание Atg8 носит диффузный характер. В случае, когда клетки были проинкубированы с LPS в течение 8 часов зелёная флуоресценция Atg8 переходила в точечную, что свидетельствовало о формировании аутофагосом. Зелёная флуоресценция вызывалась антителами к Atg8, меченных зелёным красителем GFP.
Рис. 13. LPS-индуцированная аутофагия в клеточной линии макрофагов мыши RAW264.7
Примечание. Слева – интактные макрофаги, диффузно окрашенные комплексом антитела к Atg8, меченных зелёным красителем GFP; справа – LPS-индуцированная аутофагия, сопровождающаяся точечной зелёной флуоресценцией. Метод иммунофлуоресценции, по материалам [191]
На рис. 14 представлена картина иммунофлуоресценции комплекса GFP с антителами к Atg8 в альвеолярных макрофагах человека.
Рис. 14. LPS-индуцированная аутофагия в альвеолярных Мф человека и ультраструктурная идентификация цитоплазматических аутофагических вакуолей
Примечание. Слева интактные альвеолярные Мф человека, окрашенные диффузно зелёным красителем GFP, конъюгированным с антителами к Atg8; справа – LPS-индуцированная аутофагия в альвеолярных Мф человека, сопровождающаяся точечной зелёной иммунофлуоресценцией. Крайний справа снимок – электронограмма LPS-стимулированных альвеолярных Мф человека. Четко видны цитоплазматические аутофагические вакуоли.
av – аутофагическая вакуоль; n – ядро; m – митохондрии.
Методы иммунофлуоресценции и просвечивающей электронной микроскопии, по материалам [191]
Видно, что и в этом случае, интактные Мф окрашиваются диффузно, снимок слева. ЛПС-стимуляция альвеолярных макрофагов человека приводит к перераспределению иммунофлуоресценции от диффузной к точечной, что также свидетельствует о формировании аутофагосом, снимок справа. На этом же рис. 2 (крайний справа снимок) представлены результаты ультраструктурного анализа LPS-индуцированной аутофагии методом просвечивающей электронной микроскопии в альвеолярных макрофагах человека, подтверждающие наличие маркёра аутофагии, а именно – цитоплазматических аутофагических вакуолей.
Очевидно, что аутофагия во всех её проявлениях и формах принимает активное патогенетическое участие при ИВРЗ. Подтверждением сказанного являются результаты следующих, наиболее демонстративных исследований. Показано, что при СКВ ключевым фактором аномальной активации лимфоцитов является передача сигналов от mTOR. Кроме этого, подобной аномальной активации Т-лимфоцитов при СКВ способствует увеличение митохондриальной массы Т-лимфоцитов вследствие гиперполяризаци митохондрий, связанной с аутофагией [140].
Также показано, что при СКВ апоптотические клетки накапливаются в зародышевых центрах лимфатических узлов и этот апоптотический материал связывается с поверхностью фолликулярных дендритных клеток (фДК). фДК презентируют ауто-АГ В-клеткам, которые дифференцируются в плазматические клетки, продуцируя ауто-АТ и В-клетки памяти. В этих процессах аутофагия в ДК может способствовать упаковке антигена для оптимальной кросс-презентации молекул MHC–II CD8+ Т-клеткам [137].
Активация аутофагии, обнаруженная на ранних стадиях В-клеток у пациентов с СКВ, была необходима для развития плазмабластов, что свидетельствует о существенной роли аутофагии в выработке аутоантител при СКВ. Макроавтофагия также была повышена в Т-клетках, продуцирующих IFN-γ, а процент клеток с признаками аутофагии положительно коррелировал с активностью заболевания [114]. Более того, в цитоплазме Т-клеток больных СКВ были обнаружены увеличенные аутофагические вакуоли, особенно в наивных CD4+ Т-клетках [12]. Аутофагическая активация периферических Th17/Treg-клеток у пациентов с СКВ может привести к усилению провоспалительного ответа Th17-клеток и снижению функции Treg клеток [13].
