Роль белков теплового шока в Т-клеточной регуляции хронического воспаления

Белки теплового шока, особенно белки семейства 60 и 70, относятся к иммунодоминантным молекулам. Пептидные последовательности микробных белков теплового шока 60 и 70 являются основными эпитопами,

стимулирующими противоинфекционный иммунный ответ.

Первым доказательством протективной роли белков теплового шока при воспалительных заболеваниях оказался тот факт, что введение экспериментальным животным с аутоиммунным адьювантным артритом БТШ-60 оказывает противовоспалительный эффект и тормозит развитие заболевания [126]. В дальнейшем регуляторный эффект микробных белков теплового шока был установлен в моделях других аутоиммунных заболеваний: при аутоиммунном энцефаломиелите, коллаген- индуцированном артрите и диабете I типа [36, 61].

Расположенные внутриклеточно белки теплового шока при воспалении и повреждении клеток могут экспрессироваться на их поверхности или выделяться во внеклеточное пространство [32, 90].

Т-клетками, это приводит к формированию регуляторных противовоспалительных фенотипов реактивных Т-клеток [27], а именно фенотипа Т-хелперов 2 типа (Th2), который продуцирует ИЛ-10 и ИЛ-4, Т 1 регуляторных клеток (Tr1), продуцирующих ИЛ-10 и ТФР-b, и CD4+CD25+ регуляторных клеток (Т рег) [3, 6, 43, 127, 138, 139]. Противовоспалительный ИЛ-10 одним из первых выделяется регуляторными клетками в очаге воспаления и является основным стрессорным цитокином, опосредующим многие иммунорегуляторные эффекты белков теплового шока. Так, преиммунизация БТШ-60 и БТШ-70 экспериментальных животных приводит к повышению числа продуцирующих ИЛ-10 Т-регуляторных клеток в очаге воспаления [139]. Установлено, что изменение фенотипа Т-клеток под воздействием белков теплового шока происходит при активации сигнала от Toll-like рецепторов (TLR). Белки теплового шока 60 или 70, которые высвобождаются из клеток во внеклеточное пространство, могут активировать регуляторные клетки CD4+CD25+, воздействуя на TLR-4 [125]. Взаимодействие белка теплового шока с TLR-2 на Т-клетках приводит к

«переключению» Th1 фенотипа на Th2 c уменьшением секреции воспалительных (ФНО-a и ИФ-g) и повышением уровня противовоспалительных цитокинов (ИЛ-10 и ИЛ-4) [98, 108, 133, 138].

Под воздействием белков теплового шока продукция противовоспалительных цитокинов увеличивается не только в Т- лимфоцитах, но также и в мононуклеарных клетках – моноцитах и дендритных клетках [45, 55]. Например, периферические Т-лимфоциты, и лимфоциты, инфильтрирующие трансплантат, а также мононуклеарные клетки периферической крови больных с хронической посттрансплантационной нефропатией могут продуцировать ИЛ-10 под действием БТШ-60 [38].

Уровень экспрессии белков теплового шока в очаге воспаления и способность белков теплового шока индуцировать продукцию ИЛ-10

мононуклеарными клетками влияют на выраженность противовоспалительного действия этих белков и могут быть обусловлены генетическими факторами [83, 135].

Интересен тот факт, что Т-клетки реактивные к белкам теплового шока были обнаружены также и у здоровых людей [100]. Установлено, что белки теплового шока могут выделяться клетками во внеклеточное пространство, а также экспрессироваться на клеточной поверхности и при отсутствии

повреждения [36]. Существующий в норме иммунный ответ на белки теплового шока необходим для поддержания иммунного гомеостаза и может принимать участие в контроле воспалительных заболеваний. Отсутствие аутоиммунного ответа на экспрессию собственных белков теплового шока, вероятно, обусловлено формированием регуляторного или толерантного фенотипа аутореактивных Т-клеток.

Протективный эффект иммунизации бактериальными белками теплового шока обеспечивается благодаря высокой степени гомологии определенных БТШ-эпитопов бактерий и человека (в основном промежуточных и C-концевых пептидов). Индукция регуляторного протективного Т-клеточного фенотипа связана только с перекрестными (гомологичными) пептидами, в то время как бактериальные (существующие исключительно у бактерий, негомологичные) эпитопы вызывают развитие воспалительного ответа [99]. Для определения факторов, способствующих детерминации перекрестно-реактивных эпитопов и формированию регуляторной Т-клеточной активности при иммунизации бактериальными белками теплового шока, необходимы дальнейшие исследования. Однако эффективность применения бактериальных белков теплового шока для профилактики и торможения аутоиммунных заболеваний в эксперименте создает предпосылки проведения иммунотерапии белками теплового шока и в клинических условиях. Клинические испытания белков теплового шока

проводятся у больных ревматоидным артритом (РА) и сахарным диабетом I типа, при которых протективный эффект этих белков наиболее изучен. Введение больным с РА препарата ОМ-89 (экстракта E.coli, очищенного от эндотоксина, который содержит БТШ-60 и БТШ-70) в одном исследовании, и dnaJP1 (пептида БТШ-40) в другом исследовании не сопровождалось развитием побочных эффектов и приводило к хорошим клиническим результатам [101, 130]. Иммуномодулирующий эффект заключался в изменении провоспалительного фенотипа Т-клеток (Th1) на противовоспалительный (Т рег).

«переключение» Th1 ответа на противовоспалительный Th2 [107]. В последние годы в экспериментальных исследованиях, главным образом, при адъювантном артрите был успешно применен метод вакцинации ДНК белков теплового шока. После однократной внутримышечной инъекции ДНК вакцины развивается клеточный и гуморальный иммунный ответ на кодируемый антиген и происходит индукция клеток памяти [56]. Показано, что вакцинация ДНК БТШ-60 и -70 активирует специфичные клоны Т- клеток, секретирующие противовоспалительные ИЛ-10 и ТФР-b и приводит к торможению аутоиммунного заболевания в эксперименте [104]. Причем вакцина БТШ-70 индуцирует ответ не только на собственные пептиды, но и на многие пептиды БТШ-60, то есть в этом случае отмечается феномен иммунологического перекреста между молекулами, не имеющими структурной гомологии [103].

Однако, для широкого клинического применения БТШ необходимы многоцентровые контролируемые исследования.