CC BY
103
Дендритные клетки кишечника
Е.А. Грищенко
Научно-клинический консультативный центр аллергологии и иммунологии,
г. Москва
Intestinal dendritic cells
E.A. Grishchenko
Dendritic cells (DCs) within the intestinal compartments have been extensively studied and much is now known regarding their phenotype. DCs are essential modulators of the immune system as they maintain the balance between immunogenic and tolerogenic immune responses in the intestine. Gut-associated DCs play a key role in the in duction of Treg cells and maintaining immunological tolerance. Dysregulation of DCs function can result in severe intestinal inflammation. Given the pivotal role of DCs in regulating the balance between immunity and tolerance, much effort has been put into the generation of tolerogenic DCs in recent years. The efficacy of treatments for food allergy, such as oral allergen immunotherapy (OIT) or sublingual allergen immunotherapy (SLIT), might be enhanced by the use of adjuvants designed to enhance the tolerogenic properties of DCs.
Основное воздействие пищевых аллергенов осуществляется через слизистую желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), представляющую самую большую в организме человека контактирующую с окружающей средой поверхность [1] площадью 300 квадратных метров [2].
Поскольку слизистая ЖКТ, наряду со слизистой дыхательных путей, является основным местом внедрения патогенных микроорганизмов, развитие здесь эффективных иммунных реакций жизненно важно для предотвращения инфекций. С другой стороны, необходимы различные регу-ляторные механизмы, способные предотвращать развитие повреждающих воспалительных реакций на безвредные антигены (пищевые белки и синантропные бактерии). Появляется все больше доказательств, что популяции дендритных клеток (DCs), расположенные в ЖКТ, крайне важны для поддержания данного иммунологического баланса [3].
Иммунная система кишечника состоит из нескольких основных компонентов: ассоциированной с кишечником лимфоидной ткани (GALT), которая включает Пейеровы бляшки (PPs) и изолированные лимфоидные фолликулы (ILFs), и дренирующих кишечник мезентериаль-ных лимфатических узлов (MLNs) [4].
Являясь важнейшими клетками иммунной системы кишечника, DCs заслуживают отдельного внимания для понимания механизмов оральной толерантности и пищевой аллергии и создания эффективных терапевтических стратегий.
ПОПУЛЯЦИИ DCS КИШЕЧНИКА
В слизистой кишечника располагаются многие клетки семейства мононуклеарных лейкоцитов, в том числе макрофаги и DCs, и в настоящее время хорошо известно, что они играют важнейшую роль в организации иммунного ответа в кишечнике. DCs являются профессиональными антигенпрезентирующими клетками (АРС) и ключевыми модуляторами иммунного ответа благодаря своей способности презентировать антигены Т-клеткам [3].
DCs кишечника достаточно широко изучены, и в настоящее время многое известно об их фенотипах [3].
DCs располагаются по всему кишечнику, в том числе в собственной пластинке (LP) как тонкого, так и толстого кишечника, вPPs, MLNs, а также в ILFs [3].
Первоначально DCs кишечника мышей были определены как CD11c+MHC-II клетки. На основании экспрессии маркеров aE-интегрина CD103 и рецептора CX3CR1, были выделены две популяции CD11chlgh клеток [5]:
• CD11chlghCD103+CD11b+CX3CR1-(CD103+CD11b+)DCs;
• CD11chlghCD103-CD11b+CX3CR1+(CD103-CD11b+)DCs [3]. Большинство CD11chlgh DCs в LP тонкого кишечника экспрессируют CD103. Помимо LP тонкого кишечника, также данные клетки располагаются в пределах PPs, LP ободочной кишки и MLNs.
Работы Merad и соавт. показали, что CD11chighDCs отсутствуют в серозном и мышечном слоях кишечника [3].
Исследования методом иммунофлюоресцен-ции установили расположение CD103CD11cDCs в пределах LP и интраэпителиальных пространств апикальных участков ворсинок, в отличие от CD103-CD11b+DCs, которые преимущественно сосредоточены в LP [3].
В PPs располагаются: CD11chighCD103+ CD11b-CX3CR1- (CD103 + CD11b-)DCs. CD11clowCD103-CD11b+DCs определяются по всему мышечному и серозному слоям кишечника [3].
Гранулоцитарно-макрофагальный колоние-стимулирующий фактор (GM-CSF) и Flt3-лиганд (Flt3L) являются важными цитокинами, участвующими в развитии DCs. Flt3L, необходимый для образования обеих популяций DCs в LP, более важен для CD103+CD11b+DCs. В отличие от CD103-CD11bDCs, для развития популяции CD103+CD11b+DCs также требуется GM-CSF [3].
В состоянии покоя общие предшественники DCs и пре-DCs не вносят существенного вклада в развитие популяции CD103-CD11b+DCs в LP, в отличие от моноцитов, которые активно дифференцируются в данные клетки [3].
Исследования показывают, что в то время как CD103+DCs экспрессируют CCR7 и активно мигрируют в нормальных условиях, CD103-DCs являются резидентной немигрирующей популяцией [3].