Мутации гена ATG5 при СКВ ассоциированы с нарушением регуляции секреции провоспалительных цитокинов, клиренса умирающих клеток и презентации ауто-АГ. Понимание функциональной значимости дефектов ATG5 и компенсаторных механизмов при всех формах аутофагии может привести к разработке новых вмешательств, направленных на модуляцию, в частности, ATG5 в терапевтических целях при СКВ.
Показана центральная патогенетическая роль аутофагии в процессах деструкции суставов при РА. При РА аутофагия была активирована в остеокластах, в которых определялась повышенная экспрессия беклина-1 и Atg7. В этих же клетках TNFα индуцировал экспрессию генов, связанных с аутофагией, влияя на дифференцировку остеокластов и этот эффект был связан с воспалительной резорбцией костной ткани. Также отмечено усиление аутофагии в синовиальной ткани при РА на основании сверхэкспрессии беклина-1 и LC3 [109].
Двоякая роль аутофагии при РА была продемонстрирована в работе Kato M. с соавт. 2014 [82]. Авторы показали, что уровень аутофагической гибели синовиальных фибробластов при РА, подвергнутых клеточному стрессу (точнее т. н. стрессу эндоплазматического ретикулума – ER) был увеличен по сравнению с таковой в синовиальных фибробластах при остеоартрите. Однако эта же аутофагия в этих же клетках, но в которых индуцировался апоптоз, обусловленный ингибированием протеасом, играла защитную роль.
Высокая активность аутофагии, зарегистрированная по уровню мРНК белков аутофагии – беклина-1, Atg5 и LC3 в синовиальной ткани пациентов с РА, коррелировала с уровнями в сыворотке крови маркеров, связанных с активностью РА – С-реактивным белком, СОЭ, ревматоидным фактором и АТ к цитрулинированным пептидам. Возможно, что оценка уровня аутофагии в биоптатах синовиальной ткани может быть полезной при диагностике РА и оценки активности заболевания. Кроме этого, снижение уровня экспрессии генов, связанных с аутофагией, может стать терапевтической мишенью при активном РА [201].
Таким образом, актуальность изучения патогенетического значения всех типов аутофагии при ИВРЗ очевидна. Не менее очевидна взаимосвязь аутофагии с аутоиммунитетом. Механизм аутофагии позволил объяснить индукцию цитотоксического иммунного ответа, основными эффекторами которого являются CD8+клетки, на внеклеточные АГ с участием молекул МНС-I. При ИВРЗ этот феномен кросс-презентации является основополагающим в отношении иммуногенности ауто-АГ, или DAMP, при дезорганизации рыхлой волокнистой соединительной ткани. Особенно важна патогенетическая взаимосвязь аутофагии с апоптозом, некроптозом и пироптозом (см. ниже). При ИВРЗ указанные виды гибели клеток в составе КВИ являются доминирующими и, одновременно, молекулярно-клеточные следствия этих процессов обуславливают формирование патогенетических звеньев при ИВРЗ. Понимание функционального баланса между патогенной и цитопротекторной аутофагией, возможностей модуляции этих процессов крайне важно в отношении патогенетической интерпретации аутофагии при ИВРЗ, что также расширяет спектр мишеней для их фармакологической коррекции.
2.2. Апоптоз при иммуновоспалительных ревматических заболеваниях
Апоптоз относится к важным биологическим процессам, регулирующим гомеостаз миллиардов клеток и являющийся необходимым условием существования многоклеточных организмов. Одной из основных функций апоптоза является элиминация повреждённых, мутантных, инфицированных клеток, а также участие в развитии и функционировании клеток иммунной системы на этапе негативной и позитивной селекции и морфогенезе лимфоидных органов.
