CC BY
111
УДК 616.832-004.2
МОЗГОВОЙ НЕЙРОТРОФИЧЕСКИЙ ФАКТОР (ББОТ) В КАЧЕСТВЕ ИММУНОМОДУЛЯТОРА ПРИ РАССЕЯННОМ СКЛЕРОЗЕ (РС)
©2015 С.В.Лобзин, В.И.Головкин, И.И.Кула
Северо-западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова.
Санкт-Петербург
Статья поступила в редакцию 25.06.2015
В статье на основе корреляционного анализа плазменного содержания мозгового нейротрофического фактора, про- и противовоспалительных цитокинов у больных рассеянным склерозом обосновывается имму-номодулирующее действие нейротрофика. Обсуждаются механизмы действия нового перорального препарата, модифицирующего течение РС - лаквинимода.
Ключевые слова: рассеянный склероз, мозговой нейротрофический фактор, лаквинимод.
Введение. За 50 с лишним лет изучения ростовых факторов только 20 публикаций касаются исследований мозгового нейротрофического фактора (BDNF) и то преимущественно при экспериментальной демиелинизации1. Результаты опытов на крысах указывают на участие нейротрофи-ческих факторов в сдерживании развития экспериментального аллергического энцефаломиелита (ЭАЭ) и в процессах ремиелинизации2. Так, сте-реотаксическое введение NT-3 (гомология с BDNF 52%, г = 0,8) в corpus callosum привело к уменьшению объёма воспалительной демиелинизации определяемой на секции на 60% и к отсутствию астроглиоза вообще3.
Известно, что вирусные онкогены стимулируют рост опухоли, опосредуя такую же ферментативную активность, что и рецептор ростовых факторов, т.е. без влияния извне эндогенные ростовые факторы участвуют в шапероновой защите клеток от избыточного синтеза внутриклеточных
Лобзин Сергей Владимирович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой неврологии им. С.Н.Да-виденкова. E-mail: [email protected] Головкин Владимир Иванович, доктор медицинских наук, профессор кафедры неврологии им. С.Н.Давиденкова. E-mail: golovkin@hotmail. com
Кула Ирина Ивановна, аспирант кафедры неврологии им. С.Н.Давиденкова. E-mail: kula [email protected]
1 Одинак, М.М. Факторы роста нервной ткани в центральной нервной системе / М.М.Одинак, Н.В.Цыган -СПб: Наука, 2005. - 157с.
2 Burt, R.K. et al. Reversal of neurologic deficits after bone marrow transplantation in relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis / Burt R.K. et al // Abstr. 16 World Congress of Neurology, 1987. - suppl to Vol.150. - P. - 48
3 Jean, I. Neurotrophin-3 accelerates remyelination in vivo /
I.Jean, A.Barthelaix-Pouplard, C.Fressinaud // Abstr. 16
Congr. of ECTRIMS, 2000. - S.5.
белков, но и стимулируют нормальный уровень синтеза белка, предупреждая недоразвитие клеток или их дегенерацию.
Эта диалектическая борьба противоположностей затрудняет прикладное использование BDNF и других нейротрофинов того же класса (NGF, №Г-3, ОТ 4/5). Работы по использованию BDNF у больных единичны и не только противоречивые, но и взаимоисключающие. Так, одни авторы находят снижение содержания BDNF у больных (706,6±202,9) по сравнению со здоровыми (1020,7±304,7 пг/мл), другие - повышение: 56,6±10,7; 120,9±5,3; 226,8±29,7 в зависимости от формы заболевания, при норме - 37,9±0,38 пг/мл4.
При обострении РС (обследовано 10 больных) содержание BDNF и NGF в спинно-мозговой жидкости (СМЖ) увеличивается. Нейротрофины продуцируются иммунокомпетентными клетками (ИКК): миелинспецифическими Т-лимфоцитами, Т-хелперами 2 типа (№2)5. Иммунодепрессивная терапия, проведённая 14-ти больным РС, снизила повышенный сывороточный уровень BDNF (31,78± 4,6) до нормы (28,39±3,28) и в ликворе соответст-
4 Колесниченко, Е.В. Исследование перекисного окисления липидов и уровня мозгового нейротрофического фактора у больных шизофренией / Е.В.Колесниченко, В.Б.Вильянос // Неврологический вестник. Казань. -2008. - Т.40. - №3. - С.47 - 50.
