Секретовані PRRs- Це білки рідких середовищ організму. Для «хвостів» цих молекул є спеціальні рецептори на мембранах фагоцитів, що забезпечує передачу інформації з розчину клітини вродженого імунітету. Серинові протеази 1 і 2, асоційовані з манназв'язуючим лектином (Maspl і Masp2), подібно до протеаз класичного шляху активації комплементу С1r і C1s. Однак протеази манназв'язуючого пектину активуються при зв'язуванні з мікробним лігандом.

Ендоцитозні PRRsлокалізуються на поверхні фагоцитів. Після розпізнавання PAMPs мікробів PRRs опосередковують поглинання патогену та його доставку до лізосом для розщеплення. Процесовані пептиди представляються молекулами МНС лежить на поверхні макрофага Т-лимфоцитам. До ендоцитозних PRR належить маннозний рецептор макрофага, що розпізнає термінальну маннозу і залишки фукози на клітинних стінках мікробів, і опосередковує їх фагоцитоз. Інший ендоцитозний PRR - макрофагальний рецептор-смітник, що розпізнає поліаніонні ліганди (двонитчасті ДНК, ЛПС, ліпотейхоєві кислоти), при зв'язуванні з бактеріальною стінкою сприяє кліренсу бактерій із кровообігу. PRR посилюють фагоцитарні функції ефекторів вродженого імунітету та забезпечують видалення всіх зруйнованих фрагментів клітин.

Сигнальні PRRsрозпізнають PAMPs і активують шляхи передачі сигналу для експресії різноманітних генів імунної відповіді, включаючи прозапальні цитокіни Даний клас рецепторів включає еволюційно законсервовані, так звані Toll-подібні рецептори (TLR), «клітини, що дзвонять» на мембрані, «що сповіщають про прихід чужого».

Toll-подібні рецептори (TLR). Перший рецептор Toll-родини, що реагує з патернами мікроорганізмів, був ідентифікований у дрозофілу. У них виявлено ген, відповідальний за формування дорсо-вентральної полярності в ембріогенезі, а також забезпечує вроджений імунітет проти грибків.

Цитоплазматичні доменирецептора IL-1 ссавців та Toll у дрозофіл, названі TIR доменом (Toll/IL-1 гомологічний домен), мають гомологічну будову та індукують шляхи передачі сигналу, що активує транскрипцію ядерних факторів-кВ (NF-kB).

Незважаючи на те, що різні TLR- і NOD-рецептори мають специфічні ліганди, пострецепторні сигнальні шляхи, що призводять до активації NFkB, однакові. Сигнальний каскад починається із залучення молекул адаптерних білків MyD88, IRAK та TRAF6, що веде до активації IкК, який, у свою чергу, фосфорилює IкВа, націлюючи його на убіквітінацію та розпад під дією 26S протеасоми. Вивільнений таким чином NFkB переноситься в ядро і приєднується до ДНК, що призводить до транскрипції гена.
IкВ – інгібітор каппа В;
IкК – IкВ-кіназа;
IL – інтерлейкін; IRAK – кіназа, асоційована з рецептором IL-1;
NFkB – нуклеарний фактор каппа В;
NOD - нуклеотидзв'язуючий олігомерний домен;
Р – фосфорилювання;
TLR - Toll-подібні рецептори;
TNF – фактор некрозу пухлини;
TRAF6 - асоційований з TNF фактор 6;
дцРНК - дволанцюжкова РНК;
ЛПС – ліпополісахариди.

Гомологи Toll дрозофілиу ссавців отримали назву Toll-подібні рецептори. У людини одним із перших був ідентифікований TLR4. TLR стимулюють активацію сигнального шляху NF-kB з експресією різних цитокінів та костимулюючих молекул, що є вирішальним фактором для формування адаптивної імунної відповіді. У зв'язку з цим зроблено припущення про функціонування TLR як рецептори вродженої імунної системи. Зараз у сімействі Toll-подібних рецепторів у людини відомо близько 23 членів (TLR-TLR23), проте не всі вони досить добре охарактеризовані. У миші не виявлено TLR10, але виявлено TLR11. Миші, дефектні за TLR11 геном, чутливі до уропатогенних інфекцій.

Трансмембранні Toll-подібні рецепторихарактеризуються позаклітинним NH-кінцем та внутрішньоклітинним СООН-кінцем. TIR домен (Toll/IL-1 гомологічний домен) TLR, що складається з 200 амінокислот і містить три висококонсервативні ділянки, опосередковує взаємодію між Toll-подібними рецепторами та молекулами, що здійснюють трансдукцію сигналу.

Toll-подібні рецепториекспресуються на клітинах, що здійснюють першу лінію захисту - нейтрофілах, макрофагах, ДК, ендотеліальних та епітеліальних клітинах слизових тканин. Нещодавно виявлено, що NK-клітини людини експонують наступні рецептори: TLR3, TLR7 та TLR8. TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6 та TLR11 розташовуються на поверхні клітини. TLR7, TLR8 і TLR9, що розпізнають структури, подібні до нуклеїнових кислот, локалізуються внутрішньоклітинно.

TLR1(ген локалізований на 4р14 хромосомі) високо експресований на клітинах селезінки та клітинах периферичної. Передбачається, що TLR1-рецептори функціонують як корецептори, однак прямі ліганди рецептора не виявлені і точна функція залишається до кінця неясною. Показано, що в комплексі з TLR2-рецепторами вони беруть участь у відповіді на триацильовані ліпопротеїни.

TLR2(4q 31/3-32) відіграють ключову роль реагуванні на продукти грампозитивних бактерій, мікобактерій, дріжджів. Широкий спектр розпізнаваних патернів TLR2 (пептидогліканів, ліпопротеїнів та ліпотейхових кислот клітинної стінки) пов'язаний з можливістю утворення цими рецепторами гетеродимерів з іншими TLR. TLR2 утворюють димери з TLR6 та беруть участь у розпізнаванні пептидогліканів та діацильованих ліпопептидів грампозитивних бактерій та мікоплазм. Димеризуючись з TLR1, рецептор розпізнає триацильовані ліпопротеїни, такі як Borrelia burgdorferi OspA.

TLR3(4q35) розпізнають дволанцюгову РНК, молекулярні структури вірусів, але не проводять сигнал від одноланцюгової РНК або дволанцюжкової ДНК. У мишей, дефіцитних за TLR3, спостерігається зниження відповіді на поліінозин-поліцитидин (синтетичний аналог дволанцюжкової РНК), тоді як чутливість клітин, що експресують TLR3, на нього зберігається.

Серед усіх TLRнайбільш вивчений TLR4 (9q32-33). Він експресується в організмі на поверхні макрофагів, нейтрофілів, ДК, Т-, В-лімфоцитів та інших. Навпаки, у мишей, нокаутованих за TLR2 геном, відповідь на ЛПС зберігається. У TLR-опосередкованому розпізнаванні бере участь білок MD2, а розпізнавання ЛПС здійснюється комплексом, що складається з декількох компонентів: CD14, TLR4, MD2. TLR4 та MD2 знаходяться у зв'язаному стані, а CD14 залучається до комплексу після зв'язування ЛПС.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www. allbest. ru/

Вступ

Толл-подібні рецептори (TLR) є головними компонентами системи вродженого імунітету, які опосередковують специфічне розпізнавання еволюційно-консервативних молекулярних структур патогенів (PAMP – pathogen associated molecular patterns). Толл-подібні рецептори представлені на клітинах різного типу – від епітеліальних до імунокомпетентних. Як відомо, при зв'язуванні TLR із власними лігандами відбувається активація ряду адаптерних білків та кіназ, які беруть участь в індукції ключових прозапальних факторів. Підсумком такої індукції є розвиток як вродженої імунної відповіді внаслідок посилення експресії низки антиапоптотичних білків, прозапальних цитокінів, антибактеріальних білків, так і набутої імунної відповіді через дозрівання дендритних клітин, презентації антигену тощо.

Завдяки своїй здатності посилювати специфічні та неспецифічні імунні реакції організму агоністи Толл-подібних рецепторів знайшли застосування не тільки в терапії інфекційних захворювань, але також як ад'юванти в хіміотерапії різних злоякісних новоутворень. Однак, на даний момент описані принципово різні ефекти TLR на пухлини. З одного боку, показано, що TLR (та їх ліганди) можуть виступати в ролі супресорів пухлинного росту, з іншого боку, TLR можуть стимулювати прогресивну пухлину і впливати на стійкість пухлин до хіміотерапії. У цьому огляді узагальнено дані про вплив TLR та їх агоністів на зростання пухлини, а також проаналізовано основні механізми, що лежать в основі таких відмінностей.

Список скорочень TLR - Тол-подібні рецептори; ЛПС – ліпополісахарид; NF-kB – ядерний фактор транскрипції kB; PRR – патерн-розпізнавальні рецептори; PAMP – патоген-асоційовані молекулярні патерни; DAMP – молекулярні патерни, асоційовані з пошкодженням; IRF - інтерферонрегулюючий фактор, оці дцРНК - одна і дволанцюжкова рибонуклеїнова кислота; TNF-б – фактор некрозу пухлини б; IL – інтерлейкін; IFN – інтерферон; NK-клітини - природні кілери; миРНК - малі інтерферуючі РНК; TGF - трансформуючий фактор зростання.