Апоптоз представляет собой процесс программируемой клеточной гибели, развивающийся в течение 1–3 часов, сопровождающийся сморщиванием и уменьшением размеров клетки, уплотнением плазмолеммы, формированием мембранных вздутий, конденсацией хроматина, уменьшением размера и фрагментацией ядра. Происходят разрывы ДНК и формирование нуклеосом. От клетки отделяются “апоптотические тельца” – фрагменты ядра, окруженные мембраной, которые подвергаются немедленному фагоцитозу Мф. Принципиальным элементом описанных процессов является ферментативная активность группы цистеиновых протеаз, расщепляющих полипептидную связь после остатков аспарагиновой кислоты, называемых каспазами. Эти протеазы нацелены на несколько сотен белков для ограниченного контролируемого протеолиза, что сводит к минимуму повреждения и разрушения соседних клеток и позволяет избежать высвобождения иммуностимулирующих молекул. В совокупности эти протеолитические события вызывают фенотипические изменения в клетке, характерные для апоптоза. При этом ключевая роль при апоптозе принадлежит каспазе-8, каспазе-9 и каспазе-3. Продукты апоптотического распада клеток не поступают в межклеточное пространство и не вызывают воспаления, в отличие от некроза клеток.
На рис. 15 представлена цитоморфология апоптоза. Крайний слева снимок демонстрирует вид двух клеток HeLa, не подвергшихся апоптозу. Посередине эти же две клетки, подвергшиеся апоптозу после 12-часовой экспозиции с даунорубицином (10 мкмоль). Видны классические признаки апоптоза – сморщивание и уменьшение размеров клетки, уплотнение плазмолеммы, формирование обширных мембранных пузырьков. Крайний справа снимок показывает признаки апоптогенного распада клеточного ядра, индуцированного в данном случае обработкой актиномицином D (5 мкмоль) с последующим окрашиванием ядер синим красителем Hoechst. Четко видна фрагментация и конденсация ядер этих же клеток (показано стрелками).
Рис. 15. Цитологические признаки апоптоза. Слева клетки HeLa, не подвергшиеся апоптозу, посередине эти же клетки, подвергшиеся апоптозу, справа апоптогенная фрагментация и конденсация ядер этих же клеток, по материалам [177]
Понятие “апоптоз” было впервые введено в научный обиход в 1972 г. австралийскими учёными Дж. Керром, А. Уайли и А. Карри [85]. В своей работе эти учёные впервые представили подробные цитологические характеристики апоптоза, которые используются до настоящего времени.
Выделяют три фазы развития апоптоза – включения пусковых механизмов (сигнальную), эффекторную (связанную с активацией каспаз) и завершающая фаза – фаза реализации гибели клетки.
Инициируется апоптоз при воздействии разнообразных внеклеточных и внутриклеточных факторов. При этом активируются два основных пути передачи апоптотического сигнала – это рецепторный и митохондриальный.
Рецепторный, или внешний, сигнальный путь начинается с взаимодействия апоптогенных внеклеточных лигандов с рецепторами клеточной гибели, экспрессированными на плазмалемме клеток-мишеней. Это, прежде всего, рецепторы семейства TNFα (TNFR), цитоплазматическая часть которых представлена доменами смерти (DD-домен), необходимые для трансдукции сигналов апоптоза. К ним относятся: Fas-рецептор (АРО-1, CD95, DR2), TNFR1 (р55, CD120а, DR1) и рецепторы смерти (death receptors) – DR3, DR4, DR5 и DR6. Лигандами для Fas-рецептора являются Fas-лиганд (FasL, CD178), для TNFR1- цитокин TNFα, для DR4 и DR5 – TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand) и для DR3 и DR6 – молекула TL1A.
Взаимодействие указанных лигандов активируют апоптогенные рецепторы и обуславливают последующее взаимодействие с внутриклеточными адапторными белками. Для Fas-рецептора адапторным белком является FADD (Fas-associated death domain). Для рецепторов TNFR1, DR3 и DR6 адаптером является TRADD (TNFR1- associated death domain).
