Экспрессия «неклассических» молекул главного комплекса гистосовместимости при ревматоидном артрите и бронхиальной астме

Полный текст

Исследование выполнено за счет средств федерального бюджета для выполнения государственного задания на научно-исследовательскую работу «Разработка новых критериев эффективности таргетной иммунотерапии тяжелых форм аллергических заболеваний на основе оценки биомаркеров клеток, участвующих в иммунном ответе на аллерген (код тематики 0415-2023-0005).

Введение

На сегодняшний день в дополнение к высокополиморфным генам «классических» MHC класса I и класса II существует множество генов «неклассических» MHC [1]. Одним из «неклассических» генов представляется HLA-E, который является членом неклассических генов HLA класса Ib и расположен в локусе главного комплекса гистосовместимости (MHC) на хромосоме 6 между HLA-A и HLA-C. Структура HLA-E практически идентична классическим молекулам HLA класса Ia с соединением тяжелой цепи с инвариантной легкой цепью b-2-микроглобулина [5]. В мировой популяции доминируют только две изоформы, совокупная частота аллелей которых превышает 99%: HLA-E*01:01 и HLA-E*01:03, которые различаются по положению 107 аминокислоты в белковой молекуле HLA-E, в HLA-E*01:01 на данной позиции находится аргинин (R), а в HLA-E *01:03 – глицин (G) [12]. На сегодняшний день до конца не изучена роль данных молекул, в особенности, при аллергических и аутоиммунных заболеваниях.

Транскрипция HLA-E была обнаружена почти во всех типах клеток, хотя экспрессия соответствующего белка на поверхности клеток в основном ограничена эндотелиальными клетками, Т- и В-лимфоцитами, моноцитами и макрофагами. Интересно, что, в то время как клетки иммунной системы экспрессируют HLA-E на высоком уровне, эндотелиальные клетки, наоборот, имеют сниженный уровень HLA-E на своей поверхности. Экпрессия HLA-E на эндотелиальных клетках усиливается после воздействия провоспалительных цитокинов, таких как фактор некроза опухли, интерлейкин-1β, интерферон γ [4, 5, 11]. Также было продемонстрировано, что другая «неклассическая» молекула MHС, HLA-G может модулировать экспрессию HLA-E. Экспрессия различных изоформ HLA-G может влиять на поверхностную экспрессию HLA-E, которая зависит от доступности пептидов, полученных из молекул HLA-G и других молекул HLA-класса I [10].

У человека MHC класса Ib молекула HLA-E играет необычную роль в распознавании NK-клетками и CD8⁺T-лимфоцитами. Комплекс из HLA-E и презентируемого пептида может связываться с ингибирующим рецептором NKG2A: CD94, экспрессированным на NK-клетках, и ингибировать цитотоксическую активность NK-клеток [1]. Но помимо NKG2A, HLA-E также может связываться с NKG2C. NKG2C экспрессируется как на NK-клетках, так и на Т-клетках, и, по-видимому, играет роль активирующего рецептора. В белке NKG2C по сравнению с NKG2A имеются некоторые аминокислотные различия, что приводит к 6-кратному снижению сродства к HLA-E NKG2C, в связи с чем взаимодействие экспрессирующей HLA-E клетки и NK зачастую приводит к ингибированию цитотоксической активности [13]. HLA-E также может связывать лидерные пептиды с белком теплового шока Hsp60sp [6], являющегося одним из аларминов и способного вызвать активацию иммунной системы, что может способствовать развитию воспалительного процесса при различных иммунопатологиях. Следовательно, представляется актуальным исследование уровня экспрессии HLA-E при различных видах иммунопатологий, в том числе при аутоиммунной патологии – ревматоидном артрите (РА) и аллергической форме бронхиальной астмы (БА).

Материалы и методы

В качестве материала для исследования использовались мононуклеарные клетки периферической крови (МНК ПК) пациентов с иммунопатологиями, находившихся на лечении в клинике иммунопатологии НИИФКИ, и соматически здоровых доноров, после подписания указанными лицами информированного согласия. МНК ПК пациентов с РА (n = 15), БА (n = 11) и условно здоровых доноров (n = 14) выделяли из периферической крови в градиенте плотности фиколл-урографина (1,077 г/мл). Затем клетки окрашивали моноклональными антителами, конъюгированными с флюорохромами: анти-CD3-APC, анти-CD4-APC-Cy7, анти-CD-14-FITC и анти-HLA-E-PerCP/Cy5. Фенотип клеток анализировали на проточном цитофлуориметре FACS Canto II (BD Biosciences, США). Анализ проводился с помощью GraphPad Prism 9.3.1, с использованием критерия Краскела–Уоллиса. Значение p (p < 0,05) считалось минимальным критерием для статистической значимости.

Результаты и обсуждение

Нами было обнаружено, что при РА увеличивается экспрессия HLA E CD8⁺, CD4⁺Т-лимфоцитах, а также на CD14⁺ (моноциты), по сравнению с пациентами с БА (рис 1, 2). Также были показаны достоверные различия экпрессии HLA E на CD8⁺Т-клетках между условно здоровыми донорами и пациентами с РА (рис. 3).

 

Рисунок 1. Экспрессия молекул HLA-E на CD8⁺Т- клетках у условно здоровых доноров и пациентов с бронхиальной астмой и при ревматоидном артрите

Примечание. * – достоверные различия по сравнению с донорами.

Figure 1. Expression of HLA-E molecules on CD8⁺T cells in healthy donors and patients with bronchial asthma and rheumatoid arthritis

Note. *, significant differences compared with donors.