1. Історія відкриття

рецептор імунний протипухлинний патоген

У 1985 році при дослідженні різних мутацій у мушки-дрозофіли знаменитий німецький біолог Крістіана Нюсляйн-Фольхард виявила личинок-мутантів із недорозвиненою вентральною частиною тіла. Її негайна репліка була Das war ja toll! («Оце клас!»). Епітет толл (класний) був пізніше дано відповідному гену як його назву.

У 1996 році з'ясувалося, що цей ген відповідає не лише за дорзовентральну поляризацію при ембріональному розвитку, а й за стійкість дрозофіли до грибкової інфекції. Це відкриття французького вченого Жюля Хоффмана було удостоєно Нобелівської премії 2011 року. У 1997 році Руслан Меджитов та Чарльз Дженуейіз Єльського університету виявили толл-подібний гомологічний ген у ссавців (зараз він носить назву TLR4). Виявилося, що TLR4 викликає активацію ядерного фактора каппа-B NF-кB так само, як і інтерлейкін-1. Нарешті, 1998 року з'ясувалося, що лігандом для рецептора є компонент клітинної стінки грамнегативних бактерій ліпополісахарид.

2. TLR імунної системи

2.1 Структура TLR

По структурній організації TLR відносяться до сімейства рецепторів IL-1 (IL-1R). TLR - це трансмембранні білки, які експресуються на поверхні клітини та у субклітинних компартментах (таких, як ендосоми). Локалізація ТLR пов'язана з типом ліганду, що розпізнається ним. Так, TLR 1, 2, 4, 5, 6, що зв'язують структурні бактеріальні компоненти, локалізуються на поверхні клітин, тоді як TLR 3, 7, 8, 9, що розпізнають переважно вірус-асоційовані структури - нуклеїнові кислоти (дцРНК, оцРНК, ДНК) , знаходяться в ендосомах, де взаємодіють з лігандами після депротеїнізації віріонів

У структурі TLR виділяють N-кінцевий лейцинбогатий (LRR) домен, відповідальний за зв'язування лігандів, трансмембранний домен та С-кінцевий внутрішньоклітинний сигнальний домен (гомологічний внутрішньоклітинний домен IL-1R).

TLR експресуються у більшості типів клітин організму людини, включаючи негемопоетичні епітеліальні та ендотеліальні клітини. Кількість одночасно експресованих ТLR та їх поєднання специфічні для кожного типу клітин, а найбільше ТLR у клітинах гемопоетичного походження, таких як макрофаги, нейтрофіли, дендритні клітини.

Зараз у ссавців ідентифіковано 13 різних TLR, у людини – 10 та 12 у мишей. TLR з 1-го по 9-й консервативні у людини та миші. Проте є й відмінності. Ген, що кодує TLR10, виявлений тільки у людини, а TLR11 - у обох видів, але функціональний лише у мишей.

Головна особливість TLR, що відрізняє їх від рецепторів набутого імунітету (Tі В-клітинні рецептори), полягає в їх здатності розпізнавати не унікальні епітопи, а еволюційно-консервативні патоген-асоційовані молекулярні структури (PAMP), широко представлені у всіх класів мікроорганізмів та вірусів незалежно від їх патогенності. Специфічність розпізнавання PAMP досить добре вивчена у більшості TLR, сьогодні відомі ліганди TLR 1-9 та 11 (рис. 1). Біологічна роль та специфічність TLR10 (людина), 12 та 13 (миша) залишаються невідомими.

Найбільш відомі мікробні ліганди TLR:

бактеріальні ліпопептиди, ліпотейхоєва кислота та пептидоглікани; ліпоарабідоманнан мікобактерій; компонент клітинної стінки грибів зимозан, які зв'язуються з TLR2, що утворює гетеродимери з TLR1, TLR6 і CD14;

ЛПС грамнегативних бактерій, ліганд TLR4;

компонент джгутиків бактерій - флагеллін, що активує TLR5; профілін-подібні структури найпростіших, що зв'язуються з TLR11;

ДНК (неметильовані CpG-послідовності), що розпізнається TLR9;

дцРНК – ліганд TLR3;

оцРНК - ліганди TLR7 та TLR8.

Нещодавно було показано, що TLR можуть активуватись багатьма ендогенними молекулами - аллармінами (гіалуронова кислота, білки теплового шоку та ін.), які з'являються при руйнуванні тканин. Ці гетерогенні за своєю природою та структурою сполуки (PAMP та алларміни), що розпізнаються ТLR, в даний час об'єднують в одне сімейство, що називається DAMP (damage associated molecular patterns)

2.2 Взаємодія TLR із власними лігандами

Тепер від опису структури та функцій TLR перейдемо до подій, що розгортаються після їхнього зв'язування з власними лігандами.

Зв'язування ліганду з TLR ініціює каскад сигналів, що беруть початок від цитоплазматичних TIR-доменів TLR. Сигнал від TIR-домену через адаптерні молекули MyD88 (myeloid differentiation factor 88), TIRAP (TIR-доменвмісні адаптери), TICAM1 (TRIF), TICAM2 (TIR-containing adaptеr molecule) передається на відповідні кінази (TAK, IKK, IKK JNKs, p38, ERK, Akt та ін.), які диференціально активують фактори транскрипції (NF-kB, AP-1 та IRF), відповідальні за експресію різних прозапальних та антимікробних факторів. При цьому всі TLR, крім TLR3 передають сигнал на кінази, використовуючи MyD88. TLR3 передає сигнал через TICAM1, TLR4 і через MyD88, і через TICAM1.

Активація тієї чи іншої чинника визначається типом TLR, якого передається сигнал. Так, практично всі TLR (TLR2 та його корецептори - TLR1 і TLR6, а також TLR4-9, TLR11), зв'язуючись із власними лігандами, здатні активувати NF-kB - один з основних факторів, що регулюють експресію таких прозапальних цитокінів, як IL-1 , -6, -8 та ін До активації іншого сімейства прозапальних транскрипційних факторів - IRF наводить передача сигналу через TLR3, 4, 7-9. Сигнали, що передаються через TLR3 або TLR4, ведуть до активації IRF3, який регулює експресію IFN і вважається критичним компонентом противірусних імунних реакцій. Передача сигналів за допомогою TLR7-9 веде до активації IRF5 та IRF7 та експресії IFN-б, який також відіграє життєво важливу роль у противірусному захисті. Сигналізація через TLR2 чи TLR5 не призводить до активації факторів сімейства IRF.

Таким чином, взаємодія TLR певного типу з власним лігандом ініціює запуск сигнального каскаду, що призводить до активації експресії специфічного поєднання генів (цитокінів, антимікробних молекул тощо). Однак в даний час багато в активації TLR-залежних сигнальних шляхів та розвитку подальших ефектів залишається незрозумілим. У доступній науковій літературі відсутні дані, що характеризують повні транскриптомні та протеомні зміни, які відбуваються у відповідь активацію певних ТLR.

3. Функції TLR

ТLR за функціями, що виконуються в організмі, відносять до сімейства PRR, які опосередковують специфічне розпізнавання еволюційно консервативних структур патогенів (PAMP - pathogen associated molecular patterns). Зв'язуючись з РАМР, TLR активують систему вродженого імунітету та багато в чому визначають розвиток адаптивного імунітету. Найбільш консервативна роль ТLR – активація антимікробного імунітету у шкірі, слизових оболонках респіраторного, гастроінтестинального та урогенітального тракту.

ТLR розпізнають мікробні молекули, що призводить до розвитку запальних реакцій, спричинених активацією фактора NF-kB, який регулює експресію прозапальних цитокінів (TNF-б, IL-1, IL-6 та ін.) та хемокінів (MCP-1, MCP-3 , GMCSF та ін.).

TLR залучені в транскрипційну та посттрансляційну регуляцію (протеолітичне розщеплення та секрецію) таких антимікробних факторів, як дефензини (б і в), фосфоліпаза А2, лізоцим та ін. TLR посилюють поглинання мікроорганізмів фагоцитами та оптимізують азоту.

Відомо, що TLR, що знаходяться на поверхні ендотеліальних клітин, опосередковано забезпечують міграцію лейкоцитів в осередок запалення, стимулюючи експресію молекул лейкоцитів адгезії - Е-селектину і ICAM-1.

Стимуляція TLR прямо веде до збільшення продукції інтерферонів (IFN)-б/в як стромальних, так і гемопоетичних клітин, що важливо для захисту організму від вірусних і деяких бактеріальних інфекцій. Більше того, нещодавно було встановлено, що TLR, активуючи ряд молекул (FADD, каспазу 8, протеїнкіназу R (PKR)) або стимулюючи експресію IFN-б/в, можуть індукувати розвиток апоптозу - важливого механізму, що захищає клітини від патогенних мікроорганізмів.

Показано, що TLR відіграють центральну роль у регуляції адаптивної імунної відповіді. Так, TLR-залежна активація професійних антигенпредставляють дендритних клітин є визначальним моментом у кількох важливих у розвиток адаптивного імунітету процесах: активації зрілих T-клітин; процесингу та презентації мікробних антигенів; підвищення експресії костимуляторних молекул (СD80, CD86), необхідні активації наївних CD4+-Tклеток; придушенні регуляторних T-клітин за допомогою продукції IL-6. Також відомо, що TLRзалежна активація важлива для проліферації та дозрівання В-клітин під час інфекції.