Несмотря на гетерогенность, DCs обладают функциональными свойствами, которые отличают их от других клеток - в частности, они выступают в качестве ключевого связующего звена между врожденной и адаптивной иммунными системами [3].
ЗАХВАТ АНТИГЕНА И СПОСОБНОСТЬ DCS КИШЕЧНИКА К МИГРАЦИИ
Основной путь поступления антигена через эпителий кишечника обеспечивается М-клетка-ми. Но в 2001 году Rescigno и соавт. предложили иной путь, не зависимый от М-клеток. Предыдущие исследования показали, что Salmonella typhimurium, у которой отсутствовали гены инвазии, после орального введения
обнаруживалась в селезенке. Rescigno и соавт. показали способность резидентных DCs кишечника «открывать» плотные соединения между эпителиальными клетками, направлять свои дендриты в эпителий и напрямую захватывать бактерии из просвета кишечника. Поскольку DCs экспрессируют белки плотных соединений окклюдин и клаудин-1, целостность эпителиального барьера при этом сохраняется, что предотвращает развитие воспалительных реакций на бактерии, располагающиеся в кишечнике [3].
Дальнейшие исследования с использованием трансгенных мышей показали, что для формирования дендритов важнейшее значение имеет рецептор CX3CR1 [3]. Способность направлять трансэпителиальные дендриты к антигенам в просвет кишечника является особенностью CX3CR1DCs [5]. В исследованиях на мышах показано, что спустя 30-60 минут после кормления декстраном либо овальбумином (OVA) в LP кишечника определялись CD11c+ клетки, содержащие данные антигены [6].
Хотя CD103DCs не направляют дендриты между эпителиальными клетками, они захватывают антигены из бокаловидных клеток, которые выступают в качестве канала между просветом и слизистой кишечника. Кроме того, CD103+DCs могут захватывать транспортируемые через кишечный эпителий антигены трансцеллюляр-ным, парацеллюлярным путем или с помощью М-клеток [7].
Итак, DCs кишечника захватывают антигены либо из просвета кишечника, либо с помощью специализированных M-клеток и презентируют их наивным Т-клеткам в PPs или дренирующих кишечник MLNs [1]. Фактически, способ поглощения антигена зависит от его природы. Твердые частицы в основном доставляются в GALT путем трансцитоза через M-клетки, в то время как растворимые антигены индуцируют оральную толерантность после захвата DCs
[4].
CD103+DCs, мигрирующие из LP в MLNs, ответственны за доставку и распознавание антигенов в GALT. При этом DCs лимфоидной ткани кишечника, экспрессирующие CD103, никогда не поступают в циркуляцию за пределы MLNs
[4].
Популяция CD103+DCs отличается от CX3CR1-экспрессирующей популяции LP. Данные клетки по-разному реагируют на факторы роста и имеют разные скорости жизненных циклов, что свидетельствует о различии их предшественников. Schulz и соавт. показали, что у мышей, лишенных CX3CR1, основной мигрирующей в MLNs популяцией являлись CD103DCs LP. По сравнению с CX3CR1highDCs, CD103+DCs гораздо более мощно индуцируют Т-клеточные ответы в кишечнике, что подчеркивает их важность. CX3CR1DCs экспрессируют значительно более низкие уровни aldha1a2 и в результате оказываются неэффективными для активации CCR9 на Т -клетках. Также данные популяции отличаются по способности продуцировать ретиное-вую кислоту (RA) [3].
Миграция DCs из LPs в MLNs зависит от хемокинового рецептора CCR7 [4]. Ухудшение миграции DCs в MLNs у мышей, не имеющих CCR7, приводит к нарушению индукции толерантности к оральным антигенам, поэтому важность непрерывного переноса антигенов в MLNs для поддержания целостности слизистых доказана. Дополнительно это было подтверждено Varol и соавт., которые установили, что когда у мышей обнаруживались только CD103-CX3CR1+DCs, они были более восприимчивы к развитию индуцированного колита [3].
CD103+ DCS И КИШЕЧНЫЙ ХОМИНГ Т-КЛЕТОК
CD103DCs в MLNs обладают уникальным свойством индуцировать кишечный хоминг (возвращение клеток в кишечник). Эти клетки отвечают за повышенную экспрессию CCR9 и a4ß7 в CD8+ Т-клетках. Данные маркеры важны для активной миграции клеток в периферические нелимфоидные ткани. После орального воздействия антигена и совместного культивирования CD103+DCs MLNs и Т-клеток наблюдается индукция экспрессии CCR9 и a4ß7. Напротив, после интраперитонеальной инъекции антигена CD103DCs не способны индуцировать экспрессию CCR9 и a4ß7 в Т-клетках [3].
Было показано, что метаболит витамина А RA отвечает за индукцию экспрессии CCR9 и a4ß7 в Т-клетках. Превращения RA зависят от ретиналь-
дегид-дегидрогеназы-2 (RALDH2), которая экс-прессируется в DCs MLNs, а также в стромальных ^eTKax.CD103+DCs MLNs и LP экспрессируют гораздо более высокие уровни фермента, чем CD103- DCs. В то время как CD103-DCs MLNs сохраняют способность примировать CD4+ и CD8+ клетки, им не достает способности индуцировать кишечный хоминг наивных Т-клеток, что отражает уникальность популяции CD103DCs
[3].