5 Hohlfeld, R. Neurotrophin production by immune cells implantations for immunotherapy / R.Hohlfeld // Abstr. Congr. of ECTRIMS,2001. - v.7. - suppl.1. - S.21; Nolden, S. Expression of BDNF and NGF in blood cells of patients with MS / S.Nolden, A.Porr et al. //Abstr. Congr. of ECTRIMS, 2001. -v.7. - suppl.1. - P.078; Aharoni, R. The immunomodulator glatiramer acetate augments the expression of neurotrophic factors in brains of experimental autoimmune encephalomy-elitis mice / R.Aharoni, R.Eilam, H.Dmev, G.Labunskay, et.al. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2005.
венно с 22,93±17,9 до 9,33±4,9 нг/мл. Однако, другой вид противовоспалительной терапии анти CD3 антителами привел не только к увеличению уровня BDNF, но и уровня IFNg6, что нежелательно при РС.
Лаквинимод при хроническом ЭАЭ, индуцированном MOG 35-55, увеличивает экспрессию BDNF в мозге мышей, обнаруживаемой на секции 7. Увеличение уровня BDNF в культуре нейронов гиппокампа крысы обнаружено и под действием стабилизированного аналога эндогенного меланокортина (препарат семакс), что открывает возможность терапии когнитивно-мнестических нарушений8.
Цель работы. Определить линейные (г) и ранговые (р) корреляционные связи плазменного мозгового нейротрофического фактора (BDNFa), про- (IFNg, TNFa), противовоспалительных (IL10) цитокинов и факторов гуморальной (АТ) и клеточной сенсибилизации (РБТЛ) к основному белку миелина (ОБМ,Sigma,USA) при ремитирующем течении РС вне обострения (РРРС).
Материал и методы. Содержание BDNFa в плазме крови определялось методом иммунофер-ментного анализа (ИФА) с наборами фирмы RD Systems, USA у 63 больных РРРС (м - 25, ж - 38, возраст от 20 до 39 лет, EDSS от 1,5 до 4,5 баллов), у 40 здоровых лиц и у 35 больных вторично-прогредиентным РС в фазе дегенерации (ВПРС), которую определяли по факту снижения пика ней-ронального метаболита ацетил аспартата (N-AA) при проведении протонной магнитно-резонансной спектроскопии (ШМРС) головного мозга.
Полученные значения концентрации BDNF в плазме крови сравнивались с нормативными показателями, отражающими интенсивность синтеза пептида: 0—15— низкая, 15—30— средняя, более 30 пг/мл — высокая продукция.
Антитела к ОБМ определялись методом ИФА с наборами фирмы Новина, Москва по коэффициенту оптической плотности сыворотки опытного и контрольного образца.
6 Aronlay, D. Low and dysregulated BDNF secretion from immune cells of RRMS patients is related to reduced neuroprotection / D.Aronlay, N.Orshansky, A.Karni // Abstr. Congr. of ECTRIMS, 2007. - P.512. - S.152.
7 Sooda, R. Treatment with oral laquinimod suppresses ongoing EAE and augments the expression of BDNF in the brain / R.Sooda, R.Aharoni, R.Eilam, R.Arnon // Abstr. Congr. of ECTRIMS, 2011. - P.957. - S.432.
8 Гривенников, И.А. Влияние меланокортинов на экс-
прессию ряда нейротрофических факторов в клетках
гиппокампа крысы in vitro / И.А.Гривенников, О.В.Долотов, Л.С.Иноземцева и др. // Вопр. биолог., мед. и фарм. химии. - 2011. - №4. - С.10 - 16
Реакция бластной трансформации лимфоцитов (РБТЛ) учитывалась в 7-ми дневной культуре с двумя дозами антигена (2,5 и 15 мг/мл). Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием коэффициентов Пирсона (г) и Спирмана (р) и по Стъюденту.