Таким чином, ТLR виконують в організмі важливу роль, яка полягає у розвитку запальних реакцій (активації вродженого імунітету) у відповідь на потрапляння в організм різних патогенів (найпростіших, грибів, бактерій, вірусів). Більше того, за сучасними уявленнями розпізнавання патогенів за допомогою TLR є ключовим моментом у формуванні другої лінії захисту – адаптивного імунітету. Також показано, що TLR беруть участь у нормальному функціонуванні кишечника, вони залучені до розвитку аутоімунних захворювань (системний вовчак), артритів, атеросклерозу та ін. Останнім часом отримані дані, які показують, що TLR здатні активувати протипухлинний імунітет або, навпаки, стимулювати пухлинну прогресію.

3.1 Протипухлинна активність TLR

Багато агоністи ТLR в даний час проходять клінічні випробування як протипухлинні засоби. Так, природні (оцРНК) та синтетичні (іміквімод) агоністи ТLR7 і 8 показали високу активність щодо хронічного лімфоцитарного лейкозу та пухлин шкіри. Ліганд TLR9 – CpG, здатний пригнічувати зростання лімфом, пухлин головного мозку, нирок, шкіри. А ліганд TLR3 - poly(IC) має проапоптотичну дію не тільки щодо пухлинних клітин, а й клітин оточення (наприклад, ендотелію).

Показано, що агоністи ТLR4 - ЛПС грамнегативних бактерій і ОК-432 (препарат зі стрептококів групи А), мають високу протипухлинну активність при внутрішньопухлинному введенні. Однак при системному введенні обидва препарати (ЛПС і ОК432) не мали здатності блокувати пухлинний ріст. В даний час препарат ОК-432 проходить другу стадію клінічних випробувань, як засіб проти колоректальних пухлин та раку легені. Також показано, що OM-174, хімічний агоніст TLR2/4, здатний пригнічувати прогресію меланоми та підвищувати виживання експериментальних тварин при спільному введенні з циклофосфамідом. У цих експериментах виявлено, що агоністи TLR2/4 індукують секрецію TNF-б та експресію індуцибельної NO-синтази. Як відомо, NO здатний індукувати апоптоз у пухлинних клітинах, стійких до хіміотерапії, і тим самим підвищувати тривалість життя мишей. Ще один відомий протипухлинний препарат мікробного походження, що активує TLR-залежні реакції (TLR2, 4, 9) - БЦЖ. Цей препарат вже понад 30 років відносно успішно застосовується у терапії пухлин сечового міхура.

В цілому, слід зазначити, що в даний час різні агоністи TLR проходять клінічні випробування як засоби проти пухлин різного походження.

Один з основних механізмів протипухлинної активності TLR полягає в їх здатності стимулювати розвиток пухлиноспецифічної імунної відповіді. Так, активація TLR:

1) стимулює (прямо або опосередковано) міграцію в пухлину NK-клітин, цитотоксичних Т-клітин і Т-хелперів І типу, які викликають лізис пухлинних клітин за допомогою різних ефекторних механізмів (секреція перфоринів, гранзимів, IFN-г та ін. );

2) призводить до секреції IFN I типу (IFN-б, в). Ще один ймовірний механізм протипухлинної активності TLR - можливість TLR-залежного переходу пухлино-стимулюючого типу макрофагів (М2) в пухлинупресуючий тип M1. Макрофаги типу М2 характеризуються експресією таких цитокінів, як TGF-в та IL-10, компонентів, необхідних для репарації та ремоделювання тканин. TGF стимулює проліферацію пухлинних клітин, IL-10 спрямовує розвиток імунної відповіді в бік Th2, блокуючи тим самим розвиток клітинного протипухлинного імунітету. Макрофаги типу М1, навпаки, експресують IL-1, -6, -12, TNF-б, IFN-г та стимулюють розвиток протипухлинної клітинної (Th1) імунної відповіді.

3.2 Пухлестимулююча активність TLR

Як відомо, хронічні інфекції та запалення є найважливішими факторами, що стимулюють розвиток злоякісних новоутворень. Зокрема рак шлунка може бути пов'язаний з хронічним запаленням, викликаним таким патогеном, як Helicobacter pylori, а хронічне запалення травного тракту часто асоційовано з розвитком раку товстої кишки. Більше того, показано, що застосування нестероїдних протизапальних препаратів може знижувати ризик деяких видів злоякісних новоутворень.

ТLR є ключовою ланкою системи вродженого імунітету людини і тварин, вони беруть участь у розвитку запальних реакцій при контакті клітин з різними патогенами. В даний час активно вивчається роль ТLR у розвитку та прогресії пухлин різного походження. ТLR можуть бути залучені в процес розвитку та стимуляції пухлиноутворення за допомогою декількох механізмів.

Один з найважливіших факторів, що зумовлюють взаємозв'язок хронічного запалення та пухлиноутворення – NF-kB. Цей фактор конститутивно активований більш ніж у 90% пухлин людини, включаючи гострий та хронічний мієлоїдний лейкоз, рак передміхурової залози, множинну мієлому, злоякісну гепатому (рак печінки) тощо.

У зв'язку з цим агенти, здатні активувати NF-kB, можуть брати участь безпосередньо в процесі розвитку і прогресії пухлини. Як відомо, взаємодія патогенів з ТLR на поверхні клітини призводить до активації NF-kB та експресії NF-kB-залежних генів, що й обумовлює участь TLR у стимуляції канцерогенезу. Активація NF-kB призводить до підвищення продукції цитокінів IL-1, IL-2, IL-6, IL-10, TNF-б; міграції клітин імунної системи до місця запалення внаслідок підвищення продукції хемокінів; "підтримці" хронічного запалення; підвищенню продукції антиапоптотичних чинників тощо. Зазначені властивості можуть забезпечувати виживання та прогресію пухлини за рахунок придушення апоптозу та цитотоксичності, а також індукції ангіогенезу.

В даний час відомо, що рівень ТLR підвищений у клітинах різних пухлин, і у мишей з нокаутом генів ТLR знижено частоту утворення пухлин, що індукуються. Більш того, підвищення експресії ТLR на поверхні клітин пухлини передміхурової залози або пухлини голови та шиї може стимулювати їх проліферацію.

Huang та співавт. показали, що Listeria monocytogenes має пряму пухлинну дію, пов'язану з її здатністю активувати TLR2-залежні сигнальні шляхи в клітинах раку яєчника. Більше того, TLR2-залежна активація NF-kB, викликана L. monocytogenes, призводила до підвищення стійкості пухлинних клітин до дії хіміотерапевтичних препаратів.

Взаємозв'язок TLR2 з пухлинною прогресією підтверджено ще одному незалежному дослідженні, в якому Karin і співавт. довели ключову роль цього рецептора у метастазуванні раку легені. Виявилося, що у мишей з нокаутом гена TLR2 метастазування та прогресування пухлин відбувається значно повільніше, ніж у мишей дикого типу. Ключову роль у прогресії раку легені відігравали мієлоїдні клітини, що експресують TNF-б у відповідь на їх стимуляцію версиканом (протеогліканом позаклітинного матриксу, ліганду TLR2, рівень якого підвищений у пухлинних клітинах багатьох типів). У наших дослідженнях також вивчали роль TLR2 у пухлинній прогресії. Зокрема, виявилося, що мікоплазмова інфекція (Mycoplasma arginini) або додавання структурних компонентів (ЛАМБ) цього збудника до клітин, що експресують TLR2, призводить до пригнічення апоптозу в них, а також до посилення пухлинного росту в умовах in vivo. Таким чином показано, що TLR можуть опосередковано опухолестимулюючий ефект через клітини мієлоїдного ряду.

Подібні дані отримані для іншого представника сімейства TLR - TLR4. Системне (внутрішньовенне) введення ліганду цього рецептора - ЛПС, стимулювало міграцію пухлинних клітин (аденокарцинома молочної залози) та підвищувало їх інвазивність, а також стимулювало ангіогенез у пухлинах. Аналогічні результати отримані на іншій моделі – аденокарциномі кишечника: ЛПС збільшував виживання клітин пухлини, стимулював їх проліферацію, а при інтраперитонеальному введенні посилював метастазування. Більше того, Huang та співавт. показали, що пухлинні клітини, що експресують TLR4, викликають значно агресивніший перебіг захворювання (скорочення часу життя тварин) порівняно з мишами ізогенної лінії, у яких TLR4 інактивований специфічною миРНК. Отримані дані дозволили припустити, що на прогресію TLR4-позитивних пухлин можуть впливати ендогенні ліганди (білки теплового шоку; в-дефензини; ендогенний ЛПС, що закидається з кишечника), що частково нагадує ситуацію з пухлестимулюючою дією TLR2 і його ліки.