Для полной реализации способности индуцировать кишечный хоминг Т-клеток GALT-ассо-циированным DCs в MLNs необходимы негемо-поэтические стромальные клетки. Следует отметить, что стромальные клетки периферических лимфатических узлов не способны инициировать кишечный хоминг Т-клеток. Стромальные клетки MLNs продуцируют высокие уровни ферментов, участвующих в метаболизме RA. Также стромальные клетки MLNs (но не дренирующих кожу лимфатических узлов) поддерживают генерацию Foxp3+ регуляторных Т-клеток (Tregs). Таким образом, специфическое микроокружение кишечника и синергическое взаимодействие стромальных клеток и DCs в MLNs играют решающую роль в индукции кишечного хоминга Т-клеток и ассоциированных с кишечником Tregs [4].
РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА С ПОМОЩЬЮ DCS
Для поддержания местного иммунного гоме-остаза, предотвращения аутоиммунных заболеваний и контроля воспаления иммунная система использует ряд регуляторных механизмов [3]. Развитие оральной толерантности зависит от клональной анергии и делеции Т-клеток, а также активации антиген-специфических Tregs [1]. Tregs рассматриваются в качестве первичных «медиаторов» периферической толерантности и крайне важны для профилактики хронических воспалительных заболеваний [3].
Отсутствие всех лимфатических узлов и PPs у мышей приводит к потере оральной толерантности, которая может быть восстановлена с помощью специально индуцированной формации MLNs. Аналогичным образом, хирургическое удаление MLNs у мышей блокирует индукцию оральной толерантности. Эти дан-
ные свидетельствуют о том, что иммунная система кишечника и особенно MLNs играют основную роль в индукции оральной толерантности [4].
Одной из стратегий по предотвращению воспаления в ЖКТ является расположение в нем DCs [3]. Поглощение антигена DCs в LP является критическим моментом в индукции толерантности к растворимым антигенам в тонком кишечнике [4], поскольку DCs кишечника играют ключевую роль в активации Tregs [1].
Было показано, что DCs эффективно поглощают экзосомы. Экзосомы, содержащие МНС-II и антигенные пептиды, способны индуцировать толерантность у мышей-реципиентов после выделения из сыворотки животных, которых кормили данным антигеном [4].
Первоначальные эксперименты показали, что способностью индуцировать образование Tregs обладают незрелые или частично зрелые DCs, в то время как зрелые DCs активируют различные эффекторные популяции Th-клеток, в зависимости от стимулов, создаваемых специфическим микроокружением. Однако результаты последующих исследований демонстрируют, что при определенных условиях полностью зрелые DCs также способны индуцировать Tregs [8].
Резидентные DCs слизистой кишечника, управляющие дифференцировкой Tregs, характеризуются экспрессией CD11c и CD103 [1]. Iliev и соавт. показали, что CD103DCs индуцируют толерантность и кишечный хоминг, защищая от экспериментально индуцированного колита у мышей. Толерогенный эффект CD103DCs дополнительно был подтвержден тем, что при целиакии число CD11c+CD103+DCs в зонах поражения снижено [3]. Сенсибилизация к арахису также сопровождается уменьшением числа CD103+DCs [5]. В исследованиях показано, что увеличение числа CD103+ DCs в кишечнике способствует формированию оральной толерантности к OVA и уменьшению симптомов мальабсорбции. Также в исследованиях продемонстрирован протектив-ный эффект CD103+ DCs в отношении пищевой аллергии при воздействии суперантигена или длительном поступлении антигена оральным путем [9].
Установлено, что перенос антигена из LP в MLNs с помощью CD103+DCs является ключевым событием для индукции системного эффекта оральной толерантности [6].
Механизмы, используемые DCs для поляризации Tregs при индукции периферической толерантности, являются важной областью исследований. Для индукции Tregs DCs используют большой арсенал растворимых и костимулятор-ных молекул. Так, в нормальных условиях мигрирующие CD103+DCs способствуют образованию аллерген-специфических Tregs из наивных Т-клеток с помощью TGF-p, RA и фермента индо-ламин-2,3-диоксигеназы (IDO) [8].
Продуцируемая CD103+DCs RA играет важную роль для ускорения индукции индуцибель-ных Tregs (iTregs) [3]. Как известно, RA подавляет экспериментально вызванное воспаление кишечника (илеит) путем восстановления баланса между провоспалительными Th17-клетками и iTregs у мышей [4]. Предварительная инкубация DCs с синтетическим ингибитором RA предотвращает индукцию iTregs [3].
Было показано, что ретиноиды желчи оказывают влияние на ретинол-метаболизирующую активность CD103DCs тонкого кишечника мышей, повышая способность генерировать эффекторные Т-клетки, участвующие в кишечном хоминге, и индуцировать образование Foxp3+ Т-клеток [5].