Адаптерные белки, ассоциированные с апоптогенными рецепторами смерти, вступают во взаимодействие с предшественниками эффекторных каспаз – прокаспазами и обуславливают ключевое событие на этом этапе апоптоза, а именно – формирование молекулярных комплексов, в которых происходит активация каспаз. Эти комплексы именуются апоптосомами. Примером апоптосомы может служить комплекс FasL-Fas-рецептор-FADD-прокаспаза-8. FADD, также как и TRADD, вызывают активацию каспазы 8 – ключевого апоптогенного фермента. Принципиальный механизм активации каспазы 10, вероятно, аналогичный.
Митохондриальный, или внутренний, сигнальный путь запуска апоптоза реализуется в результате выхода апоптогенных белков из митохондрий в цитоплазму клетки, вследствие разрыва митохондриальной мембраны или повышения проницаемости внешней мембраны митохондрий. При этом важная роль принадлежит белкам семейства Bcl-2. Их разделяют на проапоптотические (Bid, Bax, Bax-XS, Bak и др.) и антиапоптотические (Bcl-2, Bcl-XL, Mcl-1, Bcl-W и др.). Запуск сигналов к апоптозу связан с проапоптотическими Bcl-2-белками, прежде всего, Bax и Bak. Эти белки встраиваются в наружную мембрану митохондрий и олигомеризуются, нарушая целостность внешней мембраны митохондрий и формируя трансмембранные поры. В результате из межмембранного пространства митохондрий в цитозоль устремляются белки, участвующие в апоптозе – цитохром С, фактор Apaf-1 (Apoptosis Protease Activating Factor-1), флавопротеин AIF, прокаспазы –2, –3 и –9. Apaf-1 представляет собой многодоменный белок, состоящий из трех функциональных областей – это N-концевого домена рекрутирования каспазы (CARD), домена связывания нуклеотидов и олигомеризации (NOD, также называемый NB-ARC) и связанных повторов WD40 в C-концевой половине белка. Фактор Apaf-1 и цитохром С образуют апоптосому с указанными прокаспазами и затем с помощью апоптосом происходит активация, в частности каспазы 9 [139, 154].
Рецепторный и митохондриальный сигнальные пути апоптоза закономерно приводят к активации каспаз. Рецепторный путь приводит к активации эффекторных каспазы 8 и каспазы 3, митохондриальный – к активации эффекторной каспазы 9. Одна из основных функций эффекторных каспаз заключается в прямом и опосредованном разрушении клеточных структур. Протеолизу подвергаются белки клеточного ядра, цитоскелета. Эффекторные каспазы ингибируют антиапоптотические белки, такие как ингибитор DFF, CAD белок, антиапоптотические белки семейства Bcl-2, а также процессы репарации и репликации ДНК.
Сказанное иллюстрируется рис. 16.
Рис. 16. На схеме отражены основные этапы рецепторного (внешнего) и митохондриального (внутреннего) сигнальных путей апоптоза, приводящих к активации каспаз -3, – 8 и -9. Слева представлен рецепторный сигнальный путь, справа – митохондриальный сигнальный путь, по материалам [139]
Как видно из рис. 16 при апоптозе сходятся два различных апоптотических сигнальных пути. Рецепторный, внешний путь или путь фактора смерти, активируется такими факторами смерти, как FasL, TNF-α и TRAIL. Связывание факторов смерти с рецепторами смерти (death receptors) вызывает процессинг прокаспазы 8 в зрелую активную каспазу 8. При митохондриальном, внутреннем, сигнальном пути активируются проапоптотические белки Bim, Bid, Bad, Bmf, Hrk, Puma и Noxa и, через ингибирование антиапоптотических белков группы Bcl-2, индуцируют Bax/Bak-олигомеризацию. В результате этого процесса из митохондрий высвобождается цитохром С и, после связывания с фактором Apaf-1, этот комплекс превращает прокаспазу 9 в активную каспазу 9. Каспаза 8, активированная во внешнем пути, и каспаза 9, активированная во внутреннем пути, расщепляют прокаспазу 3 до зрелой каспазы 3, которая расщепляет более 1300 клеточных субстратов для осуществления апоптоза [139].