Однак дані, що ілюструють опухолестимулюючу дію TLR, отримані не тільки для TLR2 та 4. Відомо, що підвищена експресія TLR5 та TLR9 на клітинах епітелію шийки матки може бути асоційована з прогресією раку шийки матки. Високий рівень експресії TLR9 виявлено у клінічних зразках раку легені та в лініях пухлинних клітин. У цих клітинах стимуляція TLR9 специфічними агоністами призводила до підвищення продукції пухлинно-асоційованих цитокінів. На поверхні клітин пухлини передміхурової залози людини також підвищений рівень TLR9. Обробка таких клітин CpG-олігодезоксинуклеотидами (ODN-CpG) або бактеріальної ДНК, що служать лігандами для TLR9, сприяла підвищенню інвазії пухлинних клітин. Підвищення інвазії пухлинних клітин внаслідок активації TLR9 можна як новий механізм, з якого хронічні інфекції можуть стимулювати зростання клітин пухлини передміхурової залози.

Однак здатність стимулювати канцерогенез через взаємодію з TLR мають не тільки різні інфекційні агенти та їх структурні компоненти. Як відомо, лігандами для ТLR служать також DAMP - ядерні та цитоплазматичні білки клітин, що зазнали некрозу. Вивільнені з пошкоджених клітин DAMP можуть розпізнаватись різними TLR на поверхні імунних клітин, а подальша активація TLR залежних сигналів здатна призводити до придушення протипухлинної імунної відповіді і, як наслідок, до стимуляції прогресії пухлини.

До таких молекул, що мають потенційну пухлистимулюючу дію, відносяться: білки теплового шоку (HSP60, 70), АТР і сечова кислота, сімейство Ca2+-модулюючих білків (S100), білок HMGB1 і нуклеїнові кислоти, з яких найбільш добре вивчений ДНК-GB1 . HMGB1, що вивільняється в результаті пошкодження клітин, активує імунну систему через взаємодію з TLR. На культурах клітин показано, що білок HMGB1 стимулює зростання клітин меланоми, раку молочної залози, товстої кишки, підшлункової та передміхурової залози. HMGB1 здатний активувати TLR2 та TLR4 на пухлинних клітинах та клітинах імунної системи і, як наслідок, індукувати пухлинну прогресію та метастазування.

Показано, що в клітинах меланоми підвищена експресія таких DAMP, як білки сімейства S100, здатні стимулювати зростання самих клітин меланоми, і лімфоцитів периферичної крові, діючи як аутокринний фактор росту пухлини. Білок S100A4, службовець лігандом для TLR, стимулює метастазування клітин раку молочної залози, яке підвищена експресія є показником поганого прогнозу. Незважаючи на взаємозв'язок S100A4 з метастазуванням, цей білок може експресуватися макрофагами, лімфоцитами та фібробластами. Недавні дослідження показали, що білки S100A8 і S100A9, які продукуються первинною пухлиною, здатні активувати сироватковий амілоїд А (SAA) 3 в легеневих тканинах і створювати тим самим умови для утворення метастатичної ніші. SAA3 служить лігандом для TLR4 на ендотеліальних клітинах легені та макрофагах. Активація TLR4 полегшує міграцію пухлинних клітин з первинного вогнища до тканини легені за рахунок формування мікрооточення, що сприяє зростанню пухлини. Таким чином, пригнічення сигнального шляху S100-TLR4 може ефективно протидіяти утворенню метастазів у легкому.

Підсумовуючи описані ефекти, можна дійти невтішного висновку про здатність TLR, з одного боку, прямо чи опосередковано брати участь у пухлинної прогресії, з другого - підвищувати стійкість пухлинних клітин до проапоптотическим впливам.

Представлені дані показують, що пухлинні ефекти TLR та їх лігандів мають складний механізм, який необхідно вивчати більш детально. Однак, незважаючи на складність даного питання, можна виділити кілька ключових моментів, що визначають пухлинну дію TLR:

1) взаємодія TLR з власними лігандами індукує активацію транскрипційного фактора NF-kB і, як наслідок, підвищення продукції різних прозапальних цитокінів (IL-6, MCP-1, MIF, GROб та ін), а також ряду антиапоптотичних білків, тим самим сприяючи прямої або опосередкованої пухлинної дії;

2) TLR-залежна активація мієлоїдних клітин та їх попередників, мабуть, є визначальним фактором у формуванні метастазів. У серії незалежних робіт показано, що мієлоїдні клітини, які мігрують з кісткового мозку (у відповідь на ендогенну стимуляцію) у тканині, відіграють ключову роль у формуванні метастатичних ніш. Оскільки відомо, що ендогенні (версикан, фібронектин та ін.) та екзогенні (мікробного походження) ліганди TLR здатні, з одного боку, стимулювати мієлоїдні клітини та їх попередники, а з іншого – збільшувати метастатичний потенціал пухлини, то можна з високою ймовірністю припустити існування взаємозв'язки між TLR-залежною активацією мієлоїдних клітин та їх подальшою участю у метастазуванні;

3) активація TLR може стимулювати ангіогенез через такі антигенні фактори, як IL-8, фактор росту судинного ендотелію (VEGF) та матриксні металопротеїнази (MMP), а також посилювати адгезивні та інвазивні властивості пухлинних клітин поряд із збільшенням проникності судин.

Розміщено на Аllbest.ru

...

Подібні документи

Відкриття зв'язку між імунною та нервовою системами організму. Глутаматні рецептори у нервовій системі та їх призначення. Молекулярні реакції нейрона, що активується. Причини та наслідки нейротоксичності NMDA-рецепторів. Відмежування живих нейронів.

реферат, доданий 26.05.2010

Цитокіни та їх клітинні рецептори. Фагоцитоз як важливий компонент антимікробного захисту. Вибір ефекторних механізмів клітинного імунітету. Мережеві взаємодії цитокінів. Реакції, створені задля усунення інфікованих вірусами клітин організму.

реферат, доданий 28.09.2009

Характеристика дофаміну, його властивостей та функцій в організмі людини; забезпечення когнітивної діяльності. Класифікація дофамінових рецепторів: види, локалізація. Опис механізмів дії та побічних ефектів різних дофамінергічних засобів.

презентація , доданий 15.06.2015

Роль опасистих клітин у регуляції гомеостазу організму. Локалізація опасистих клітин, їх медіатори. Секреція медіаторів та їх функції. Основні типи опасистих клітин. Рецептори та ліганди, ефекти медіаторів. Участь опасистих клітин у патологічних процесах.

презентація , доданий 16.01.2014

Морфологічні прояви розвитку запальної реакції організму на туберкульозну інфекцію Дослідження ферментативних реакцій, від активності яких залежить функціональний стан всіх органів прокуратури та організму загалом. Роль клітин сполучної тканини.

реферат, доданий 15.09.2010

Дженнер як основоположник вчення про імунітет. Неспецифічні клітинні та гуморальні захисні механізми. специфічні імунні системи. Органи імунітету: вилочкова залоза (тимус), кістковий мозок, лімфатичні вузли, лімфоїдна тканина селезінки.

реферат, доданий 04.02.2010

Речовини, здатні спричинити стан алергії. Імунні реакції організму. Формування антигенспецифічних клонів. Реакція гіперчутливості сповільненого типу. Стадія патофізіологічних змін. Основні методи лікування алергічних хвороб.

реферат, доданий 07.10.2013

Оцінка ефективності та безпеки лікування артеріальної гіпертензії у пацієнтів інгібіторами АПФ, блокаторами рецепторів до ангіотензину, діуретиками. Ознайомлення з результатами терапії лізиноприлом, лозартаном, верапамілом, бетаксололом, гіпотіазидом.

реферат, доданий 24.07.2014

Визначення поняття "ендометріоз". Участь у механізмі захворювання клітинних ферментів, рецепторів до гормонів, і навіть генних мутацій. Етіологія, патогенез, класифікація та клінічна картина генітального ендометріозу. Діагностика та лікування захворювання.

презентація , доданий 23.09.2014

Біоелектричні явища у нервових клітинах. Характеристика рецепторів, їх види та специфічність, поняття "нейромедіатор", "месенджер", структура та механізм їх дії. Вплив фармакологічних агентів під час лікування захворювань центральної нервової системи.

2.2. Розпізнавання чужого у системі вродженого імунітету

in vivo на нокаутних тварин за генами TLR (за зникненням здатності забезпечувати захист від тих чи інших патогенів). Зв'язувальні ділянки TLR мають досить високу спорідненість до лігандів. Ці ділянки є підковоподібні структури, зовнішня частина яких утворена а-спіралями, а внутрішня - ліганд, що зв'язує, - р-шарами. Дані про специфічність та локалізації TLR людини схематично відображені на рис. 2.11.