Эксперименты на мышиных моделях показали, что присутствие RA в провоспалительной среде может подавлять толерантность и способствовать воспалительной реакции [5]. Следовательно, регулирование дифференциров-ки Т-клеток с помощью RA зависит от сопутствующих сигналов, которые, в конечном счете, определяют направление иммунного ответа в сторону толерогенного либо воспалительного [1].
Сообщается о роли IDO в опосредованной CD103+DCs индукции iTregs. Показано, что CD103+DCs (но не CD103-DCs) экспрессируют IDO, ингибирование которой приводит к снижению образования CD4+FoxP3+ Tregs и усилению пролиферации Т-клеток. Генетическая делеция IDO приводит к увеличению числа провоспали-тельных Th1- и Th17-клеток, а деплеция IDO блокирует индукцию Tregs и вызывает обострение колита у мышей [3].
Способность DCs кишечника содействовать дифференцировке Tregs также обеспечивается интестинальными эпителиальными клетками (IECs), которые экспрессируют RALDH2. От продукции TGF-p и RA за счет IECs зависит диф-ференцировка DCs, индуцирующих Tregs [1].
Отмечено, что различные штаммы и виды молочнокислых бактерий регулируют активацию и созревание DCs, но только некоторые пробио-тические штаммы приводят к образованию Tregs за счет DCs. В одном из исследований число CD103+ DCs было увеличено путем стимуляции Lactobacillus paracasei L9 как in vivo, так и in vitro. In vitro данная стимуляция ассоциировалась с более высоким уровнем экспрессии RALDH2. Управление CD11с+CD103+DCs и частично зрелыми DCs посредством пробиотиков является важным моментом в предупреждении антиген-специфических иммунных реакций [9].
Также поддержание толерогенного микроокружения DCs обеспечивается иммуносупрессивным цитокином IL-10 и индукцией его продукции T-клетками [1].
Новые данные свидетельствуют о том, что взаимодействие лектиновых рецепторов С-типа (CLRs) DCs и антигенов может обеспечить стратегию для развития оральной толерантности к пищевым продуктам. Это подтверждается исследованиями Yufeng Zhou и соавт. [10].
В своих экспериментах Zhou и соавт. использовали две группы мышей. В течение нескольких недель первую группу кормили немодифициро-ванной формой бычьего сывороточного альбумина (BSA), вторая группа получала маннозилиро-ванный BSA (BSA, ковалентно связанный с остатками маннозы). После периода сенсибилизации в качестве провокации мыши получали большие дозы немодифицированного BSA. В результате оказалось, что при воздействии BSA мыши первой группы (получавшие немодифици-рованный BSA в течение периода сенсибилизации) развивали серьезные аллергические реакции с высоким уровнем IgE, а мыши второй группы (которых кормили маннозилированным BSA) имели относительно низкий уровень IgE, пониженное высвобождение гистамина и не развивали тяжелых аллергических реакций. Ученые установили, что это DCs кишечника более активно осуществляют эндоцитоз маннозилированно-
го BSA и что за его распознавание и связывание отвечают CLRs [10].
Zhou и соавт. показали, что применение DCs, экспрессирующих CLRs SIGNR1 и содержащих маннозилированный BSA, приводило к поразительному увеличению экспрессии IL-10, обладающего иммуносупрессивными свойствами. Также Zhou и соавт. определили, что культивирование Т-клеток с SIGNRl-экспрессирующими DCs, подвергшимися действию маннозилированного BSA, приводило к дифференцировке Т-клеток в Tregs 1 типа с увеличением уровня экспрессии IL-10 и IFN-Y. Инкубация DCs с блокирующими анти-SIGNR1 антителами приводила к подавлению повышенной экспрессии IL-10 и IFN-Y Т-клетка-ми [10].
В отличие от супрессивной функции CD103+DCs, CD103-DCs, выделенные из MLNs, ассоциированы с продукцией провоспалительных цитокинов. Например, при стимуляции липополи-сахаридом (LPS) CD103- DCs вырабатывают TNF-a и IL-6 в высоких концентрациях [3]. CD103XD11b+CX3CR1inzDCs индуцируют дифференцировку провоспалительных IFN-Y- и IL-17-продуцирующих эффекторных Т-клеток. Введение Flt3L приводит к индукции экспрессии CD103 на CD103DCs и превращению этих клеток из провоспалительных в толероген-ные CD103+DCs [4].
Показано, что воспаление подавляет толероген-ную способность популяции CD103+DCs в MLNs. Этот эффект опосредован подавлением генов tgfp2 и aldh1a2 в DCs. У мышей с колитом способность CD103+DCs MLNs индуцировать FoxP3+ Tregs была нарушена, и данные DCs обладали усиленной способностью примировать IFN-Y продуцирующие Т-клетки. Также было обнаружено, что при колите экспрессия CD103 резидентными DCs кишечника утрачивается [3].
Таким образом, локальное микроокружение и провоспалительные/противовоспалительные стимулы могут существенно влиять на фенотип и функции DCs кишечника [4].
Помимо DCs кишечника, в формировании оральной толерантности принимают участие DCs других органов ЖКТ.
