Эндогенный ретровирус человека HERV-E λ 4-1 в иммунопатогенезе аффективного расстройства

Полный текст

Работа выполнена за счет средств федерального бюджета на проведение фундаментальных научных исследований по теме «Обоснование и разработка новых технологий иммуномодуляции, стимуляции репаративных процессов и коррекции поведенческих и аддиктивных расстройств на основе использования миелоидных, лимфоидных и стволовых клеток и/или продуктов их секретома» № 122011800324-4 (2021-2023).

Введение

Разработка валидных диагностических критериев психических расстройств, основанных на выявлении нейробиологических маркеров ключевых аспектов патогенеза данных заболеваний является актуальной задачей современной медицины. Несмотря на значительное количество исследований в этой области, в настоящее время диагностика психических расстройств основывается преимущественно на феноменологических параметрах.

Наличие реципрокных взаимоотношений между нервной и иммунной системами, изменения в функционировании иммунной системы, вовлеченные в этиологию, патопсихологию и патогенез ряда психических расстройств, а также высокая степень их коморбидности с аутоиммунными, инфекционными и хроническими воспалительными заболеваниями подтверждает наличие общих для данных патологических процессов механизмов формирования патологического процесса в нервной системе [1, 5, 7, 8].

Рекуррентное депрессивное расстройство (РДР) является широко распространенным в настоящее время психическим заболеванием, связанным с нарушением функционирования в широком диапазоне сфер жизнедеятельности человека [12]. Этиология РДР сложна и обусловлена как генетическими, эпигенетическими факторами, так и факторами окружающей среды.

Несмотря на убедительные доказательства наследуемости РДР, расшифровка генетической архитектуры предрасположенности и идентификация специфических «генов уязвимости» привела к критическому пониманию того, что генетическая основа ее полигенна и является результатом аддитивного эффекта многих генетических вариантов с небольшой величиной эффекта каждого [15]. Патогенез РДР до конца не изучен, хотя моноаминергическая теория депрессии в настоящее время считается общепринятой. Кроме того, дерегуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, дисфункция гиппокампа и лобных долей вследствие нейродегенерации [11], а также нейротоксические, воспалительные и иммунопатологические процессы вовлечены в патогенез РДР [4, 10]. Многие психологические гипотезы также пытаются объяснить причины депрессии (например, гипотеза «выученной беспомощности [14]).

Таким образом, в настоящее время преобладает представление о РДР как о заболевании с полигенным фенотипом. Причем в последние годы наблюдается сдвиг парадигмы в сторону исследования эпигенетических механизмов развития депрессии.

Эндогенные ретровирусы (ЭР), относящиеся к классу мобильных элементов генома и представляющих собой провирусную форму экзогенных ретровирусов, постоянно присутствуют в геноме человека. Для обеспечения стабильности и целостности генома экспрессия ЭР обычно подавляется эпигенетическими механизмами регуляции экспрессии генов – метилированием ДНК и модификациями гистонов. Однако если механизм эпигенетического контроля нарушается, ЭР активируются и становятся транскрипционно активными [2, 9]. Было показано, что различные воспалительные процессы, воздействие γ-интерферона индуцируют экспрессию ЭР, а протеины некоторых ЭР обладают провоспалительными и иммуномодулирующими свойствами [5, 6]. Аберрантная эпигенетическая регуляция и экспрессия мобильных элементов генома рассматривается как потенциальный механизм, лежащий в основе развития различных нейроиммунных и психических расстройств, включая рассеянный склероз, расстройства аутистического спектра, шизофрению, депрессию [3, 13].

Учитывая данные о том, что в патогенез РДР, наряду с гипометилированием ДНК, вовлечено хроническое низкоградиентное воспаление, мы предположили, что аберрантная эпигенетическая регуляция активности ЭР HERV-E λ 4-1 играет важную роль в иммунопатогенезе РДР.

Целью настоящей работы было исследование зависимости уровня продукции ряда провоспалительных цитокинов мононуклеарными клетками крови больных рекуррентной депрессией от активации в них эндогенного ретровируса человека HERV-E λ 4-1.

