CC BY
157
УДК 616-092.11
РОЛЬ ИНТЕРЛЕЙКИНА-2 И ИНТЕРЛЕЙКИНА-4 И ИХ РЕЦЕПТОРОВ В ИММУНООПОСРЕДОВАННЫХ МЕХАНИЗМАХ РАЗВИТИЯ АУТОИММУННОГО ТИРЕОИДИТА
Т.С. Прохоренко1, Т.В. Саприна1, Н.В. Рязанцева1, В.В. Новицкий1, И.Н. Ворожцова12, С.Ю. Мартынова1, В.М. Резцова1, О.А. Васильева1, В.Н. Латыпова1
1ГБОУ ВПО Сибирский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России, Томск
2НИИ кардиологии СО РАМН, Томск E-mail: tatjana_sp@sibmail.com
ROLE OF IL-2 AND IL-4, AND THEIR RECERTORS IN IMMUNE MECHANISMS OF AUTOIMMUNE THYROIDITIS
T.S. Prokhorenko1, T.V. Saprina1, N.V. Ryazantseva1, V.V. Novitsky1, I.N. Vorozhtsova12, S.Yu. Martinova1, V.M. Reztsova1, O.A. Vasilyeva1, V.N. Latypova1
Siberian State Medical University, Tomsk institute of Cardiology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Tomsk
Цель исследования: оценка роли интерлейкина-2 и интерлейкина-4 и их рецепторов в иммуноопосредованных механизмах развития аутоиммунного тиреоидита. Выявлены изменения в субпопуляционном составе лимфоцитов крови и рецептирующей способности IL-2 и IL-4 лимфоцитами, указывающие на вовлечение механизмов как Th1, так и ТЬ2-иммунного ответа при рассматриваемом заболевании.
Ключевые слова: аутоиммунный тиреоидит, интерлейкин-2, интерлейкин-4, рецепторы цитокинов, лимфоциты.
The ojective of this study was to evaluate the role of IL-2 and IL-4, and their receptors in mechanisms of autoimmune thyroiditis. It was revealed changes in lymphocyte subpopulation composition of blood and the ability to express receptors to IL-2 and IL-4 using modern immunological methods of investigation. These changes indicate the severity of Th1 and Th2 immune response in this disorder.
Key words: thyroiditis, interleukin-2, interleukin-4, receptors of cytokines, lymphocyte.
Введение
Проблема аутоиммунного тиреоидита (АИТ) на сегодняшний день является актуальной для современной эндокринологии как в связи с достаточно высоким уровнем заболеваемости среди населения, так и многочисленностью органов и систем, вовлекаемых в патологический процесс в результате потери гормон-продуцирующей функции щитовидной железы (ЩЖ) и снижения в крови уровня тиреоидных гормонов [1, 5]. Кроме того, актуальность изучения проблемы данного аутоиммунного заболевания щитовидной железы обусловлена потребностью в получении новых данных о механизмах формирования и прогрессирования аутореактивных повреждений щитовидной железы с целью совершенствования методов диагностики, прогноза течения заболевания, а также подходов терапевтического воздействия.
Долгое время считалось, что в патогенез аутоиммунного тиреоидита преимущественно вовлечен ТЫ тип иммунного ответа с активацией клеточного звена иммунитета и преобладанием продукции цитокинов ТЫ профиля (в том числе интерлейкина-2 (И-2)), которые опосредуют цитотоксическое воздействие иммунокомпетентных клеток на тиреоциты и, в последующем, развитие гипофункции щитовидной железы. Однако исследования последних лет показывают, что при АИТ также реализуют свое действие ТИ2-лимфоциты, регулирующие гумораль-
ные механизмы аутоиммунного процесса (в частности посредством продукции интерлейкина-4 (1Ь-4)) [5, 8, 10, 13, 15]. На современном этапе изучения данной проблемы становится очевидным, что модель, указывающая на строгую поляризацию иммунного ответа по ТЫ пути при АИТ, требует существенного дополнения и расширения.
Целью данного исследования явилась оценка роли И-2 и И-4, а также их рецепторов в иммуноопосредован-ных механизмах развития аутоиммунного тиреоидита.