Найчастіше TLR розпізнають ліпідсодержащіе структури, олігонуклеотиди та вуглеводи; найрідше - білки (наприклад, флагеллін у разі TLR-5). Досить складно відбувається утворення комплексу при розпізнаванні бактеріального ЛПС рецептором TLR-4 (див. рис. 2.10). Для розпізнавання ЛПС насамперед потрібно його вивільнення з клітинної стінки бактерії, після чого він утворює комплекс із сироватковим фактором LBP (LPS-binding complex - ЛПС-зв'язуючий комплекс). LBP має спорідненість до мембранної молекули CD14, що забезпечує взаємодію з нею комплексу ЛПС-LBP. Потім цей комплекс (вже прикріплений до мембрани через ліпід А, що входить до складу ЛПС), зв'язується з внутрішньою (гідрофобною) поверхнею молекули MD2, своєю зовнішньою поверхнею, що взаємодіє з внутрішньою поверхнею «підкови» TLR-4 (тобто фактично TLR-4 розпізнає не ЛПС, а MD2). Подібна роль корецепторних молекул виявлена при розпізнаванні патернів TLR-2; у цьому випадку як корецептори виступають молекули CD14, CD36 та інтегрин avP3 (вітронектин). Очевидно, для розпізнавання патернів TLR потрібна участь додаткових молекул.
Деякі TLR розпізнають нуклеїнові кислоти та структури, подібні до нуклеотидів, що важливо для розпізнавання як вірусів, так і бактерій. Так, TLR-3 розпізнає двоспіральну РНК, характерну для більшості вірусів, а TLR-9 - ділянки ДНК, збагачені неметильованими послідовностями CpG (Cytidine-Phosphate-Guanosine - цитидин-фос-фат гуанозин), характерними для ДНК бактерій. TLR-7 та TLR-8 мають спорідненість до імідазохолінових та гуанозинових похідних (наприклад, при взаємодії з ними TLR-7 мобілізується противірусний захист). Враховуючи структурну спорідненість цих похідних з вірусної ДНК, вважають, що TLR-7 та TLR-8 беруть участь у розпізнаванні односпіральної вірусної РНК. Усі 4 типи TLR, що розпізнають нуклеїнові кислоти (TLR-3, TLR-7, TLR-8, TLR-9), локалізовані всередині клітини (див. рис. 2.11). У зв'язку з особливостями структури трансмембранної ділянки цих TLR вони представлені лише на мембрані ендоплазматичного ретикулуму, але не на плазмолемі. При ендоцитозі матеріалу, що містить PAMP, відбувається мобілізація TLR з мембрани ретикулуму мембрану фаголізосоми, де вони розпізнають патерни і передають сигнал всередину клітини. Локалізація TLR-3, TLR-7, TLR-8, TLR-9 не на поверхні клітини, а у фаголізосомі оберігає від розпізнавання власних нуклеїнових кислот, що загрожує розвитком аутоімунної патології. Власні ДНК або РНК потрапляють у фаголізосоми лише за посиленого апоптозу. Крім того, нуклеїнові кислоти, розташовані всередині вірусів та бактерій, стають доступними для рецепторів лише у фаголізосомах, де відбувається руйнування патогенів. Експресію TLR на клітинах вродженого імунітету описано в табл. 2.10.
Внаслідок розпізнавання лігандів TLR генерується активаційний сигнал. Вирішальну роль у своїй грає внутрішньоклітинний TIR-домен, і навіть пов'язані з ним адапторні молекули. Процес передачі сигналу від TLR буде розглянуто у контексті активації клітин вродженого імунітету (див. розділ 2.2.4).
Таблиця 2.10. Експресія Толл-подібних рецепторів на клітинах імунної системи

Рецептор	Типи клітин									Вплив активації на експресію
Рецептор	Моноцити та макрофаги	Нейтрофіли	-0 До Я 8-8- о Я я зі Про 0	Гладкі клітини	Дендритні клітини	Природні кілери	я я н ф до « 1 CQ	я я н ф до «	Природні регуляторні Т-клітини	Вплив активації на експресію
TLR-1	+	+	+	+	+ (М, П)	+	+	+	+	Конститутивна експресія на всіх клітинах
TLR-2	++	++		+	++(М)				+
TLR-3	++/+*	-	-	-	++(М)	++	-	+	-	Немає посилення
TLR-4	++	++	+	+	++(М)	+			+	Посилення під впливом патогенасоційованих молекулярних патернів і цитокінів
TLR-5	++	+	-	-	+ (М)	+	+	-	+	Немає посилення
TLR-6	++	+	-	+	+(М, П)	+	+	++	+	Те саме
TLR-7	+	+	+	-	+ (П)	-	-	+	+	Посилення під впливом цитокінів
TLR-8	++	+	-	-	+ (М)	+	+	-	+	Посилення під впливом IFNy
TLR-9	+	+	+	-	+ (П)	+	-	+	-	Те саме
TLR-10	+	+	+	-	+	-	-	+	-	Немає посилення

М - мієлоїдні;
П – плазмоцитоїдні;
* - сильна експресія на моноцитах, слабкіша на макрофагах.

У цій оглядовій статті розглядаються основні поняття про мембранозв'язані рецептори вродженого імунітету - Толл-подібних рецепторах, основні методи визначення їх експресії, що застосовуються в клінічних дослідженнях, а також отримані з їх допомогою результати. Перспективи майбутніх досліджень ґрунтуються на отриманні повної інформації про функціонування системиTLR, також потрібна комплексна оцінка всіх її ланок. Це дозволить уточнити та локалізувати молекулярні дефекти порушень у системі вродженого імунітету, а також оцінити їхню роль у патогенезі широкого кола захворювань.

І індивідуальна сприйнятливість організму до інфекцій визначається патогенністю мікроорганізмів, факторами довкілля та станом імунної системи. Захист на місцевому рівні після інфікування здійснюється насамперед типовою запальною реакцією, яка спрямована на розпізнавання та знищення патогену та його компонентів. В- та Т-лімфоцити, що здійснюють адаптивну імунну відповідь, розпізнають патогени, використовуючи високоафінні рецептори. Однак розвиток адаптивного імунітету зазвичай відбувається досить повільно, оскільки передбачає активацію, проліферацію лімфоцитів та синтез ними білків: цитокінів та імуноглобулінів. Більш швидкий розвиток імунних реакцій забезпечується вродженою імунною відповіддю, яка розпізнає патогени за допомогою спеціальних рецепторів ширшої специфічності, ніж рецептори лімфоцитів. Ці рецептори розпізнають молекулярні структури, загальні для цілих груп інфекційних збудників, в першу чергу до них відносяться Тол-подібні рецептори (TLR). TLR взаємодіють з молекулярними структурами, які немає у людини, але присутні на патогенах . TLR широко поширені у клітинах макроорганізму. Вони індукують активацію та експресію специфічних генів, експресія яких контролює механізми, що забезпечують деструкцію патогенів, що впроваджуються. Внаслідок активації через TLR виникає широкий спектр біологічних реакцій – від індукції синтезу прозапальних цитокінів та інтерферонів (що забезпечують реалізацію реакцій вродженого імунітету) до експресії костимулюючих молекул, які сприяють активації Т-лімфоцитів та стимулюють розвиток адаптивної імунної відповіді.

Широкий спектр лігандів TLR та представленість цих рецепторів на багатьох клітинах сприяють залученню TLR до патогенезу багатьох захворювань. Дефекти в системі TLR, такі як порушення розпізнавання лігандів, експресії TLR, трансдукції сигналу, вироблення ефекторних молекул, а також поліморфізм генів TLR можуть призводити до розвитку тяжких інфекційних захворювань (сепсис, менінгіт), аутоімунних захворювань, атеросклерозу, алергопатології. Дефекти молекул, що беруть участь у трансдукції сигналу від TLR, лежать в основі підвищеної чутливості до інфекцій. Так, діти з мутацією в гені, що кодує IRAK-4-кіназу, з раннього віку страждають на важкі піогенні інфекції, викликані грампозитивними мікроорганізмами. У той же час, надмірна активація сигнального каскаду від TLR асоційована з розвитком сепсису, запальних захворювань кишечника, може викликати деструкцію тканин. Кількість виявлених зв'язків різних патологій із порушеннями у системі TLR зростає. У зв'язку з цим необхідні адекватні та надійні методи оцінки компонентів системи TLR для виявлення імунодефіцитних станів, пов'язаних з порушеннями функціональної активності TLR, які можуть бути відтворені за умов стандартної клінічної лабораторії.

Визначення експресіїTLR. Експресію TLR на поверхні клітин найчастіше визначають за допомогою імунофлуоресценції методу. Принцип цього методу полягає в тому, що в ньому використовуються мічені флуоресцентними барвниками моноклональні антитіла (МКАТ) проти CD - маркерів даного типу клітин одночасно з міченими іншим флуорохромом МКАТ до TLR, що вивчається (метод «подвійної мітки»). Як приклад наведемо короткий опис методу визначення TLR2 і TLR4 на моноцитах щодо суспензії мононуклеарних клітин, виділених з периферичної крові, наведених у роботі .

Для визначення експресії TLR2 і TLR4 на моноцитах периферичної крові виділені на градієнті фиколл-урографина мононуклеарні клітини інкубували з FITC-міченими антитілами до СD14 + , РЕ-міченими антитілами до TLR2 і TLR4 з відповідними ізотипічними С. експресії CD 14 + , TLR2 та TLR4 проводили на проточному цитофлуориметрі. Оцінювали відсоток моноцитів (CD 14 + -клітин), що несуть на своїй поверхні TLR2 та TLR4, та середню інтенсивність флуоресценції (СІФ), величину якої виражали в умовних одиницях (усл. од.) флуоресценції.