Материалы и методы

В исследование были включены 30 больных (11 мужчин и 19 женщин) с установленным диагнозом аффективного расстройства в виде РДР (F 33,0) в возрасте 26-45 лет, с длительностью заболевания на момент включения в исследование не менее 3 месяцев, а также 30 условно здоровых доноров. Группы были рандомизированы по полу и возрасту. Протокол исследования был разработан в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2013 г. и «Правилами надлежащей клинической практики», утвержденными Приказом МЗ РФ № 200н от 01.04.2016 г. Выраженность симптоматики аффективных нарушений определяли по шкалам депрессии М. Гамильтона и А.Т. Бека, а также при проведении клинического интервью. Диагноз депрессии был установлен на основании клинических критериев МКБ-10.

Критерии включения: установленный диагноз РДР; отсутствие тяжелой сопутствующей соматической патологии.

Критерии исключения: одновременное участие в другом клиническом исследовании; несоответствие критериям включения; декомпенсированная недостаточность сердечно-сосудистой, дыхательной, гепатобилиарной, мочевыводящей, эндокринной систем; коморбидные аутоиммунные и онкологические заболевания; другие психические и поведенческие расстройства; период беременности, родов и лактации; предшествующая терапия иммуномодулирующими и иммуносупрессорными препаратами в течение 12 недель до начала исследования.

Мононуклеарные клетки периферической крови (МНК) выделяли при помощи центрифугирования гепаринизированной венозной крови на градиенте плотности фиколла 1,078 г/см³ (Lymphocyte separation medium, MP Biomedicals, LLC, Эшвеге, Германия). Клетки, собранные из интерфазы, трехкратно отмывали, ресуспендировали в полной культуральной среде и подсчитывали их общее количество общепринятым методом в камере Горяева. Экспрессию гена env ЭР человека HERV-E λ 4-1 определяли в МНК методом полимеразной цепной реакции, с использованием пар олигонуклеотидных праймеров. Положительными считали образцы с наличием в геле полосы кДНК, соответствующей ожидаемому размеру ампликона. Полученный сегмент ДНК соответствующего размера выявляли с использованием программы Image Master VDS (Software, США).

Для оценки продукции цитокинов МНК культивировали в среде RPMI-1640 (ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор», Новосибирская обл., п. Кольцово), содержащей 5% инактивированной сыворотки крови человека АВ (IV) (Новосибирский центр крови), 10 мМ Hepes (ICN Biomedicals Inc., Орора, Огайо, США), 4 × 10^-5 М 2-меркаптоэтанола (L.Oba Feinchemie, Фишаменд, Австрия), 2 Мм L-глутамина (ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор», Новосибирская обл., п. Кольцово), 40 мкг/мл гентамицина (ФГУП НПО «Вирион») в течение 24-72 часов, в зависимости от условий эксперимента. Количественное определение спонтанной продукции цитокинов in vitro проводилось «сэндвич»-вариантом метода твердофазного иммуноферментного анализа в кондиционных средах клеточных культур. В качестве индикаторного фермента использовалась пероксидаза хрена. Определение IL-1β, TNFα, и IL-6 проводили с использованием тест-системы фирмы «Протеиновый контур» (ГНЦ НИИ ОЧБ, Санкт-Петербург), изучение уровня продукции IFNγ проводили с использованием коммерческих тест-систем фирмы «Цитокин» (Санкт-Петербург), согласно прилагаемой инструкции, на иммуноферментном анализаторе «Мультискан» (TITERTEK, Финляндия) при длине волны 450 нм.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета программ STATISTICA v. 10.0 (StatSoft, США). Для оценки статистической значимости различий применялся двусторонний вариант точного критерия Фишера и U-критерий Манна–Уитни. Различия считали достоверными при р < 0,05.

Результаты и обсуждение

Больные РДР характеризовались нарушением настроения, преимущественно в сторону угнетения, изменение настроения сопровождались снижением общего уровня эмоциональной и физической активности, имело тенденцию к повторяемости. Начало отдельных эпизодов подавленного настроения в ряде случаев было связано со стрессовыми ситуациями и событиями. В структуре РДР преобладала депрессия средней степени тяжести (70%) и тяжелая (23,3%), тогда как депрессия легкой степени наблюдалась лишь в 6,7% исследованных случаев.

