Том 26, № 2 (2023)

Антимикробная функция врожденного иммунитета реализуется с помощью низкомолекулярных пептидов, активных в отношении бактерий, грибов и некоторых вирусов. В обзоре представлены данные об исследованиях как природных, так и синтетических пептидов, касающиеся особенностей их строения и терапевтического эффекта. Как правило, молекулы таких пептидов заряжены положительно за счет радикалов аминокислот, способных к протонированию. В пространстве молекулы антимикробных пептидов организованы как α-спирали или β-слои в чистом или смешанном составе. При этом короткие цепочки, включающие до 18 аминокислотных остатков, существуют в линейной или циклической форме, оставаясь на уровне первичной пространственной структуры. Природные антимикробные пептиды преимущественно продуцируются нейтрофильными гранулоцитами и макрофагами, а также эпителиальными клетками барьерных органов. Наиболее изучены три семейства природных антимикробных пептидов: дефензины, кателицидины и гистатины. Дефензины активны в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, вирусов и грибов, обладают противовоспалительной и иммуномодулирующей активностью. Кателицидины являются хемоатрактантами и обладают антибактериальным, иммуномодулирующим, ранозаживляющим, противоопухолевым действием, при этом, могут способствовать развитию аутоиммунных заболеваний. Гистатины обладают выраженным фунгицидным действием, препятствуют биопленкообразованию бактерий. Подробное изучение строения и принципов действия природных антимикробных пептидов позволило применить эту информацию для синтеза пептидов in vitro и сделать возможным создание на их основе лекарственных препаратов разнонаправленного действия. Синтетические пептиды WR12 и D-IK8 за счет мембранной пермеабилизации обеспечивают доставку антибиотиков в инфицированные или опухолевые клетки. При этом синтетический пептид – аципенсин-1 способен сам проникать в опухолевые клетки человека без их повреждения. Иммуномодулирующий пептид глутоксим эффективно применяется при противотуберкулезной терапии. Пептид ZP2 активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора эффективен в отношении грамотрицательных бактерий K. pneumoniae, P. aeruginosa и A. baumannii, а также вируса Эпштейна–Барр. Тимические иммунорегуляторные пептиды – бестим, гепон, тимоген и имунофан являются индукторами выработки эндогенных α- и β-интерферонов, тормозят развитие злокачественных новообразований, проявляют противовоспалительную активность. Гепон используют в лечении вирусных гепатитов, респираторных и оппортунистических инфекций, синдроме крупа и инфекций передающихся половым путем (в том числе генитального герпеса). Таким образом, синтетические антимикробные пептиды широко применяются в комплексных схемах лечения наряду с традиционными антибиотиками, противовирусными, противоопухолевыми препаратами, что позволяет достигать высокого терапевтического эффекта.