Ряд данных подтверждают, что печень выступает в качестве «толерогенной» области для кишечных антигенов. Анатомически печень является
конечной точкой доставки крови по воротной вене непосредственно из кишечника. Печень обогащена специализированными АРС, которые в первую очередь вовлекаются в индукцию толерантности. К ним относятся клетки Купфера и обычные DCs печени. Плазмоцитоидные DCs ^DCs) печени играют особую роль в индукции системной толерантности к оральным антигенам путем инициации анергии антиген-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток [4]. Smit и соавт. показали, что увеличение числа DCs перед воздействием арахиса ингибирует продукцию специфических к арахису IgE, дегрануляцию тучных клеток и продукцию ТЬ2-цитокинов. Считается, что данный защитный эффект связан с увеличением популяции рDCs [5]. Эти данные подтверждают, что pDCs представляют уникальную популяцию DCs с внутренним толерогенным потенциалом [8].
В селезенке и периферических лимфатических узлах, располагающихся за пределами печени, резидентные DCs даже при отсутствии костиму-ляции могут индуцировать местную и системную толерантность к антигенам посредством инициации анергии эффекторных Т-клеток или индукции Tregs, но менее эффективно, чем GALT-ассо-циированные DCs. Вполне вероятно, что именно кишечные DCs играют ключевую роль в индукции системной толерантности [4].
РОЛЬ DCS В ИНДУКЦИИ ТО2-ДИФФЕ-
РЕНЦИРОВКИ И РАЗВИТИИ ПИЩЕВОЙ АЛЛЕРГИИ
Иммунная система ЖКТ подвергается воздействию разнообразных пищевых продуктов, однако лишь небольшое число данных воздействий индуцирует сенсибилизацию и развитие симптомов аллергии. Известно около 400 пищевых аллергенов, представляющих 71 семейство белков [1]. Самыми распространенными продуктами, вызывающими аллергию, являются коровье молоко, куриное яйцо, арахис, лесные орехи, рыба, моллюски, пшеница и соя [10]. В связи с тем, что в подавляющем большинстве случаев пищевая аллергия вызывается такой небольшой группой белков, можно предположить, что данные белки обладают определенными свойствами, объясняющими их аллергенность. Одно из объяснений может заключаться в том, что данные пищевые продукты действуют как адъюванты и стимули-
руют DCs инициировать аллерген-специфическую ^2-дифференцировку [1].
Активация DCs, ведущая к ТЬ2-опосредован-ным иммунным ответам, имеет решающее значение для развития аллергии [11].
Большое число исследований по изучению фенотипов и функций DCs было проведено на мышиных моделях пищевой аллергии. О фенотипах и функциях DCs при аллергии у человека известно немного [1].
Отмечено, что основной аллерген арахиса гли-копротеин Ara h 1 стимулирует DCs человека, индуцируя дифференцировку наивных Т-клеток в ^2-клетки. Ara h 1 связывается CLRs DC-SIGN. Дегликозилированный Ara h 1 не приводит к преобладанию ^2-ответа, демонстрируя, что связывающие аллерген углеводные структуры выступают в качестве адъюванта для активации Th2-ответа. Другие исследования показали, что глико-зилирование белков усиливает их захват DCs и иммуногенность Т-клеток, а также способность индуцировать дифференцировку ^2-клеток. Инкубация DCs с трисахаридами подавляет продукцию Th1-индуцирующего цитокина IL-12, что позволяет объяснить преобладание ^2-ответа, вызванного данными гликанами. Отмечено, что негликозилированный белок арахиса активирует экспрессию RALDH2 миелоидными DCs человека (mDCs) [1].
Таким образом, биохимические особенности пищевых аллергенов позволяют им выступать в качестве ^2-адъювантов [8].
Изофлавоны являются противовоспалительными молекулами, обнаруживаемыми в сое. В мышиной модели аллергии на арахис оральное применение изофлавонов уменьшало аллергические симптомы, вызванные арахисом. Кроме того, в организме человека изофлавоны ингибируют индуцированное холерным токсином (CT) созревание DCs MLNs и уменьшают продукцию Th2-цитокинов в культурах CT-примированных DCs и CD4+ наивных Т-клеток. Иммуносупрессивная способность изофлавонов может объяснить тот факт, что соя является менее аллергенным продуктом, чем арахис, в то время как белки данных продуктов содержат во многом гомологичные аминокислотные последовательности [1].
Важность DCs в развитии индуцированной пищевыми аллергенами аллергической реакции
была показана с помощью адоптивного переноса DCs от мышей с аллергией на коровье молоко наивным реципиентам. При этом, несмотря на отсутствие предшествующей иммунизации, у мышей-реципиентов развивались специфические IgE- и IgG-ответы на коровье молоко. Та же группа исследователей сообщила, что DCs мышей с аллергией на коровье молоко были более устойчивы к апоптозу, индуцированному специфическими к коровьему молоку CD4+ Т-клетками, чем DCs мышей группы контроля. В другой мышиной модели аллергии было замечено, что культивирование резистентных к апоптозу DCs мышей с аллергией (после адоптивного переноса наивным сингенным реципиентам) с наивными Т-клетками приводило к ^2-дифференцировке и индукции аллерген-специфических IgE-ответов. Эти данные позволяют предположить, что резистентность к апоптозу является особенностью DCs, что вносит свой вклад в развитие IgE-опосредованной аллергии [1].