Проточна лазерна цитометріяПідготовку проб для проточної цитометрії зазвичай проводять наступним чином: клітини периферичної крові, що містять ядро, виділяють шляхом осадження еритроцитів 3% розчином желатину. Перед внесенням антитіл клітинну суспензію для дослідження експресії внутрішньоклітинних TLR попередньо обробляють фіксуючим пермеабілізуючим розчином. Вивчення експресії поверхневих TLR не вимагає обробки цим розчином, оскільки TLR1, 2, 4, 6 та 10 є переважно мембраноасоційованими. Обробка вторинними анти-мишачими антитілами, міченими FITS або РЕ, також повинна відповідати загальноприйнятим стандартам. Як ізотипічний контроль цитометричних вимірів використовують IgG-фракцію від неімунізованих мишей. Кінцева концентрація для аналізу становить 2х106 клітин/мл. Проточну лазерну цитометрію проводять на приладі з аргоновим лазером із довжиною хвилі 488 нм. Цитограми досліджуваної клітинної суспензії виводять на основі параметрів, що реєструються, малокутового світлорозсіювання (FSC) і бічного світлорозсіювання (SSC) в режимі dot-plot. Аналіз інтенсивності флуоресценції та відсотка флуоресціюючих клітин проводять у зеленій ділянці (FITS) FL1 (530 нм) та оранжевій ділянці (РЕ) FL2 (585 нм). Клітини аналізують у променях аргонового лазера при швидкості потоку 5000 клітин/с. Середню інтенсивність флуоресценції клітин виражають в умовних одиницях флуоресценції (УЄФ).

Рівень експресії генів мРНКTLRзазвичай визначають методом ПЛР у режимі «реального часу» (РВ), поєднаної зі зворотною транскрипцією з використанням специфічних праймерів. Наприклад, експресія генів TLR2 і TLR4 може бути здійснена за допомогою наступних праймерів: TLR-2 - TLR2-F1-CCTTCACTACTAGGAGAGAGAGGC, TLR2-R1 - TGGAAACG-GTGGCACAGGAC; до TLR-4 - TLR4TF6 - GAAGGGGT-GCCTCCTTTTCAGC, TLR4-R6 - GCCTGAGCAGGGTCT-ТСТССА. Рівні експресії мРНК TLR контролюють (стандартизують) геном GАPTAH (GAPDH-F1 - TGC-MTCCTGCACCACCAACT; GAPDH-F2 - YGCCTGCTTCAC- САССТТС) за рахунок подібної експресії цього гена в тканинах людського репродуктивного тракту .

В даний час за допомогою даних методів були проведені десятки досліджень у галузі вивчення Толл-подібних рецепторів при різних захворюваннях людини. Прикладом може бути робота «Експресія Толл-подібних рецепторів у носових поліпах та на клітинах периферичної крові у хворих на поліпозний риносинусит», в якій проведено порівняльний аналіз експресії рецепторів TLR і NOD-2 у тканині носових поліпів і на клітинах периферичної крові та оцінено роль цих показників у патогенезі поліпозного риносинусіту.

Дослідниками показано, що в результаті дослідження з усіх вивчених TLR і NОD-рецепторів найбільше патогенетичне значення має достовірне посилення експресії рецепторів TLR4 і TLR5 на гранулоцитах, моноцитах і лімфоцитах периферичної крові та на клітинах запального інфільтрату в носових поліпах, а також цих клітинах. Відомо, що активація вродженого імунітету, посилення експресії TLR спричиняє безліч патофізіологічних наслідків. Щодо імунопатогенезу поліпозного риносинуситу, де бактеріальна та грибкова інфекція відіграє роль тригера імунного запалення in situ, найбільш значні наслідки полягають у гіперпродукції прозапальних цитокінів та хемокінів, що є головним фактором формування клітинного запального інфільтрату. Характерна також інтенсифікація фагоцитарної та антигенпрезентуючої функції клітин макрофагально-моноцитарного ряду, що супроводжується гіперпродукцією медіаторів запалення. Як наслідок, розвивається і активація системи адаптивного імунітету, що забезпечує розгортання антигенспецифічної лімфоцитарної імунної відповіді in situ.

У роботі авторами розроблено підхід до оцінки компонентів системи TLR у здорових людей, у пацієнтів з імунопатологією (загальною варіабельною імунологічною недостатністю – ОВІН) та при гострих патологічних процесах неінфекційного генезу на прикладі гострого інфаркту міокарда – ГІМ.

Функціональну активність TLR оцінювали вироблення ФНП-α моноцитами периферичної крові людини у відповідь на ліганди TLR. ФНП-α – один з основних ефекторних цитокінів, що забезпечують розвиток запальної реакції. У запропонованому методі автори використовували мононуклеарні клітини, а не цільну кров, оскільки розчинні інгібітори TLR, цитокіни, що передбачають плазму, можуть негативно впливати на оцінку функцій TLR.

В результаті досліджень було показано, що мононуклерні клітини хворих на ОВІН характеризуються низьким приростом рівня ФНП-α у відповідь на ліганди TLR2, 6, 4 і 5 in vitro. Це може спричинити ослаблення захисних функцій організму у цих хворих при повторному інфікуванні in vivo. При розвитку гострих патологічних станів, таких як ГІМ, важливу роль відіграють клітини вродженого імунітету – нейтрофіли, макрофаги, а також прозапальні цитокіни. Їхня експресія може бути індукована при активації клітин через рецептори вродженого імунітету. При вивченні спонтанної та індукованої лігандами TLR вироблення ФНП-α мононуклеарними клітинами хворих на ГІМ, авторами було показано, що прогностичною ознакою несприятливого результату захворювання може служити додаткове збільшення вироблення ФНП-α мононуклеарними клітинами хворих у відповідь на ліганди TLR ЛПС і зимоза після розвитку ГІМ у порівнянні з індукованим виробленням ФНП-α в 1-у добу захворювання.

В роботі вивчався взаємозв'язок рівнів мРНК TLR2 та TLR4 із змінами імуноглобулінового профілю урогенітального тракту при урогенітальному хламідіозі у жінок.

Авторами було встановлено взаємозв'язок імуноглобулінового профілю та експресії мРНК рецепторів вродженого імунітету клітин цервікального каналу (ЦК) у патогенезі урогенітального хламідіозу (УГГ). Показано, що рівень IgG, IgM, IgA, slgA, а також експресія рецепторів TLR2 та TLR4 визначають та характеризують перебіг інфекційного процесу, вираженість клінічних проявів та результат захворювання.

Підвищення рівня експресії TLR2 та TLR4 у поєднанні з підвищенням локального синтезу slgA може сприяти розвитку переважно локального запалення та сприятливого результату захворювання. Як вважають дослідники, дані показники можуть використовуватися як додаткові критерії в оцінці форми хламідійного процесу та гостроти його протікання.

У роботі вивчалася роль Толл-подібних рецепторів у розвитку імунного запалення у шкірі у хворих на псоріас. Вивчення кількості та розподілу толл-подібних рецепторів TLR2, TLR4 та TLR9 у структурах шкіри проводилося імуногістохімічним методом з використанням моноклональних антитіл. Авторами встановлена підвищена експресія TLR2 та TLR4 на клітинах епідермісу та на ендотеліальних клітинах судин хворих на псоріас, за відсутності експресії TLR9. На думку авторів, це сприяє розвитку хронічних запальних реакцій.

В роботівивчалася асоціація поліморфізму в генах TLR2 та TLR9 з передчасними пологами інфекційного генезу та внутрішньоутробним інфікуванням. Поліморфні маркери у гені TLR2 були визначені у клінічному матеріалі за допомогою ПЛР, поліморфний маркер у гені TLR9 був визначений за допомогою ПЛР у режимі реального часу. Показано, що алель Arg поліморфного маркера Arg753Gln гена TLR2 був асоційований із внутрішньоутробною інфекцією. Інший аллель А поліморфного маркера A2848G гена TLR9 асоційований із терміновими пологами при урогенітальній інфекції.

В роботі зуммовані матеріали про роль Toll-подібних рецепторів (TLR) та їх лігандів у патогенезі атеросклерозу. Бактеріальні ліпополісахариди (ЛПС), які можуть взаємодіяти з TLR4, можуть індукувати формування атеросклеротичних пошкоджень в артеріальній стінці. Ризик розвитку атеросклерозу знижується при мутаційному ушкодженні TLR4. Інші мікробні ліганди та білки теплового шоку також можуть брати участь в індукції атеросклерозу. Запропоновано єдину теорію атерогенезу, згідно з якою індукція та прогресування атерогенезу є побічним ефектом взаємодії екзогенних та ендогенних лігандів з TLR .

В роботі вивчалася TLR-опосередкована функціональна активність мононуклеарних клітин периферичної крові дітей із різними формами нейтропенії. Авторами встановлено, що ліганди TLR2, TLR4, TLR5 мали підвищену стимулюючу активність на продукцію ФНП МНК дітей з вродженою нейтропенією і не впливали на МНК дітей з імунною нейтропенією. У дітей з імунною формою нейтропенії виявили значне підвищення стимульованого вироблення ІФНα у відповідь на ліганди TLR3, TLR8 та TLR9. Автори вважають, що виявлені зміни TLR-опосередкованої функціональної активності МНК у дітей з різними формами нейтропенії можуть мати істотне значення у розвитку та перебігу інфекцій у цих хворих.

В роботі визначалася експресія TLR у селезінці та лімфатичних вузлах мишей при мукозальних методах імунізації. Імунізацію мишей полікомпонентною вакциною Імуновак проводили мукозально та підшкірно. На основі отриманих даних автори вважають, що різний ступінь сенсибілізації при різних шляхах введення тих самих препаратів зумовлено вже на етапі взаємодії ліганду з TLR.