Полученные результаты показывают роль резидентных Т-клеток кожи человека в патогенезе хронических ран. Изучены 20 образцов нормальной кожи человека, 10 от пациентов перенесших острую травму и 9 от пациентов с хроническими ранами, не заживающими в течение 2 месяцев. С использованием многоцветной проточной цитометрии нами выявлено, что резидентные Т-лимфоциты (CD3⁺αβ⁺ и CD3⁺γδ⁺) способны локально продуцировать биологически активные вещества, нормализовать гомеостаз кожи человека, что способствует заживлению ран. Полученные данные свидетельствуют о том, что в крови присутствуют в основном αβ⁺Т-лимфоциты (p < 0,001), γδ⁺Т-клетки, обнаруженные в ранах, являются популяцией кожи. Не обнаружено различий в соотношении резидентных T-клеток при хронических и острых ранах и здоровым эпителием. Соответственно, незаживление ран и переход в хроническую форму могут быть вызваны нарушением функции Т-лимфоцитов. CD69 регулирует секрецию γδ T-клетками факторов роста, IFNγ, IL-17 и IL-22. Относительное количество Т-клеток, экспрессирующих на своей поверхности CD69, полученных от пациентов с острой раной, достоверно увеличивалось по сравнению с нормальным эпидермисом и хронической раной (10,5%±2,3 и 7,6%±1,24 и 3,0%±1,05 соответственно(р < 0,001)). Количество клеток с фенотипом CD3⁺αβ⁺CD69⁺ достоверно не отличалось у всех трех групп сравнения. Дисрегуляция Т-клеточно-опосредованного заживления при хронических ранах вызвана сниженной продукцией IGF-1 резидентными T-лимфоцитами CD3⁺αβ⁺ (1,7%±0,9 (p < 0,001) и CD3⁺γδ⁺ (0,44%±0,02 (p < 0,001), по сравнению с T-клетками, выделенными из острых ран CD3⁺αβ⁺ (13,6%±5,6) и CD3⁺γδ⁺ (8,9%±3,1). Как αβ⁺ так и γδ⁺T-лимфоциты, выделенные из незаживающих хронических ран, практически не отвечали на стимуляцию митогенами, в отличие от клеток, полученных из острой раны и здоровой кожи. Анализ секреции исследуемых цитокинов CD69-дефицитными дермальными γδ Т-клетками in vitro показал более низкую спонтанную секрецию IL-22 (4,56%±2,3 и 23,9%±1,05 и 10,6%±1,24 соответственно (р < 0,001)) и IL-2 (0,9%±0,08 и 22,6%±2,5 и 3,9%±1,0 и соответственно (р < 0,01)). Количество γδ Т-клеток кожи секретирующих IL-17: здоровая кожа (1,4%±0,085), острая рана (11,3%±3,2) хроническая рана (31,7%±11,8) (р < 0,001)). Т-лимфоциты в хронических ранах имеют функциональные нарушения и не способны продуцировать биологически активные вещества, способствующие физиологической регенерации ткани.

Активируемые протеиназами рецепторы (PAR) относятся к семейству рецепторов, связанных с G-белками, и могут расщепляться некоторыми сериновыми протеазами с экспозицией фиксированного домена-лиганда, который связывает и активирует рецепторы, инициируя множественные сигнальные каскады. Имеются доказательства того, что некоторые протеазы могут регулировать клетки-мишени, активируя PAR, и есть много исследований, в которых показана важная роль PAR при воспалении. В одной из работ обнаружено, что ингибирование и делеция PAR2 значительно подавляют степень воспаления из-за снижения уровней IL-6 и IL-1β. Другое исследование также показало, что активация PAR может способствовать продукции активных форм кислорода и передаче сигналов MAPK, что приводит к альвеолярному воспалению. Кроме того, CAPN1 тромбоцитарного происхождения может инициировать воспаление сосудов, связанное с диабетом, посредством расщепления PAR1 и высвобождения TNFα с поверхности эндотелиальных клеток, а сарсасапогенин может ослаблять диабетическую нефропатию путем подавления PAR1. Показано, что экстракт коры Phellodendron amurense может подавлять индуцированный твердыми частицами приток Ca²⁺, что вызвано прямым воздействием на PAR2, ослабляет воспаление и поддерживает гомеостатические уровни факторов клеточной адгезии. Существуют также два других антагониста I-287 и GB88, которые могут уменьшать воспалительную реакцию, опосредованную PAR2. В настоящем исследовании мы оценивали экспрессию PAR и высвобождение IL-5, IL-6, RANTES и ECP из эозинофилов крови человека с использованием различных ферментов и агонистов PAR. Экспрессию PARs оценивали в эозинофилах крови человека с помощью проточной цитометрии и ОТ-ПЦР, а уровни цитокинов и эозинофильного катионного белка (ECP) в культивируемых супернатантах определяли с помощью наборов ELISA. Результаты проточной цитометрии показыва.т, что эозинофилы человека экспрессируют белок PAR2 и не экспрессируют белки PAR1, PAR3 и PAR4. Анализ с помощью ОТ-ПЦР выявил экспрессию генов PAR2 и PAR3 в эозинофилах человека. Триптаза, трипсин и эластаза могут индуцировать высвобождение IL-5, IL-6 и ЕСР в значительных количествах. Трипсин и эластаза также могут стимулировать секрецию RANTES, но триптаза неспособна индуцировать секрецию RANTES. Индуцированное триптазой, трипсином и эластазой высвобождение цитокинов и ЕСР из эозинофилов крови человека, скорее всего, происходит посредством активации PAR2.