Хорошо известно, что изолированное оральное введение антигена не приводит к аллергической сенсибилизации и способствует формированию иммунологической толерантности [12]. В мышиных моделях пищевой аллергии показано, что аллергическая сенсибилизация к пищевым антигенам, поступающим оральным путем, требует наличия специфических адъювантов, таких как CT или стафилококковый энтеротоксин B (SEB). Детальные механизмы, с помощью которых данные адъюванты способствуют ^2-сенсибилиза-ции, не до конца понятны, но DCs кишечника играют ключевую роль в данном процессе [8].
В одном из исследований на мышиной модели пищевой аллергии были проанализированы изменения популяций DCs кишечника после изолированного воздействия CT и комбинации CT с экстрактом арахиса. Увеличение числа DCs осуществлялось путем применения Flt3L in vivo. Сенсибилизация к экстракту арахиса сопровождалась смещением популяций DCs кишечника преимущественно в пользу CD11bDCs [11]. В основном указанные эффекты были индуцированы за счет СТ, поскольку ответы на изолированный СТ и комбинацию СТ с арахисовым экстрактом оказывались сопоставимы [1]. Существенных изменений числа pDCs не наблюдалось. Применение Flt3L приводило к увеличению чис-
ленности всех популяций DCs и торможению манифестации аллергии, включая производство ^2-цитокинов, специфических к арахису IgE и дегрануляцию тучных клеток. Истощение pDCs подавляло Flt3L-индуцированное ингибирова-ние IgE-ответов и дегрануляцию тучных клеток [11].
В другом исследовании оральное применение CT приводило к увеличению численности CD11c+ популяции в MLNs. CT индуцировал селективную миграцию CD11c+CD11b- DCs и созревание всех популяций DCs. Также CT индуцировал усиление экспрессии Jagged-2 и OX40L в DCs MLNs [12].
Молекула OX40L опосредует преобладание ^2-ответа и считается важным индуктором сенсибилизации к пищевым аллергенам. Применение нейтрализующих анти-OX40L антител полностью подавляет CT-индуцированный ^2-ответ. В связи с этим генетические модификации OX40L или внешние факторы, которые модулируют экспрессию OX40L, могут иметь решающее значение для развития аллергической сенсибилизации, а не толерантности при пищевой аллергии у человека [7].
DCs лимфоидных органов экспрессируют белок TIM-4, а Т-клетки - его лиганд TIM-1. Данные молекулы считаются критическими регуляторами ^2-дифференцировки. В мышиной модели пищевой аллергии (с использованием в качестве адъювантов OVA и SEB) была обнаружена активация TIM-4 и других костимулирующих молекул в DCs слизистой кишечника. Блокада TIM-4 или его лиганда TIM-1 сдерживала Th2-дифференцировку и развитие аллергического воспаления в кишечнике. Схожие результаты были получены в другом исследовании, в котором в качестве антигена использовался арахис, а в качестве адъюванта - СТ. СТ индуцировал активацию TIM-4 в DCs, что имело важное значение для инициации специфических к арахису Th2-ответов и развития аллергии и зависело от экспрессии TLR4 в DCs. Доказательства важности TIM-4 для индукции аллергического ответа также были получены и у человека [1].
Лектин галектин-9 (Gal-9) представляет собой лиганд TIM-3 и подавляет Th1- и Th^-дифферен-цировку [1]. Было показано, что Gal-9 активирует DCs и способствует их созреванию. В исследовании Chen и соавт. было показано, что экспрессия
Рисунок 1. Предположительные механизмы, с помощью которых DCs кишечника могут способствовать сенсибилизации к пищевым аллергенам [1].
Слой эпителиальных клеток (EC) формирует барьер между полостью кишечника и ассоциированной с кишечником лимфоидной тканью (GALT). Дендритные клетки (DCs), а также наивные Т- и В-клетки располагаются в лимфоидных фолликулах. Пищевой аллерген (FA) может быть транспортирован из просвета кишечника в лимфо-идные фолликулы специализированными М-клетками, где будет встречен DCs Пейеровых бляшек или мезентери-альных лимфатических узлов, либо может быть напрямую захвачен DCs из просвета кишечника. В обоих случаях пептиды пищевых аллергенов будут представлены DCs GALT-резидентным наивным Т-клеткам. Распознавание DCs пищевых аллергенов с помощью CLRs или других паттерн-распознающих рецепторов (PRRs) может привести к снижению TLR-индуцированной продукции IL-12, а также к снижению активности ÖX40L и/или TIM-4. Эпителиальные клетки также могут быть вовлечены в распознавание пищевого аллергена с помощью PRRs, что может приводить к высвобождению тимического стромального лимфопоэтина (TSLP), который индуцирует экспрессию ÖX40L в DCs. ÖX40L и TIM-4 DCs связываются с ÖX40 и TIM-1 на наивных Т-клетках, соответственно. В совокупности эти факторы могут способствовать индукции аллерген-специфических Th2-ответов к пищевым аллергенам за счет DCs. Кроме того, эпителиальные клетки и DCs кишечника экспрессируют ретинальдегид-дегидрогеназу-2 (RALDH2) и, таким образом, продуцируют ретиноевую кислоту (RA), повышающую кишечный хоминг интегрина a4ß7 в Т-клетках. TCR - Т-клеточный рецептор [1].