Материал и методы
В работе приведены результаты обследования 22 пациентов (средний возраст - 40+12 лет), в числе которых 17 женщин и 5 мужчин, с установленным на основании “Консенсуса по диагностике и лечению аутоиммунного тиреоидита” (2002) диагнозом хронического аутоиммунного тиреоидита: клинической картины, данных физи-кального обследования, наличия характерных ультрасо-нографических признаков, обнаружения в сыворотке больных повышенного титра антитиреоидных антител (антител к тиреопероксидазе и (или) тиреоглобулину), а также при обнаружении вышеуказанных признаков и первичного гипотиреоза (повышенного уровня тиреот-ропного гормона (ТТГ) в сочетании с нормальной или пониженной концентрацией свободных фракций три-йодтиронина (Т3) и тироксина (Т4)). Группа обследован-
Таблица 1
Содержание субпопуляций лимфоцитов у больных аутоиммунным тиреоидитом (Me(Q-Q3))
Показатели Здоровые доноры, n=30 Пациенты с АИТ, n=22
И3+-лимфоциты % 69,7, (65,94-70,9) 74,98 (74,27-75,46), р=0,003
106/л 1430, (1110-1630) 1538,59 (1362-2026,23), р>0,05
И8+-лимфоциты % 24,28, (23,93-29,48) 24,6 (22,83-27,04), р>0,05
106/л 600, (400-740) 468,47 (425,41-696,36), р>0,05
И4+-лимфоциты % 44,3, (36,16-45,55) 45,29 (43,94-52,43), р=0,037
106/л 810, (590-1000) 909,88 (880,30-1304,71), р=0,048
CD16+ CD56low-лимфоциты % 17,24, (16,66-18,92) 9,96 (8,34-11,1), р=0,001
106/л 380, (260-480) 175,45 (109,56-229,03), р=0,001
И19+-лимфоциты % 10,78, (8,47-11,62) 14,89 (12,38-15,52), р=0,027
106/л 240, (180-340) 311,46 (268,91-345,55), р=0,022
Примечание: р - статистическая значимость различий показателя по сравнению с аналогичным показателем в группе здоровых доноров; п - количество обследованных лиц.
ных лиц была сформирована из пациентов в фазе медикаментозного эутиреоза, достигнутой путем приема L-тироксина.
Определение концентраций IL-2, IL-4 в супернатантах интактных и ФГА-стимулированных клеточных культур проводили с использованием твердофазного имму-ноферментного анализа по инструкциям, предлагаемым производителем тест-систем (“ВекторБест”, Россия). Учет результатов иммуноферментного анализа осуществляли с помощью фотометра для микропланшетов “Multiscan EX” (“ThermoLabSystems”, Финляндия) при длине волны 450 нм.
Количество клеток крови, презентирующих мембранно-связанные рецепторы к IL-2 и IL-4, оценивали методом проточной лазерной цитометрии на цитометре BD FACS Cantotml1 (США) с использованием меченых моноклональных антител (МКАТ) к IL-2Ra (CD 25) и IL-4R (CD 124). После культивирования клетки отмывали фосфатным буфером (рН=7,2) и окрашивали стандартными фи-коэритрин-мечеными флуоресцирующими (А=585 нм) МКАТ к IL-2Ra и IL-4R (“Beckman Coulter”, США).
Содержание лимфоцитов, несущих CD3-, cD4-, CD8-, CDl6/CD56low-, CD19-, антигены определяли методом проточной лазерной цитометрии на цитометре BD FACS Cantotmll (США) с использованием меченых флуоресцирующих моноклональных антител BD Multitest 6-color TBNK Reagent (“BD Biosciences”, США).
Нормальность распределения проверяли с помощью критерия Шапиро-Уилки. Рассчитывали медиану (Ме) и интерквартильный размах (Q1-Q3). Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался менее 0,05, при межгруп-повом сравнении использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни. Исследование силы взаимосвязей между изучаемыми параметрами осуществляли методом ранговой корреляции Спирмена.
Результаты и обсуждение
Несомненно, активация Т-клеточного звена иммунитета вносит большой вклад в развитие аутоиммунной деструкции ЩЖ при АИТ. Аутореактивные клоны лимфоцитов (в частности Thl-лимфоциты) реализуют эффек-торные реакции против собственных клеток и тканей, что
в первую очередь отражается на функции ЩЖ [3, 9, 13]. При оценке иммунофенотипических особенностей лимфоцитов крови у больных АИТ нами отмечено повышение количества Т-лимфоцитов (СБ3+) по сравнению с контрольными значениями, в частности за счет увеличения абсолютного и относительного содержания ТИ-лим-фоцитов (СБ4+); таблица 1.
Дополнительным фактором, отягощающим развитие аутореактивного повреждения ЩЖ, вероятно, является дефицит Ж-клеток Так, в нашем исследовании зафиксировано снижение (относительное и абсолютное) содержания в крови циркулирующих Ж-клеток (СБ16+СБ56|СЖ). Предполагается, что данный феномен способствует потере иммунологического контроля над аутореактивными клонами лимфоцитов, их выживанию [11], что во многом определяет активность аутоиммунного воспаления при АИТ. Наряду с этим, активация Т-клеточного звена иммунитета может рассматриваться не только с позиции компонента иммунопатогенеза АИТ, но и как компенсаторный механизм в условиях дефекта неспецифической резистентности, связанной со снижением количества киллерных лимфоцитов.