Изучены другие пути инициации апоптоза, в частности, вследствие активации прокаспазы-12. Этот предшественник фермента локализован в эндоплазматическом ретикулуме. Т. н. стресс эндоплазматического ретикулума (ER-стресс) сопровождается высвобождением и активацией прокаспазы-12 и связанным с этим нарушениями внутриклеточного гомеостаза ионов кальция.
В завершающей фазе апоптотические клетки подвергаются немедленному фагоцитозу, чему способствует экспрессия на их поверхности молекул, служащих для фагоцитов источником сигналов типа “съешь меня”. К ним относятся фосфатидилсерин (PS), в норме локализующийся на внутренней поверхности плазмолеммы и оказывающийся экспонированным снаружи при апоптозе, благодаря каспазной активности, а также тромбоспондин и остатки мембранных гликоконъюгатов.
Ферментативная активность каспазы-8 в очаге воспаления способствует появлению DAMP, таких как кальретикулин (CRT), которые также функционируют как сигнал “съешь меня” для фагоцитирующих клеток [143].
Кроме этого, к аналогичным сигнальным молекулам относятся модифицированные окислением молекулы, а также фосфатидилсерин (PS), но локализованный уже на внешнем листке плазмалеммы. PS функционирует как лиганд для молекулы TIM-4, которая экспрессируется на дендритных клетках и способствует поглощению апоптотических клеток [90].
Также было показано, что две другие молекулы, а именно: специфичный для мозга ингибитор ангиогенеза 1 (BAI1) и стабилин-2 (мембранный рецептор для фосфатидилсерина) способствуют поглощению продуктов апоптоза фагоцитирующими клетками посредством распознавания PS [144].
Некоторые исследователи выделяют ещё один апоптогенный стимул фагоцитоза, а именно: сигнал “найди меня“, имея в виду, что подобный сигнал стимулируют, прежде всего хемотаксис Мф. К такого рода сигналам относится лизофосфатидилхолин (LPC), генерирующийся вследствие ферментативной активности фосфолипазы A2 (PLA2), которая, в свою очередь, активируется апоптогенными каспазами [100].
Также к таким сигналам относят высвобождение апоптотическими клетками аденозинтрифосфата (АТФ) и уридинтрифосфата (UTP).
Рецепторный аппарат Мф взаимодействует с указанными поверхностными молекулами, что обеспечивает быстрый фагоцитоз апоптотических клеток. Такое завершение апоптоза очень важно для организма, поскольку предотвращает поступление внутриклеточных компонентов, включая ДНК, в межклеточное пространство и последующее развитие воспаления и аутоиммунных процессов. Таким образом, фагоцитоз Мф апоптотических клеток несёт в себе черты противовоспалительной реакции.
Этой же реакции способствует продукция фагоцитами, после поглощения апоптотических клеток, противовоспалительных цитокинов, образно названных цитокинами “толерантности ко мне”. К таким цитокинам относятся известные TGF-β и IL-10. Одновременно снижается секреция in situ провоспалительных цитокинов (TNF-α, IL-1 и IL-12) и таким образом указанные факторы активно создают противовоспалительную среду в местах гибели апоптотических клеток [134].
Однако избыточный фагоцитоз нуклеиновых кислот может быть источником МНС-презентации ауто-АГ, ведущим к развитию ИВРЗ, в частности СКВ. Уменьшению иммуногенности нуклеиновых кислот способствует активированная каспазой ДНКаза (называемая CAD) отвечающая за межнуклеосмальное расщепление геномной ДНК, которая обладает более слабыми иммуностимулирующими свойствами, чем высокомолекулярная ДНК [116].