 

Рисунок 2. Экспрессия молекул HLA-E на CD4⁺Т-клетках у условно здоровых доноров и пациентов с бронхиальной астмой и при ревматоидном артрите

Примечание. * – достоверные различия по сравнению с донорами.

Figure 2. Expression of HLA-E molecules on CD4⁺T cells in healthy donors and patients with bronchial asthma and rheumatoid arthritis

Note. *, significant differences compared with donors.

 

Рисунок 3. Экспрессия молекул HLA-E на CD14⁺Т-клетках у условно здоровых доноров и пациентов с бронхиальной астмой и при ревматоидном артрите

Примечание. * – достоверные различия по сравнению с донорами.

Figure 3. Expression of HLA-E molecules on CD14⁺T cells in healthy donors and patients with bronchial asthma and rheumatoid arthritis

Note. *, significant differences compared with donors.

 

В настоящее время многие исследования направлены на изучение влияния взаимодействия молекул HLA-E с ингибирующими рецепторами NKG2A/CD94 при аутоиммунных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит, аутоиммунный энцефаломиелит и другие.

NK-клетки способны уничтожать аутореактивные Т-клетки, однако при высокой экспрессии NKG2A в NK-клетках, наоборот, предотвращается этот процесс. Следовательно, блокада взаимодействия NKG2A с лигандом является эффективным подходом для лечения аутоиммунных заболеваний. Взаимодействие NKG2A с лигандом приводит к развитию иммунологической памяти и клональной экспансии аутореактивных Т-клеток, а также способствует защите активированных CD4⁺Т-клеток от лизиса NKG2A⁺ NK-клетками [7].

Также повышение экспрессии NKG2A наблюдалось в NK-клетках пациентов с болезнью Грейвса и впервые выявленным псориазом, а также у пациентов с системной красной волчанкой (СКВ) и у пациентов с ревматоидным артритом (РА), что указывает на то, что отсутствие ингибирующих сигналов может привести к гиперактивации Т-клеток и иммунологическим нарушениям [13].

Есть данные о том, что NK-клетки проявляют более высокую цитотоксическую активность против активированных CD4⁺Т-клеток, которые были получены от мышей с дефицитом Qa-1 (аналог «неклассических» молекул MHC I класса у мышей). Также было показано на мышиной модели ревматоидного артрита (РА), что блокирование NKG2A ускоряло опосредованное NK-клетками уничтожение патогенных Т-хелперов 17 (Th17) клеток, а также фолликулярных Т-хелперов (Tfh) клеток, тем самым останавливало прогрессирование заболевания [7].

Исследования, направленные на изучение экспрессии молекул HLA-G и HLA-E в бронхиальном эпителии, подтверждают гипотезу об участии этих молекул в ремоделирование ткани бронхов при бронхиальной астме. Все изоформы HLA-G экспрессировались в полностью дифференцированных HBEC (клетках бронхиального эпителия человека) у здоровых доноров и пациентов с БА, как со средней степенью тяжести, так и с тяжелой БА. Экспрессия мРНК HLA-G была значительно снижена у пациентов с БА по сравнению с со здоровыми донорами [17]. Также было показано сверхэкспрессия HLA-E в опухолевых клетках при колоректальном раке, которая была связана с ингибированием NK или CD94⁺/NKG2A⁺/CD8⁺Т-клеток, инфильтрирующих опухолевую ткань [2].

Вышеупомянутые результаты могут подтвердить участие HLA-G в пролиферации и дифференцировке эпителиальных клеток [8, 9]. Согласно литературным данным, структурное ремоделирование бронхиального эпителия и нарушение разрешения воспаления, которое наблюдается при бронхиальной астме, могут быть результатом внутренних дефектов клеток бронхиального эпителия человека, что проявляется в экспрессии изоформы «неклассических» молекул HLA-G, а не дисфункции иммунных клеток.

Таким образом, группа «неклассических» молекул главного комплекса гистосовместимости, в частности HLA-E, является перспективным направлением для дальнейшего изучения. Накопленные данные позволяют утверждать об их роли в патогенезе различных заболеваний иммунной природы. На экспериментальных моделях продемонстрированы положительные результаты, указывающие на возможные терапевтические подходы в лечении аутоиммунных заболеваний. Особый интерес представляет значение генов HLA-E при бронхиальной астме, поскольку на данный момент небольшое количество исследований подчеркивают их участие в развитии данного заболевания и пока указывается лишь их косвенное влияние.

Выводы

Было обнаружено увеличение экспрессии HLA-E на иммунокомпетентных клетках при РА, что свидетельствует о возможной роли данной молекулы в патогенезе данного заболевания.

Об авторах

Ольга Сергеевна Боева

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»; ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: starchenkova97@gmail.com

студентка ФГАОУ ВО «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»; лаборант-исследователь лаборатории клинической иммунопатологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Россия, г. Новосибирск; г. Новосибирск

В. И. Борисевич

ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: borvad2001@mail.ru

студент ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Россия, г. Новосибирск

В. А. Козлов

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Email: vakoz40@yandex.ru

д.м.н., профессор, академик РАН, заведующий лабораторией клинической иммунопатологии, научный руководитель ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

Д. В. Демина

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Email: immunology@mail.ru

к.м.н., врач-аллерголог, заведующая отделением аллергологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

А. Э. Сизиков

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Email: sizikovae@niikim.ru

к.м.н., врач-ревматолог, заведующий отделением ревматологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

Е. А. Пашкина

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Email: pashkina.e.a@yandex.ru

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории клинической иммунопатологии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии»

Россия, г. Новосибирск

Список литературы

Дополнительные файлы