Результаты. Все больные РС по содержанию BDNF распределились на 3 примерно равные группы: с низким (10 - 14), нормальным (15 -24) и высоким (30 - 92) уровнем при средних значениях для последней подгруппы 83,13±24,26 пг/мл. У здоровых 40 человек того же возраста (28,9±0,8 лет), низкого уровня BDNF нами не обнаружено, а высокий уровень BDNF встречался в 2 раза чаще, чем средний: 0% -33,4% - 66,6% соответственно (таб.1).
Таб. 1. Содержание мозгового нейротрофическо-го фактора в плазме крови у здоровых и больных рассеянным склерозом (пг/мл)
Нормативное % у здоровых(n = 40) % у больных (n = 63)
Низкое(10-14) 0 33,9
Среднее(15-24) 33,4 34,0
Высокое (>30) 66,6 32,1
Таб. 2. Корреляционные связи между плазменным содержанием мозгового нейротрофического фактора и про- и противовоспалительными цито-кинами у больных рассеянным склерозом
Цитокины/нейротрофик TNFa IL-10
BDNFa 0,12 0,71
Корреляционные связи BDNFa и spTNFa оказались слабоположительными: г = 0,24 и р = 0,12. Значительной оказалась отрицательная ранговая корреляция BDNFa и spIFNg: р= - 0,64. Любопытно то, что и между провоспалительными цитокина-ми имелась слабоположительная линейная и слабоотрицательная ранговая корреляция при их средних значениях для spTNFa 30,3±2,25 и для spIFNg 96,25±12,88 пг\мл. Сильная связь обнаружена между BDNFa и ^^-10 (р=0,71) при их значениях в подгруппах 30,63±2,24 и 293,23±28,34 соответственно (таб.2). Специфическая сенсибилизация к ОБМ (сывороточные аутоантитела ^М и РБТЛ с двумя дозами антигена) была выражена при повышенной спонтанной ^р) лимфоцитар-ной продукции как Т№а (165,3±22,2) так и (159,24±14,39) и составляла 1,62±0,05 и 1,45±0,03 соответственно (при норме 0-1,1).
При ВПРС в фазе дегенерации нейротрофиче-ского фактора в плазме крови оказалось досто-
верно меньше, чем при РРРС вне обострения: 36,63±2,24 и 83,13±24,26 (р<0,001).
Обсуждение. Проведённые клинико-имму-нологические исследования с одной стороны характеризуют состояние ремитирующего течения у больных РС как неустойчивое (повышение спонтанной продукции лимфоцитами провоспа-лительных цитокинов и сенсибилизация к ОБМ), с другой стороны подтверждают их нахождение вне экзацербации (высокий уровень ^-10).
Важным является установление сильной корреляции ^-10 - BDNFa, которая может указывать на один из механизмов клинической ремиссии и на путь к её терапевтическому достижению. Каскад иммунных реакций при РС является одновременно разнонаправленным: так ^-12, продуцируемый В-лимфоцитами при взаимодействии CD40L и CD40, индуцирует образование и и ^-10, при взаимодействии ^-10 и ^-2 происходит дополнительная стимуляция пролиферации CD20+CD40+ способствующей развитию гуморального иммунного ответа9. BDNF экспрессируемый на клетках мозга при отсутствии его возрастного снижения (средний возраст амбулаторных больных РС 28,8±6,5) оказывает ГАМК-эргическое влияние и предохраняет олигодендроглиоциты от апоптоза. Развиваемая в настоящее время олигопептидная терапия обоснованно преследует цель стимуляции эндогенных нейротрофических факторов.
В связи с появлением нового препарата бинарного действия лаквинимода для лечения РС и разрешённого к применению в РФ в 2013 г. актуализировалась необходимость более подробного изучения взаимодействия BDNF и Т№а при данном заболевании. Результаты опытов на линейных крысах (Вистар) указывают на участие нейро-трофических факторов в сдерживании развития ЭАЭ. Оральный прием лаквинимода (25mg/kg, ежедневно), начатый при индукции заболевания (профилактическое лечение) или даже после развития энцефаломиелита (супрессивная терапия) значительно снижал его клинические проявле-ния10. Следует также помнить, что второй рецептор для BDNF —ТгкВ экспрессируется не только в
9 Калашникова, А.А. Про- и противовоспалительные цитокины в периферической крови больных рассеянным склерозом / А.А.Калашникова, Н.И.Давыдова, Н.М.Калинина // В кн.: Головкин В.И., Калинина Н.М. (ред.). Иммуноопосредованный ремитирующий рассеянный склероз. - СПб.: «Роза мира», 2003. - С.65 - 81.