В случаях, когда фагоцитарная активность Мф не обеспечивает полноценную элиминацию апоптотических клеток, эти клетки остаются потенциальными источниками ауто-АГ с последующей возможностью индукции аутоиммунного ответа.
Достаточно интересными являются данные, согласно которым пептиды, полученные из апоптотических клеток, поглощённые Мф и ДК, могут быть представлены на молекулах MHC I класса и использоваться для цитотоксических реакций T-лимфоцитов. Иными словами, налицо признаки кросс-презентации экстрацеллюлярного антигенного материала CD8+ цитотоксическим Т-лимфоцитам в процессе апоптоза. В индукции аутоиммунного ответа при ИВРЗ данному феномену отводится существенное патогенетическое значение [10].
Важным является вопрос взаимоотношений апоптоза и воспаления. Многие факторы и сигнальные пути, которые активируются воспалением, участвуют в регуляции апоптоза клеток. Ниже представлены некоторые экспериментальные данные, свидетельствующие о противоспалительных качествах апоптоза и эти данные имеют непосредственное отношение к ИВРЗ.
Недавние исследования показали, что каспаза-3 ингибирует выработку интерферонов I типа путем расщепления cGAS (сенсор, обнаруживающий наличие ДНК в цитоплазме), тем самым подавляя апоптоз [141].
Кроме того, иммуносупрессивные цитокины, такие как TGF-β и IL-10, высвобождаются во время фагоцитоза апоптотических клеток [185].
Активация Т-клеток может быть подавлена апоптотическими клетками в эксперименте in vitro. Кроме этого было показано, что отсутствие в клетках опухоли меланомы 2 (AIM2) внутриклеточных PRR-рецепторов активирует каспазу 3, параллельно с каспазой-1 [156].
Противоположный эффект наблюдался в случае, когда еще один член цитоплазматического PRR – NLRP3, после взаимодействия с бактериальным порообразующим токсином нигерицином, вызывал активацию апоптотических каспаз [150].
Показано также, что проапоптотические Bcl-2-белки (Bax, Bak и др.) ингибируют активацию NLRP3-инфламмасомы, предотвращая цитозольное высвобождение митохондриальной ДНК [50].
Представленные результаты экспериментальных исследований подтверждаются клиническими наблюдениями. В частности, недостаточная элиминация апоптотических макрофагов при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), фиброзе легких и муковисцидозе приводит к длительной воспалительной реакции [5, 70, 184].
Альвеолярные макрофаги у пациентов с тяжелой астмой, включая детей, не способны полностью элиминировать апоптотические клетки и в этой связи к лечению таких больных подключают средства, стимулирующие фагоцитарную активность Мф [58].
Также известно, что апоптотические клетки индуцируют синтез клетками макрофагально-моноцирарного ряда противовоспалительных медиаторов, таких как TGF-β, простагландин Е2 и фактор активации тромбоцитов (PAF).
В связи с представленными результатами была высказана точка зрения, что если некроз активно инициирует иммунный ответ на продукты клеточного распада и участвует в развитии воспаления, то апоптоз является доминирующей формой гибели клеток, индуцирующей иммунную толерантность. Однако чрезмерный, ускоренный апоптоз, возникающий при недостаточном удалении апоптотических клеток, например, при СКВ, может привести к массивному накоплению этих клеток, которые подвергаются вторичному некрозу [81].
Потеря целостности плазматической мембраны и высвобождение клеточного содержимого вторичными некротическими клетками, которые можно отнести к DAMP, могут спровоцировать иммунный ответ на ауто-АГ и способствовать развитию СКВ. При этом аутоантитела способствуют поглощению вторично некротизированного клеточного материала фагоцитами, что сопровождается секрецией большого количества провоспалительных цитокинов этими клетками [152].