В роботі вивчалося значення експресії TLR для вибору фармакологічної корекції патології шийки матки та ендометрію. Після лікування нуклеосперматом натрію було зареєстровано підвищення частоти клітин, що експресують TLR4 та TLR9 типів у досліджуваному матеріалі, а також зниження кількості вірусу папіломи людини високого онкогенного ризику.

В роботі вивчався вплив інгібітору циклооксигенази – лорноксикаму на опосередкований TLR вироблення прозапальних та протизапальних цитокінів мононуклеарами периферичної крові здорових донорів та хворих з гострим панкреатитом. Показано, що лорноксикам пригнічує TLR-опосередковану вироблення як прозапальних цитокінів (ІЛ-1, 6, 8, 12, ФНПα), так і протизапального цитокіну ІЛ-10 цими клітинами. Застосування лорноксикаму у хворих з гострим панкреатитом на початковому етапі захворювання призводило до зниження вироблення ФНП мононуклеарами периферичної крові у відповідь на ЛПС і, отже, до зниження ефекторних функцій TLR4 і TLR1/2 у цих хворих, що зменшує ризик розвитку ускладнень.

Визначення експресії TLR та його функціональної активності є початковим етапом щодо оцінки системи TLR в людини. Для отримання повної інформації про функціонування системи TLR необхідна комплексна оцінка її ланок. Подібний підхід був сформульований раніше для оцінки імунного статусу за патогенетичним принципом: пропонувалося оцінювати різні етапи функціонування імунної системи. Подальші етапи оцінки системи TLR повинні включати аналіз всіх інших компонентів системи TLR: оцінку експресії молекул, що беруть участь у трансдукції сигналу, факторів транскрипції тощо. Це дозволить уточнити та локалізувати молекулярні дефекти порушень у системі вродженого імунітету, а також оцінити їх роль у патогені кола захворювань.

Великий внесок у вивченні цієї проблеми можуть зробити експериментальні дослідження з використанням трансгенних та генно-нокаутованих мишей з різними генними дефектами для того, щоб краще визначити вплив експресії та поліморфізму TLR на схильність до різних, у тому числі інфекційних захворювань. Представляє також певний інтерес вивчення індивідуальних шляхів, у яких використовуються специфічні адаптерні білки для кожного TLR, оскільки це має розширити наші уявлення про реакції організму на різні ліганди TLR.

Література

Симбірцев А.С. Толл-білки: специфічні рецептори неспецифічного імунітету. Імунологія 2005; 26 (6) : 368-376.
Werling D., Jungi T.W. TLR характеризує іннат і adaptive immune response. Vet. Immunol. Імунопатол. 2003; 91 : 1-12
Rakoff-Nahoum S., Paglino J., Eslami-Varzaneh F. et al. Відповідь про загальну мікрофлору в TLRs є необхідною для intestinal homeostasis. Cell 2004; 118 : 229-241.
Zarember K., Godowski P. Tissue expression human toll-like receptors and differential regulation of toll-like receptor mRNAs in leucocytes in response to microbes, its products, and cytokines. J.Immunology 2002; 168 :554-561.
Harter L., Mica L., Stocker R. та ін. Shock, 2004, 5 : 403-409.
Li Liwu Curr. Drug Targets-inflamm. Allergy, 2004, 3 : 81-86.
Vandenbulcke L., Bachert C., Cauwenberge P.V. та ін. Int. Arch. Allergy Immunol., 2006, 139 : 159-165.
Picard C., Puel A., Bonnet M. та ін. Science, 2003, 299 : 2076-2079.
Л.В.Ковальчук, М.В.Хореєва та ін. Рецептори вродженого імунітету: підходи до кількісної та функціональної оцінки TLR людини. Імунопатологія та клінічна імунологія 2008, 223-227.
М.З.Саїдов, Х.Ш.Давудов та ін. Експресія TLR у носових поліпах та на клітинах периферичної крові у хворих на поліпозний риносинусит. Імунологія, 2008, 5 : 272-278.
В.А.Алешкін, А.В.Караулов та ін. Зв'язок рівнів мРНК TLR2 та TLR4 зі змінами імуноглобулінового профілю урогенітального тракту при урогенітальному хламідіозі у жінок.
Хаїтов Р.М., Пащенков М.В., Пінегін Б.В. Біологія рецепторів уродженої імунної системи. Фізіол. та патол. Імунної системи, 2008, 6: 3-28.
Pitzurra L., Bellocchio S., Nocentini A. та ін. Антифункційна імунна реактивність у насалі поліпозіс. Infect. And Immun., 2004, 12 : 7275-7281.
Wang J., Matsukura S., Watanabe S. та ін. Удосконалення TLRs в імунному відношенні насальних поліп епітеліальних клітин. Clin. Immunol., 2007, 3 : 345-352.
Huvenne W., van Bruaene N., Zhang N. та ін. Chronic rhinosinusutis with без назову polyps: what is the difference? Curr. Allergy Asthma Rep., 2009, 3: 213-220.
Хаїтов Р.М., Пінегін Б.В., Пащенков М.В. Значення функціональної активності Толл-подібних рецепторів та інших рецепторів уродженої імунної системи у фізіології нирок. Російський фізіологічний журнал, 2007, 5: 505-520.
Меджітов R. Recognition of microorganisms and activation of immune response. Nature, 2007, 18: 819-826.
Uematsu S., Akira S. TLRs and innate immunity. J. Mol. Med. 2006, 84: 712-725.
Ковальчук Л.В., Чередєєв О.М. Актуальні проблеми оцінки імунної системи людини Імунологія, 1990, 3 : 4-7.
Катунін О.Р., Резайкіна О.В., Колиханова О.І. «Роль рецепторів, що розпізнають, в ініціації імунного запалення в шкірі хворих на псоріаз». Вісник дерматології та венерології, 2010, 5 : 84-91.
Ганковська О.А. «Дослідження асоціації поліморфних маркерів генів TLR2 та TLR9 з передчасними пологами та внутрішньоутробним інфікуванням». Медична імунологія, 2010, 1-2: 87-94.
Глінцбург А.Л., Ліходід В.Г., Бондаренко В.М. «Екзогенні та ендогенні фактори у патогенезі атеросклерозу. Рецепторна теорія атеросклерозу. Російський кардіологічний журнал 2010, 2 : 92-96.
Мамедова Є.А., Ковальчук Л.В., Фіногенєва Н.А., Половцева Т.В., Грачова Л.А., Голдирєва Н.Г., Хорева М.В., Фетісова Л.Я., Ніконов А .С. Опосередкована TLR функціональна активність мононуклеарних клітин у дітей із нейтропеніями. Мікробіологія, епідеміологія та імунобіологія, 2010, 2 : 64-68
Ахматова Н.К., Єгорова Н.Б., Ахматов Е.А., Курбатова Є.А., Семенова І.Б., Чортов І.В., Семенов Б.Ф., Звєрєв В.В. Експресія TLR у селезінці та лімфатичних вузлах при мукозальних методах імунізації. Мікробіологія, епідеміологія та імунобіологія, 2010, 1 : 50-54.
Прошин С.М., Глушаков Р.І., Шабанов П.Д, Сайковська Л.А., Семенова І.В., Тапільська Н.І. Значення експресії TLR для вибору фармакологічної корекції патології шийки матки та ендометрію. Клітинна трансплантологія та тканинна інженерія, 2011, 6 (1): 91-97.
Ковальчук Л.В., Хорева М.В., Ніконова А.С., Греченко В.В., Агапов М.А., Індраков В.А., Леоненко І.В., Горський В.А., Грачова Л. .А. Коригуюча дія інгібітору циклооксигенази на функціональний стан мононуклеарних клітин, що експресують TLR. Мікробіологія, епідеміологія та імунобіологія, 2010, 1 :45-50.

Кейбір аурулар кезінде Толл-тәрізді рецепторларди експресіясин зерттеу

5. Гуморальні фактори вродженого імунітету (білки системи комплементу, білки гострої фази, білки теплового шоку, цитокіни, антимікробні пептиди та ін.)

6. Цитокінова мережа. Класифікація та функція цитокінів.

7. Ендоцитозні, сигнальні та розчинні рецептори вродженого імунітету.

8. Секреторні рецептори уродженого імунітету.

9. Система комплементу

10. Роль білків теплового шоку та гострої фази.

11. Характеристика антимікробних пептидів та їх продуцентів.

12. Інтерферони, природа. Способи отримання та застосування.

13. Роль в. І. Мечникова у формуванні вчення про імунітет. Неспецифічні чинники захисту організму.

14. Клітинні фактори вродженого імунітету (макрофаги, нейтрофіли, природні кілери, дендритні клітини, опасисті клітини, базофіли, nk та ін.).

15. Фагоцитоз (стадії фагоцитозу, кисневий вибух та ін.)

16. Функції природних кілерів.

17. Мембранні та цитозольні рецептори вродженого імунітету (tlr, nlr, rig). Див. Відповідь 7.

18. Класифікація та характеристика дендритних клітин.

21. Антигени мікробів та клітин людини (cd, mhc). Гаптени

22. Характеристика Th1, Th2, Th17 та Treg-лімфоцитів.

23. Імунокомпетентні клітини; t- та в-лімфоцити, антигенпрезентуючі клітини.