В то же время Т-клеточная популяция лимфоцитов не является единственной, определяющей развитие АИТ. Большой вклад в развитие заболевания вносят В-клетки, роль которых в патогенезе АИТ состоит в синтезе аутоантител, способных оказывать цитотоксическое действие на фолликулярный эпителий ЩЖ [2, 3]. Результаты нашего исследования указывают на повышение абсолютного и процентного содержания В-лимфоцитов (СБ19+) по отношению к значениям в группе здоровых доноров (табл. 1), что подтверждает участие гуморального звена иммунитета в механизмах развития АИТ.
Функции медиаторов активации иммунокомпетент-ных клеток и межклеточной коммуникации выполняют цитокины. В частности, многогранное влияние на различные этапы иммунного ответа оказывают И-2 и И-4 [4, 6]. В результате иммуноферментного исследования концентрации И-2 и И-4 как в интактной культуре мононук-леарных лейкоцитов у пациентов с АИТ, так и ФГА-сти-мулированной, не было зарегистрировано отличий относительно значений данных показателей в группе контроля (табл. 2).
По результатам исследования презентации рецепто-
Таблица 2
Концентрация И-2 и И-4 в супернатантах культур мононуклеарных лейкоцитов и количество комплементарных им рецепторов на лимфоцитах крови у пациентов с аутоиммунным тиреоидитом (Ие(а-аз))
Показатели Здоровые доноры, n=30 Пациенты с АИТ, n=22
И-2 (интактная культура клеток), пг/мл 16,31, (7,78-21,99) 13,47, (13,47-19,16), р,>0,05
И-2 (ФГА-стимулированная культура клеток), пг/мл 19,16, (7,78-24,84) 13,47, (7,78-31,95), р,>0,05 р2>0,05
CD25+ (интактная культура клеток),% 23,9, (21,6-37,8) 37,2, (31,1-54,8), р,=0,027
И-4 (интактная культура клеток), пг/мл 16,09, (14,92-17,72) 16,56, (15,85-16,79), р1>0,05
И-4 (ФГА-стимулированная культура клеток), пг/мл 16,56, (15,51-18,07) 16,56, (15,04-18,77), р,>0,05 р2>0,05
CD124+ (интактная культура клеток),% 4,4, (3,8-4,5) 38,2, (11,4-66,0), р=0,001
Примечание: р - статистическая значимость различий показателя по сравнению с аналогичным показателем в группе здоровых доноров; р2 - статистическая значимость различий показателя по сравнению с аналогичным показателем в интактной культуре у пациентов с АИТ; п - количество обследованных лиц.
ра к IL-2 лимфоцитам у пациентов с АИТ количество СБ25+-лимфоцитов оказалось статистически значимо выше относительно числа данных клеток в контрольной группе (табл. 2). IL-2 играет существенную роль в патогенезе АИТ и проявляет себя как аутокринный ростовой фактор иммунных клеток (в частности, активатор пролиферации и дифференцировки Т-, В-лимфоцитов), индуктор функциональной активации лимфоцитов и моноцитов [6, 7]. С этими данными соотносится наблюдаемое в нашем исследовании повышение числа Th-лимфоцитов (CD4+) и В-клеток (CD19+) у пациентов с АИТ.
Основным эффектом взаимодействия IL-4 с комплементарным ему рецептором и последующей трансдукции сигнала в мононуклеарных лейкоцитах крови является стимуляция гуморального звена иммунитета [6, 14]. Количество лимфоцитов, презентирующих CD124, оказалось практически в 9 раз выше в группе больных АИТ по сравнению с контрольными значениями (табл. 2). Исследование выявило сильную отрицательную корреляционную связь (R=-0,68, p=0,023) между ФГА-стимулирован-ной продукцией IL-4 и количеством CD124+-лимфоцитов. Учитывая отсутствие статистически значимых различий между концентрацией IL-4 в интактной и стимулированной культуре мононуклеарных лейкоцитов при АИТ (табл. 2), можно предположить наличие снижения функционального резерва Т-лимфоцитов, связанного с продолжительной вовлеченностью данной субпопуляции клеток в иммунные реакции при АИТ.