Gal-9 в IECs слизистой двенадцатиперстной кишки, индуцированная триптазой тучных клеток, у взрослых пациентов с пищевой аллергией повышена. Используя мышиную модель, было показано, что после лечения мышей, чувствительных к OVA, анти-Gal-9 антителами отмечается снижение маркеров аллергической гиперчувствительности (специфических IgE, IL-4, тучных клеток, эозинофилов). Таким образом, авторы пришли к выводу, что Gal-9, вырабатываемый IECs,
способствует поддержанию аллергического «статуса» в кишечнике [5].
Также было показано, что и IECs человека экспрессируют TSLP, который поддерживает Th2-индуцирующую способность DCs кишечника. TSLP-активированные DCs примируют наивные Th-клетки для последующей продукции IL-4, IL-5 и IL-13. Индукция Th2-клеток за счет TSLP-стимулированных DCs зависит от OX40L [1]. TSLP непосредственно индуцирует экспрессию
-
OX40L в DCs. TSLP-активированные DCs могут способствовать генерации ТЬ2-иммунного ответа при отсутствии IL-12 [8]. Таким образом, в организме человека естественный ТЬ2-адъювант TSLP, по всей видимости, действует посредством того же механизма, что и экспериментальный адъ-ювант СТ в мышиных моделях пищевой аллергии [1].
В отличие от перечисленных регуляторов, способствующих ТЬ2-дифференцировке и сенсибилизации к аллергенам, продукция DCs Thl-инду-цирующего цитокина IL-12 может существенно ингибировать оральную сенсибилизацию к арахису, даже при применении СТ в качестве адъюванта. По сравнению со здоровыми мышами, у мышей с дефектом выработки IL-12 DCs развивались более сильные IgE-специфические ответы и более серьезные аллергические реакции. Нейтрализация IL-12 с помощью специфических антител также приводила к повышению вероятности развития пищевой аллергии. Ингибирующее влияние IL-12 на аллергический ответ также было показано в исследовании, в котором мышиные DCs, активированные экстрактом арахиса, были культивированы с Т-клетками, выделенными от сенсибилизированных к арахису мышей, в присутствии либо в отсутствии убитых нагреванием Escherichia coli (HKE). Добавление HKE приводило к снижению продукции ТЬ2-цитокинов и повышению уровня Th1-цитокина IFN-Y. Данные эффекты были опосредованы HKE-индуцированной активацией TLRs. Применение антител, нейтрализующих IL-12, частично отменяли эффекты HKE [1].
На рисунке 1 отражены предположительные механизмы, с помощью которых DCs кишечника могут способствовать сенсибилизации к пищевым аллергенам [1].
РОЛЬ DCS В ТЕРАПИИ ПИЩЕВОЙ АЛЛЕРГИИ
Пищевая аллергия трудно поддается лечению с помощью специфической иммунотерапии (SIT) из-за серьезных, а иногда и опасных для жизни побочных эффектов, особенно при проведении подкожной аллерген-иммунотерапии. Тем не менее в последние годы определенный успех был достигнут за счет проведения оральной (OIT) или сублингвальной аллерген-иммунотерапии (SLIT), приводящих к десенситизации и в некоторых слу-
чаях к развитию толерантности к пищевым продуктам. Многочисленные исследования показали, что аллерген-специфические Tregs играют ключевую роль в механизме SIT. Хотя немного известно о роли DCs в SIT, они крайне важны для индукции Tregs [1]. Появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что DCs являются важными клетками-мишенями при SLIT [13].
DCs эпителия ротовой полости в основном представлены клетками Лангерганса (LCs), обеспечивающими поддержание толерантности в тех участках организма, которые подвержены воздействию большого числа антигенов [1]. Несмотря на миллионы бактерий, которые колонизируют ротовую полость, тяжелые инфекции развиваются здесь редко, подтверждая существование сложных механизмов, подавляющих воспалительные реакции. LCs эпителия ротовой полости являются классическими mDCs и экспресси-руют высокоаффинный IgE-рецептор FcSRI, липополисахаридный рецептор CD14 и TLR-4. Экспрессия LCs FcSRI в высокой степени является одним из оснований применения аллергенов через слизистую ротовой полости при проведении SIT. В преддверии ротовой полости располагается большее число LCs, чем в сублингвальной области. LCs преддверия экспрессируют TLR4 и TLR2 в высокой степени. В связи с этим ученые полагают, что данная область является хорошей альтернативой сублингвальной при проведении SIT [13].
Замечено, что LCs слизистой ротовой полости пациентов с аллергией на пыльцу луговых трав, а также индивидуумов без атопии, стремительно захватывают аллерген тимофеевки Phl p 5, что подавляет их созревание и увеличивает продукцию TGF-ß и IL-10. Все это способствует индукции аллерген-специфических Tregs [1].