С применением многоцветной проточной цитометрии проведен анализ основных субпопуляций цитотоксических Т-лимфоцитов (Тцит), выявленных на основании экспрессии CD45RA и CD62L, в парных образцах периферической крови и спинно-мозговой жидкости (СМЖ) больных рассеянным склерозом в период обострения (n = 32) и период ремиссии (n = 20), а также в периферической крови условно здоровых доноров (n = 51). При обострении РС наблюдается снижение относительного содержания CD3⁺CD4⁺ и соотношение CD4/CD8-лимфоцитов в ликворе. При периферической крови, полученной от больных РС в период обострения, были выявлены обратные зависимости между баллами шкалы EDSS и абсолютным (r = -0,430 при р = 0,014) и относительным (r = -0,502 при р = 0,003) содержанием CD45RA⁺CD62L⁺Тцит. При ремиссии РС относительное содержание CD45RA^-CD62L^-Тцит снижалось до 8,70% (6,51-11,63), что было достоверно (р = 0,005) ниже значений контрольной группы – 12,18% (10,38-15,24), хотя и не отличалось (р = 0,114) от больных в период обострения – 11,31% (8,28-13,90). Анализ образцов ликвора выявил, что при рецидиве РС имеет место увеличение (р = 0,027) уровня ЕМ Тцит до 8,16% (6,40-11,40), тогда как в период ремиссии лимфоциты данной популяции составляли 6,49% (4,51-8,39) от общего числа CD3⁺ клеток СМЖ. При обострении РС, как правило, наблюдается положительная взаимосвязь между относительным содержанием отдельных субпопуляций Тцит в СМЖ и процентным содержанием, а также концентрацией аналогичных популяций Т-лимфоцитов в периферической крови. Обратная зависимость между уровнем ЕМ Тцит, циркулирующими в СМЖ, и «наивными» клетками периферической крови может объясняться тесной связью между этими двумя популяциями Тцит и клиническими проявлениями РС (в баллах по шкале EDSS). В период ремиссии большая часть этих зависимостей нарушается. Дальнейшие исследования динамики изменения цитотоксических Т-клеток в периферической крови и спинно-мозговой жидкости помогут приблизиться к пониманию патогенеза РС, а также позволят обнаружить новые маркеры прогноза развития и течения данного заболевания.

Цель – изучить ассоциацию пролиферативной активности лимфоцитов периферической крови после перенесенной коронавирусной инфекции с постковидным синдромом и определить, может ли дисфункция клеточного иммунитета рассматриваться как его признак.

В ретроспективное когортное исследование были включены 242 пациента (56 муж, 186 жен, в возрасте 18-85 лет), перенесшие новую коронавирусную инфекцию; у 180 из них выявлен постковидный синдром, продолжающийся более 3 мес. Больные также были разделены на группы в зависимости от тяжести течения коронавирусной инфекции в острый период (ОРВИ и пневмония) и уровня бласттрансформации лимфоцитов в ответ на ФГА. Исследовали уровень пролиферативной активности лимфоцитов в ответ на ФГА и активность клеток, синтезирующих циклооксигеназу (ЦОГ) (морфологический метод оценки реакции). Контрольную группу составили 200 практически здоровых лица без признаков коронавирусной инфекции. Все больные прошли анкетирование и были обследованы у врачей различных специальностей, в зависимости от предъявляемых жалоб. Исследовали частоту коморбидной патологии, ассоциированной с иммунодефицитом по клеточному типу.