Необходимо обратить внимание на следующий аспект патофизиологии апоптоза, касающийся аутоиммуногенности продуктов этого процесса. В работах [11,160] показано, что незрелые ДК способны к фагоцитозу апоптотических клеток, хотя и не так эффективно, как макрофаги. Эти ДК могут перекрестно представлять вирусные, опухолевые и аутоантигены цитотоксическим CD8+Т-клеткам, активируя их аутоиммунные качества. Одновременно цитотоксические CD8+Т-клетки сами могут индуцировать апоптоз мишеневых клеток посредством Fas-рецепторного механизма.
Было высказано предположение, что апоптотические клетки способствуют созреванию ДК путем усиления экспрессии костимулирующих молекул и индуцирования высвобождения провоспалительных цитокинов, одновременно стимулируя ауто-АГ-презентирующую функцию этих клеток. Эти же апоптотические клетки способны индуцировать и специфические Т-клеточные реакции [76]. ДК обладают ограниченной способностью к лизосомальной деградации (протеолизу) апоптотического материала из-за низкого содержания лизосомальных протеаз. Медленный протеолиз приводит к накоплению сигналов опасности (DAMP), которые взаимодействуют с TLR и NLR рецепторами со всеми вытекающими из этого аутоиммунными и воспалительными последствиями [55].
Дополнительным фактором аутоиммунизации является то, что материал апоптоза стимулирует дифференцировку В-лимфоцитов с Ig-рецепторами для апоптотических клеток в сторону продукции ауто-анти-апоптотических АТ. Соответственно, В-клетки, которые реагируют с апоптотическими клетками, могут нарушить баланс между толерантностью и аутоиммунитетом.
В свете представленных данных нашла обоснование следующая точка зрения относительно влияния аномального апоптоза на индукцию аутоиммунного ответа при ИВЗР, рис. 17. Согласно схеме, фагоцитоз апоптотических клеток Мф и ДК обычно сопровождается противовоспалительной реакцией и не связан с потерей толерантности. Однако неэффективное удаление апоптотических клеток влияет на образование ауто-АГ, презентация которых Мф и зрелыми ДК Т-клеткам может стимулировать выработку аутоантител.
Рис. 17. Баланс между иммунной толерантностью и аутоиммунитетом при ИВРЗ. Слева представлена схема физиологического апоптоза, не приводящего к активации Т-клеточного иммунитета и воспалению; справа представлена схема изменённого апоптоза при ИВРЗ, приводящая к аутоактивации Т- и В-клеточного иммунитета и развитию аутоиммунного воспаления. Сокращения: DC – дендритная клетка, Ag- антиген, Ab – антитело, по материалам [110]
Проиллюстрируем представленные выше принципиальные положения на примере СКВ. У пациентов с СКВ определяются повышенные показатели апоптоза, некроза и аутофагии в КВИ, а также снижение элиминации апоптотических и некротизированных клеток. Эти аномалии приводят к увеличению нагрузки ауто-АГ, модификациям этих антигенов, что усиливает воспалительные свойства ауто-АГ [40].
Подтверждением сказанного являются данные, согласно которым клубочковые апоптотические нуклеосомы были целью аутоантител против двух-спиральной ДНК при волчаночном нефрите [80].
Макрофаги пациентов с СКВ имели нарушенную способность к фагоцитозу апоптотических клеток, что сопровождалось накоплением апоптотического материала в зародышевых центрах (GCS) лимфатических узлов Фолликулярные ДК в герминативных центрах лимфоидных органов связываются с клеточным апоптозным материалом in situ и это может служить сигналом для индукции аутореактивных В-клеток с последующей продукцией ауто-АТ [17]. Более того, снижение регуляции со стороны микро-РНК-98 индуцировало апоптоз в CD4+Т-клетках у пациентов с СКВ через активацию каспаз посредством Fas-рецептора [189].