25. Презентація антигену. Кооперація, основні засади диференціювання т-і в-лімфоцитів.

26. Форми імунної відповіді. Регулювання імунної відповіді.

27) Теорії імунітету. Генетика формування т і в-клітинних рецепторів.

28) Імунологічна толерантність, механізми

29) Клітинна імунна відповідь (цитотоксична та запальна імунна відповідь, роль цитокінів, т-хелперів і макрофагів)

30) Гуморальна імунна відповідь (роль цитокінів, Th-2лімфоцитів та в-лімфоцитів).

31) Антитіла. Класи, структура та функції імуноглобулінів.

32) Антигенні властивості імуноглобулінів, ізотипи, алотипи, ідіотипи. Повні та неповні антитіла.

33) Моноклональні антитіла. Отримання (гібридомна технологія) та застосування.

34) Генетика антитілоутворення.

35) Імунологічна пам'ять. Первинна та вторинна відповідь.

36) Мех-ми протиінфекційного (протибактеріального та противірусного) імунітету

37) Мех-ми протигельмінтного, протипухлинного та трансплантаційного імунітету.

38) Гіперчутливість негайного типу. Мех-ми виникнення, клінічна значимість.

39) Анафілактичний шок та сироваткова хвороба. Причини виникнення. Механізм. Їх попередження. Алергоспецифічна імунотерапія.

40. Механізм гіперчутливості уповільненого типу. Клініко-діагностичне значення

44. Оцінка імунного статусу: основні показники та методи їх визначення.

45. Механізми розвитку аутоімунних реакцій.

46. Практичне використання серологічних реакцій.

47. Імунологічні реакції у діагностиці інфекційних та неінфекційних захворювань.

50. Реакція пасивної гемаглютинації. компоненти. Застосування.

51. Реакція коаглютинації. Механізм, компоненти. Застосування.

53. Реакція преципітації

54. Реакції з використанням мічених антитіл або антигенів

55. Реакція зв'язування комплементу

56. Реакція нейтралізації

57. Реакція імунофлюоресценції (риф, метод Кунса)

58. Імуноферментний метод чи аналіз

59. Імунна електронна мікроскопія

60. Проточна цитометрія

61. Серологічні реакції, що використовуються для діагностики вірусних інфекцій.

62. Діагностикуми. Отримання, застосування.

63. Моноклональні антитіла. Отримання, застосування.

64 Методи приготування та застосування аглютинуючих, адсорбованих сироваток.

65 Вакцини

4.2.5.1. Імунні сироватки та імуноглобуліни

6. Цитокінова мережа. Класифікація та функція цитокінів.

Цитокіни - група розчинних пептидних клітинних медіаторів, що продукуються різними клітинами організму і відіграють важливу роль у забезпеченні фізіологічних процесів в нормі і при патології.

Властивості цитокінів:

поліпептиди середньої ММ (< 30 кД)

регулюють силу та тривалість реакцій імунітету та запалення

секретуються локально

діють як паракринні та аутокринні фактори

властивість надмірності (одні й самі цитокіни виробляються різними клітинами)

взаємодіють з високоафінними рецепторами до цитокінів на мембранах клітин

плейотропність (одні і ті ж цитокіни діють на різні клітини-мішені)

каскадність («цитокінова мережа»)

синергізм, антагонізм

Класифікація цитокінів:

Інтерлейкіни (ІЛ1-ІЛ18) – секреторні регуляторні білки імунної системи, що забезпечують медіаторні взаємодії в імунній системі та зв'язок її з іншими системами організму.

Інтерферони (ІФНα,β,γ) – противірусні агенти з вираженою імунорегуляторною дією.

Фактори некрозу пухлин (ФНОα, ФНОβ) – цитокіни з цитотоксичною та регуляторною дією.

Фактори зростання (ФРФ, ФРЕ, ТФР β) – регулятори росту, диференціювання та функціональної активності клітин.

Колонієстимулюючі фактори (ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ) – стимулятори росту та диференціювання гемопоетичних клітин.

Хемокіни (RANTES, MCP-1, MIP-1a) – хемоатрактанти для лейкоцитів.

Класифікація цитокінів за біологічною активністю:

Цитокіни – регулятори запальних реакцій:

прозапальні цитокіни (ІЛ-1, ІЛ-6, ІЛ-8, ФНПα, ІФНγ, МІФ)

протизапальні (ТРФβ, ІЛ-10, ІЛ-4, ІЛ-13).

Цитокіни – регулятори клітинної антигенспецифічної імунної відповіді (ІЛ-1, ІЛ-2, ІЛ-12, ІЛ-10, ІФНγ, ТРФβ).

Цитокіни – регулятори гуморальної антигенспецифічної імунної відповіді (ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-6, ІЛ-10, ІЛ-13, ІФНγ, ТРФβ).

7. Ендоцитозні, сигнальні та розчинні рецептори вродженого імунітету.

Особливу роль у реакціях вродженого імунітету відіграють патернрозпізнавальні рецептори (PRR, особливо Toll-подібні рецептори - TLR), компоненти мікроорганізмів, що розпізнають, і ендогенні сигнали небезпеки, які виникають в організмі. В результаті дії високоефективних механізмів вроджена імунна система визначає потенційні патогени, розпізнаючи ЛПС, пептидоглікани, ліпопептиди, флагеллін та багато інших консервативних і незмінних структурних молекул.

Щодо цього вроджену імунну систему розглядають як першу лінію захисту проти патогенних мікроорганізмів у ссавців. Одна з цілей вродженого імунітету зводиться до раннього встановлення відмінностей між патогенами та непатогенами, що особливо важливо у прикордонних тканинах (слизові оболонки травного тракту та дихальних шляхів, шкіра тощо)

Рецептори розпізнавання патерну класифікують за специфічністю до ліганду, функції, локалізації та за походженням в еволюції. За функцією вони поділяються на два класи: сигнальні та ендоцитозні.

Сигнальні рецептори розпізнавання патернувключають, наприклад, толл-подібні рецептори.

Ендоцитозні рецептори розпізнавання патернунаприклад, манозні рецептори макрофагів, необхідні для прикріплення, поглинання та процесування мікроорганізмів фагоцитами незалежно від внутрішньоклітинної передачі регуляторного сигналу. Крім патогенів, вони пізнають також апоптозні клітини.

Мембранні рецептори розпізнавання патерну

Рецептори-кінази

Вперше рецептори розпізнавання патерну були відкриті у рослин. Пізніше безліч гомологічних рецепторів було виявлено під час аналізу геномів рослин (у рису 370, у Arabidopsis - 47). На відміну від рецепторів розпізнавання патерну у тварин, які пов'язують внутрішньоклітинні протеїнкінази за допомогою адапторних білків, рослинні рецептори являють собою один білок, що складається з декількох доменів, позаклітинного, пізнає патоген, внутрішньоклітинного, що володіє кіназною активністю, і трансмембранного.

Толл-подібні рецептори

Цей клас рецепторів пізнає патогени поза клітинами або в ендосомах. Вони були вперше виявлені у дрозофіли та індукують синтез та секрецію цитокінів, необхідних для активації імунної відповіді. В даний час толл-подібні рецептори виявлені у багатьох видів. У тварин налічують 11 (TLR1-TLR11). Взаємодія толл-подібних рецепторів з лігандами призводить до індукції сигнальних шляхів NF-kB та МАР-кінази, які, у свою чергу, індукують синтез та секрецію цитокінів та молекул, що стимулюють презентацію антигену.

Цитоплазматичні рецептори розпізнавання патерну

Nod-подібні рецептори

Nod-подібні рецептори – це цитоплазматичні білки з різними функціями. У ссавців їх знайдено близько 20, і більшість з них поділяють на дві головні підродини: NOD і NALP. Крім того, до цього сімейства рецепторів відносять трансактиватор головного комплексу гістосумісності класу II та деякі інші молекули. Упізнаючи патоген усередині клітини, рецептори олігомеризуються та утворюють інфламасому, що активує ферменти протеолітичної активації цитокінів, наприклад, інтерлейкіну 1 бета. Рецептори активують також сигнальний шлях NF-kB та синтез цитокінів.

Відомі два головні представники: NOD1 і NOD2. Зв'язують два різні бактеріальні пептидоглікани.

Відомо 14 білків (NALP1 - NALP14), які активуються бактеріальними пептидогліканами, ДНК, дволанцюжковою РНК, параміксовірусом та сечовою кислотою. Мутації деяких із NALPS є причиною спадкових аутоімунних захворювань.

Інші Nod-подібні рецептори

Такі молекули, як IPAF і NAIP5/Birc1e, також індукують протеолітичну активацію цитокінів у відповідь на появу сальмонели та легіонели.

РНК хелікази

Індукують антивірусну імунну відповідь після активації вірусної РНК. У ссавців це три молекули: RIG-I, MDA5 та LGP2.

Секретовані рецептори розпізнавання патерну

Багато рецепторів розпізнавання патерну, наприклад, рецептори комплементу, колектини і пентраксини, до яких, зокрема, відноситься C-реактивний білок, не залишаються в клітині, що їх синтезує, і потрапляють у сироватку крові. Одним з найважливіших колектинів є лектин, що пов'язує маннозу; він упізнає широкий спектр патогенів, до складу клітинної стінки яких входить манноза, та індукує лектиновий шлях активації системи комплементу.