В спектр иммунных функций IL-4, помимо стимуляции антителообразования, входит и противовоспалительное действие в результате депрессии транскрипции генов и усиления деградации мРНК-цитокинов с провос-палительными свойствами. Также некоторыми исследованиями показано стимулирующее влияние IL-4 на пролиферацию цитотоксических Т-лимфоцитов in vivo [12]. В связи с вышесказанным, увеличение количества CD124+-лимфоцитов при АИТ может расцениваться как фактор, способствующий наработке аутоантител к структурам фолликулярного эпителия, с одной стороны, и как компенсаторный фактор, ограничивающий провоспалитель-ное действие цитокинов ТЫ-профиля, с другой стороны.
Заключение
Таким образом, настоящее исследование подтвержда-
ет данные об участии как IL-2 так и IL-4 (цитокинов Th1/ Тп2-типов соответственно) и их рецепторов в механизмах развития аутоиммунного тиреоидита, а также об активации гуморального и клеточного звена иммунитета при данном заболевании. В целом, представленные данные указывают на необходимость изучения участия в патогенезе АИТ продукции и рецепции расширенного спектра цитокинов ТЫ/Тп2-профиля с целью выявления механизмов формирования и прогрессирования заболеваний щитовидной железы аутоиммунного генеза.
Исследования выполнены при поддержке Федеральной целевой программы “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009-2013 годы (ГК№ l6.740.ll.0636); “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы” (ГК№ 16.512.11.2087).
Литература
1. Болезни щитовидной железы / пер. с англ. ; под ред. Л.И. Браверманна. - М. : Медицина, 2000. - 432 с.
2. Исаева М.А., Богатырева З.И., Сучкова Е.Н. и др. Аутоантитела различных уровней специфичности и функциональности в патогенезе и диагностике аутоиммунных заболеваний щитовидной железы // Клиническая и экспериментальная тиреодология. - 2007. - Т.3, № 4. - С. 27-34.
3. Кандрор В.И., Крайнова С.И., Крюкова И.В. и др. К механизмам пролиферации и гибели тиреоцитов при аутоиммунных заболеваниях щитовидной железы // Вестник РАМН. -2006. - № 9-10. - С. 56-60.
4. Пальцев М.А., Иванов А.А., Северин С.Е. Межклеточные взаимодействия. - М. : Медицина, 2003. - 288 с.
5. Саприна Т.В., Прохоренко Т.С., Рязанцева Н.В. и др. Цитоки-нопосредованные механизмы формирования аутоиммунных тиреопатий // Клиническая экспериментальная тире-оидология. - 2010. - № 4. - С. 22-27.
6. Симбирцев А.С. Цитокины: классификация и биологические функции // Цитокины и воспаление. - 2004. - Т. 3, № 2.
- С. 16-21.
7. Фрейдлин И.С. Паракринные и аутокринные механизмы цитокиновой регуляции // Иммунология. - 2001. - № 5. -С. 4-15.
8. Bretz J.D., Baker J.R. Apoptosis and autoimmune thyroid disease: following a TRAIL to thyroid destruction? // Clin. Endocrinol.
- 2001. - Vol. 55, No. 1. - P. 1-11.
9. Cappa M., Bizzarri C., Crea F. Autoimmune thyroid diseases in children // J. Thyroid. Res. - 2011. - Vol. 2011. - P. 675-703.
10. Fang Y., Sharp G.C., Braley-Mullen H. Interleukin-10 Promotes Resolution of Granulomatous Experimental Autoimmune Thyroiditis // Am. J. Pathol. - 2008. - Vol. 172, No. 6. - P. 15911602.
11. Liu R., Van Kaer L., La Cava A. et al. Autoreactive T cells mediate NK cell degeneration in autoimmune disease // J. Immunol. -2006. - Vol. 176. - P. 5247-5254.
12. Morris S.C., Ruwe S., Scott J. et al. IL-4 regulates CD8+ T cell homeostasis in BALB/c but not C57BL/6 mice // J. Immunol. -2009. - Vol. 182. - P. 98.
13. Poncin S., Lengele B., Colin I.M. et al. Differential interactions between Th1/Th2, Th1/Th3, and Th2/Th3 cytokines in the regulation of thyroperoxidase and dual oxidase expression, and
of thyroglobulin secretion in thyrocytes in vitro // Endocrinol.
- 2008. - Vol. 149 (4). - P 1534-1542.
14. Volpe R. The immunomodulatory effects of anti thyroid drugs are mediated via actions on thyroid cells, affecting thyrocyte immunocyte signalling: a review // Curr. Pharmaceut. Desing. -2001. - Vol. 7. - P. 451-460.
15. Weetman A.P, Ajjan R.A. Cytokines and autoimmune thyroid disease [Электронный ресурс] // Hot Thyroidology. - 2002. -No. 1. - URL: www.hotthyroidology.com.
Поступила 12.09.2011