Апоптотические Т-клетки увеличивались у пациентов с СКВ, что сопровождалось положительной корреляцией с индексом активности СКВ. В дополнение к Т-клеткам, чрезмерный апоптоз также наблюдался в фагоцитах, которые важны для удаления апоптотических клеток. Сыворотки СКВ могут индуцировать апоптоз в моноцитах и лимфоцитах, которые, в свою очередь, могут быть источником ауто-АГ [19]. Т-клетки при СКВ также могут индуцировать апоптоз моноцитов с помощью апоптотических лигандов. В соответствии с этими данными, у пациентов с СКВ наблюдался повышенный апоптоз моноцитов/макрофагов, что способствовало образованию аутоантител и повреждению тканей [45].
Аналогичным образом, повышение уровня апоптотических нейтрофилов и Мф было обнаружено у пациентов с СКВ и этот уровень положительно коррелировал с активностью заболевания [153].
Таким образом, у пациентов с СКВ наблюдается высокий уровень апоптотических клеток, который, по крайней мере частично, объясняется массивным апоптозом в клетках тканей или в фагоцитах. Апоптотические клетки должны быть эффективно поглощены фагоцитами, чтобы предотвратить высвобождение клеточных компонентов, которые могут активировать иммунную систему. Нарушение элиминации апоптотических клеток при СКВ смещает баланс иммунной системы. Увеличение уровня апоптотических нейтрофилов отмечалось в условиях дефектного фагоцитоза этого материала, что является существенным сигналом аутоиммунизации при этом заболевании.
Недавние исследования показали роль опсонинов в формировании иммуногенных и толерогенных характеристик ауто-АГ при ИВРЗ. Для быстрого распознавания и элиминации апоптотических клеток при ИВРЗ необходима опсонизация объекта фагоцитоза. В качестве опсонинов при этом выступает С-реактивный белок (СРБ), а также компонент системы комплемента C1q. СРБ не только способствует классическому пути активации комплемента, но также усиливает опсонизацию и фагоцитоз апоптотических клеток макрофагами [63].
У пациентов с СКВ наблюдался повышенный уровень аутоантител против СРБ, находящийся в прямой зависимости с активностью заболевания и поражением почек [76].
Такая же картина складывается и в отношении C1q компонента комплемента. У пациентов с СКВ наблюдалось повышение антител против C1q, которые положительно коррелировали с нефритом, гипокомплементемией, антителами против dsDNA и циркулирующими иммунными комплексами [169].
Ниже представлена схема, рис. 18, демонстрирующая принципы патогенетического участия апоптоза при ИВРЗ на примере СКВ.
Рис. 18. Схема патогенетического участия апоптоза при волчаночном нефрите, пояснения в тексте, по материалам [135]
Согласно этой схеме, нерегулируемый апоптоз и/или недостаточное удаление апоптотических клеток приводит к высвобождению модифицированного клеточного материала в кровоток. Это приводит к активации АПК (макрофаги, дендритные клетки), аутоиммунному ответу, опосредованному Т- и В-клетками, образованию цитофильных патогенных иммунных комплексов, способствующих возникновению гломерулонефрита.
Значение апоптоза изучено при РА. Показано, что Т-лимфоциты и В-лимфоциты в составе КВИ при РА устойчивы к Fas-индуцированному апоптозу и демонстрируют высокую экспрессию антиапоптотических молекул семейства Bcl. Эти клетки защищены от апоптоза фактором-1α (SDF-1α), продуцирущимся синовиоцитами и лигандом рецептора хемокина (CXCR)4. Резистентность к апоптозу продемонстрировали и синовиальные фибробласты. Полагают, что такие изменения апоптоза при РА способствуют накоплению воспалительных клеток в составе КВИ в синовиальной оболочке, а также их гиперплазии и инвазивному росту [15, 29].