У пациентов с постковидным синдромом пролиферативная активность лимфоцитов в ответ на ФГА снижена при сравнении с контрольной группой (p < 0,01 при ОРВИ и p < 0,05 при пневмонии), активность клеток, синтезирующих циклооксигеназу одинакова во всех группах (вне зависимости от наличия постковидного синдрома). Дифференциация больных, в зависимости от наличия дисфункции иммунитета по клеточному типу (РБТЛ в ответ на ФГА ≤ 50%), позволила установить более высокую активность клеток, синтезирующих циклооксигеназу, принимающую участие в развитие воспаления и обуславливающую иммунодефицит, что находит свое клиническое проявление в активации герпесвирусной инфекции после перенесенного COVID-19. Активность клеток, синтезирующих ЦОГ, выше при ПКС, развившимся после средне-тяжелой и тяжелой формы новой коронавирусной инфекции, протекающей в виде пневмонии.

Хроническое воспаление при ПКС, ассоциированное с высокой активностью клеток, синтезирующих ЦОГ, обусловливает развитие дисфункции клеточного иммунитета, что является не только причиной развития синдрома, но и является немаловажным его признаком.

Отсутствие в списке признаков постковидного синдрома дисфункции клеточного иммунитета, приводит к снижению числа пациентов с постковидным синдромом и ошибочной трактовке полученных результатов.

Иммунная система представляет собой многомасштабный мультифизический объект, изучение закономерностей функционирования которого, в рамках системного подхода, предполагает активное использование математического моделирования. Разработка математических моделей иммунологических процессов требует решения следующих задач: построение системы уравнений, выбор содержательного критерия близости модели и данных наблюдений, идентификация и оценка неопределенности параметров, выбор оптимальной модели. В данной работе излагаются перспективные подходы, связанные с моделированием нового класса мультифизических процессов иммунной системы: миграция клеток в лимфатических узлах, лимфодинамика, гомеостатическая регуляции иммунного ответа при хронических инфекциях.

Для описания пространственно-временной динамики иммунного ответа в лимфатических узлах (ЛУ), построена математическая модель движения лимфоцитов на основе II закона Ньютона, в которой учтено действие трех видов сил. Для калибровки модели использованы эмпирические распределения трех характеристик движения лимфоцитов в ЛУ. В качестве критерия согласия между данными и предсказаниями модели использовалось расстояние Колмогорова–Смирнова между соответствующей эмпирической и модельной функциями распределения.

Предсказание характеристик течения лимфы в ЛУ с учетом разнообразия размеров, форм, структур внутренней организации ЛУ и граничных условий, является вычислительно затратным процессом. Предложен подход к моделированию лимфотока в ЛУ с замещением полноценной расчетной физической модели на искусственную нейронную сеть, обученную на наборе заранее сформированных результатов вычислений исходной модели. Использование нейронной сети позволяет на 4 порядка уменьшить время расчета некоторых характеристик ЛУ.

Проведена калибровка модели противовирусного иммунного ответа Марчука–Петрова при инфекции SARS-CoV-2. Для калибровки использовались опубликованные данные кинетики вирусной нагрузки в носоглотке инфицированных добровольцев и данные о диапазоне значений концентрации интерферона, антител и цитотоксических лимфоцитов в крови. Определены параметры, оказывающие наибольшее влияние на разные стадии развития инфекции.

Отличительным признаком хронических вирусных инфекций и онкологических заболеваний являются нарушения работы иммунных механизмов, в частности истощение T-лимфоцитов. Предложена модель для исследования параметров регуляции 4 субпопуляций истощенных Т-лимфоцитов, баланс деления и дифференцировки которых поддерживается за счет взаимодействия с дендритными клетками SIRPa⁺ PD-L1⁺ DC и XCR⁺1 DC. Оценены параметры модели для исследования влияния терапии (например, aPD-L1) на процессы поддержания гомеостаза истощенных клеток.