Показано, что pDCs и FoxP3+ Tregs являются важными представителями DCs и Т-клеток миндалин человека. Отмечено, что pDCs миндалин обладают способностью индуцировать образование FoxP3+ Tregs из наивных Т-клеток, а FoxP3+ Tregs миндалин подавляют Т-клеточные реакции к пищевым продуктам и ингаляционным аллергенам в миндалинах [1].
Таким образом, клетки Лангерганса слизистой ротовой полости и pDCs миндалин играют важную роль в формировании оральной толерантно-
сти и могут быть вовлечены в механизмы SLIT и OIT [1].
Эффективность лечения пищевой аллергии путем проведения OIT или SLIT может быть улучшена за счет применения адъювантов, усиливающих толерогенные свойства DCs. Большинство этих исследований были проведены на мышиных моделях аллергии. Показана способность лигандов TLR2 и TLR4 усиливать продукцию IL-10 и IL-12 DCs и эффективно индуцировать Tregs и Thl-ответ при сублингвальном воздействии. Совместное с аллергеном введение данных лигандов способствовало индукции толерантности. Глюкокортикостероиды совместно с витамином D3 являются мощными индукторами продукции IL-10 DCs и CD4+ Т-клетками и инги-бируют созревание DCs. Кроме того, некоторые пробиотические бактериальные штаммы индуцируют продукцию большого количества IL-10 и IL-12 за счет DCs слизистых и повышают эффективность SLIT [1].
В последние годы усилия ученых активно сосредоточены на популяции толерогенных DCs, поскольку генерация данной популяции DCs in vitro потенциально может быть использована для индукции антиген-специфической толерантности. In vitro толерогенные DCs могут быть индуцированы с помощью противовоспалительных биологических агентов (например, IL-10, TGF-p или витамин D3), иммуносупрессоров (например, дексаметазон или рапамицин), генетической модификации [1].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Весомый вклад DCs в поддержание иммунологического гомеостаза в кишечнике и ЖКТ в целом неоспорим. Во многом данный процесс зависит не только от самих DCs, но и их микроокружения, взаимодействия с другими клетками и факторами. Большинство данных о роли DCs кишечника в развитии оральной толерантности и пищевой аллергии получены из исследований на моделях животных. В связи с этим по-прежнему остается много вопросов, касающихся опосредованных DCs механизмов оральной толерантности и пищевой аллергии у человека. Особое значение для лечения и профилактики пищевой аллергии имеет создание новых и модернизация уже имеющихся терапевтических стратегий, мишенью которых
являются толерогенные DCs кишечника и их толерогенное микроокружение. Дальнейшие исследования в этом направлении являются перспективными и многообещающими.
ЛИТЕРАТУРА
1. Bert Ruiter, Wayne G. Shreffler. The role of dendri-
tic cells in food allergy //J Allergy Clin Immunol. 2012;129:921-8.
2. Barry J. Pelz, Paul J. Bryce. Pathophysiology of Food
Allergy // Pediatr Clin N Am. 2015;62:1363-1375.
3. Ruane D.T., Lavelle E.C. The role of CD103+ dend-
ritic cells in the intestinal mucosal immune system // Front. Immun. 2011;2:25.
4. Chistiakov DA., Bobryshev Y.V., Kozarov E. et al.
Intestinal mucosal tolerance and impact of gut microbiota to mucosal tolerance // Front. Microbiol. 2015;5:781.
5. Kim J.S., Sampson H.A. Food allergy: a glimpse into
the inner workings of gut immunology // Curr Opin Gastroenterol. 2012;28(2):99-103.
6. Pabst O., Mowat A.M. Oral tolerance to food pro-
tein //Mucosal Immunology. 2012;5:232-239.
7. M. Cecilia Berin, Hugh A. Sampson. Mucosal Immunology of Food Allergy // Current Biology. 2013;23:R389-R400.
8. Palomares O. The Role of Regulatory T Cells in IgE-
Mediated Food Allergy //J Investig Allergol Clin Immunol. 2013;23(6):371-382.
9. Jing Yang, Fazheng Ren, Hao Zhang et al. Induction
of Regulatory Dendritic Cells by Lactobacillus paracasei L9 Prevents Allergic Sensitization to Bovine -Lactoglobulin in Mice // J. Microbiol. Biotechnol. 2015;25(10):1687-1696.
10. Chris Mattison Preventing Food Allergies by Tricking Dendritic Cells // Nature Education. 2015;8(3):10.
11. Smit J.J., Bol-Schoenmakers M., Hassing I. et al. The role of intestinal dendritic cells subsets in the establishment of food allergy // Clinical & Experimental Allergy. 2011;41:890-898.
12. Ana Belün Bl6zquez, M. Cecilia Berin. Gastrointestinal Dendritic Cells Promote Th2 Skewing via OX40L // The Journal of Immunology. 2008;180:4441-4450.
13. Novak N., Allam J-P. Mucosal dendritic cells in allergy and immunotherapy // Allergy. 2011; 66(95):22-24. ■