При исследовании экспрессии гена env ЭР HERV-E λ 4-1 у этих больных было установлено, что данный параметр определяется у 40% (12/30) больных и 3,3% (1/30) доноров (p < 0,05, двухсторонний вариант точного критерия Фишера), что согласуется с полученными нами ранее данными.

Результаты, полученные при изучении продукции цитокинов МНК больных РДР, с наличием экспрессии гена env HERV-E λ 4-1, или без таковой, представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Продукция цитокинов мононуклеарными клетками крови больных рекуррентной депрессией при активации эндогенного ретровируса HERV-E λ 4-1, Mе (Q_0,25-Q_0,75) / Table 1. Recurrent depression patient’s blood mononuclear cells cytokines production upon activation of human endogenous retrovirus HERV-E λ 4-1, Mе (Q_0.25-Q_0.75)

Исследуемый параметр, пг/мл Parameter under study, pg/mL	Больные c положительной экспрессией гена env HERV-E λ 4-1 Patients with positive expression of HERV-E λ 4-1 env gene	Больные, не экспрессирующие ген env HERV-E λ 4-1 Patients with negative expression of HERV-E λ 4-1 env gene	Референсные значения, пг/мл Reference values, pg/mL
IL-1β	9, 2 (8,0-11,3)*	6,1 (4,5-7,9)	0,0-5,0
TNFα	8,3 (6,7-9,4)	7,9 (6,7-9,0)	0,0-8,1
IL-6	6570 (5503-7254)	3340 (2750-5420)	1,5-5000,0
IFNγ	62,0 (55,2-74,3)*	49,4 (37,1-56,3)	0,0-50,0

Примечание. * – р < 0,05 (U-критерий Манна–Уитни).

Note. *, р < 0.05 (Mann–Whitney U test).

 

Полученные данные свидетельствуют о более высокой продукции IL-1β и IFNγ мононуклеарными клетками крови больных РДР, у которых была выявлена экспрессия ЭР HERV-E λ 4-1, по сравнению с больными, у которых экспрессии ЭР HERV-E λ 4-1 обнаружено не было. При изучении корреляционной зависимости экспрессии env HERV-E λ 4-1 и продукции IL-1β и IFNγ была установлена положительная корреляционная зависимость между исследуемыми параметрами (коэффициент ранговой корреляции Спирмена r = 0,74).

Таким образом, учитывая полученные нами ранее данные об иммуномодулирующих свойствах ЭР HERV-E λ 4-1, транскрипты которого, согласно данным литературы, были идентифицированы в головном мозге больных психическими заболеваниями, а также повышение продукции IL-1β и IFNγ у больных РДР с выявленной экспрессией ЭР HERV-E λ 4-1 и наличие положительной корреляции между экспрессией HERV-E λ 4-1 и повышением уровня цитокинов, вовлеченных в формирование патологического процесса в нервной системе при депрессии, установленное в данном исследовании, можно заключить, что одним из механизмов иммунопатогенеза РДР является активация ЭР HERV-E λ 4-1, стимулирующего синтез провоспалительных цитокинов.

Заключение

Так как одним из механизмов реализации биологических эффектов ЭР HERV-E λ 4-1 является выработка протеинов, обладающих иммунотропными свойствами, ассоциация экспрессии данного ретровируса с течением РДР может быть отчасти ответственна за поддержание провоспалительного статуса при этой патологии. Полученные данные обусловливают актуальность дальнейших исследований роли ЭР HERV-E λ 4-1 в патогенезе депрессии, с целью выявления возможных диагностических маркеров на основе детекции активации данного ретровируса и разработки новых патогенетически обоснованных стратегий медикаментозной коррекции данного заболевания.

Об авторах

Ирина Александровна Гольдина

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: igoldina@mail.ru

научный сотрудник лаборатории нейроиммунологии

Россия, 630099, Новосибирск, Ядринцевская ул., 14

Борис Глебович Гольдин

ФГБОУ «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: b_gold@mail.ru

к.м.н., доцент кафедры психиатрии, наркологии, психотерапии и клинической психологии

Россия, Новосибирск

Евгения Валерьевна Маркова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Email: evgeniya_markova@mail.ru

д.м.н., главный научный сотрудник и заведующая лабораторией нейроиммунологии

Россия, 630099, Новосибирск, Ядринцевская ул., 14

Список литературы

Дополнительные файлы