10 Burt, R.K. Reversal of neurologic deficits after bone marrow transplantation in relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis / R.K.Burt et al // Abstr. 16 World Congress of Neurology, 1987. - suppl to Vol.150. - P. - 48.
нервной ткани, но и на тимоцитах, что указывает на роль BDNF в лимфопоэзе11.
В нашей работе получена слабая корреляция уровня BDNF и TNFa, не подтверждающая убедительного взаимодействия нейротрофического фактора и провоспалительного цитокина. При сравнении титров антител к TNFa и IFNg выявлено преобладание последних именно к IFNg, а не к TNFa, что подтверждает обоснованность использования бета-интерфероновых препаратов при лечении РС12. Однако, интересен и не бета-интерфероновый механизм действия лаквинимода, приведённый в обзоре А.Н.Бойко13 в связи с действием препарата на уровень нейротрофина NF- kB, имеющего гомологию с BDNF (см. таб. 3 в строке по Bruck W. et al.)14. Учитывая то, что индекс свободных легких цепей иммуноглобулинов (СЛЦ) каппа в СМЖ при РС 10:1 (при норме 3:2), то повышение продукции легких каппа-цепей иммуноглобулинов в фазе воспалительной де-миелинизации можно связать с гипергло-булинрахией за счёт миелинотоксических антител (к = 257,0±49,2 нг/мл; 1= 23,9±9,9 нг/мл; г = 0,47)15. Однако, преобладающим механизмом иммунопатологии при РС является клеточный, а не гуморальный, поэтому выявленная нами корреляция BDNF с IL-10, а также низкие титры антител к провоспалительному цитокину16 позволяет более уверенно говорить о подавлении именно клеточной сенсибилизации к мозговым антигенам.
11 Martinowich, K. New insights into BDNF function in depression and anxiety/ K.Martinowich, H.Manji, B.Lu // Nat Neurosci, 2007. - Vol.10. - P.1089-1093.
12 Skurkovich, S. Randomized study of antibodies to IFN-y and TNF-a in secondary progressive multiple sclerosis. / S.Skurkovich, A.Boiko, I.Beliaeva, A.Buglak, T.Alekseeva, N.Smirnova, O.Kulakova, V.Tchechonin, O.Gurova, T.Deomina, O.Favorova, B.Skurkovich, E.Gusev // Multiple sclerosis 2001, 7: 277 - 284.
13 Бойко, А.Н. Лаквинимод — новый таблетированный препарат с нейропротективным эффектом для лечения рассеянного склероза (обзор) / А.Н.Бойко, Е.И.Гусев // Ж. неврологии и психиатрии, 2013. - Т.2-2. - С.93 - 99.
14 Bruck, W. Reduced astrocytic NF-B activation by laquinimod protects from cuprizone-induced demye-lination / W.Bruck, R.Pfortner, T.Pham et al. // Acta Neuropathol, 2012. - Vol. 124. - Р. 411 - 424.
15 Бисага, Г.Н. Лёгкие цепи иммуноглобулинов цереброспинальной жидкости при определении активности патологического процесса/ Г.Н.Бисага // В кн.: Головкин В.И., Калинина Н.М. (ред.). Иммуноопосредованный ремитирующий рассеянный склероз.....- С.51 - 65.
16 Skurkovich, S. Randomized study of antibodies to IFN-y
and TNF-a in secondary progressive multiple sclerosis.....-
Р. 277 - 284.
Таб. 3. Предполагаемые механизмы иммуномодулирующего действия мозгового нейротрофического фактора при рассеянном склерозе
Фактор Эффект
Снижение уровня TNFa17 Уменьшение воспалительно-токсического действия цитокина на миелин
Блокада транслокации димера NF-kB (nuclear factor kappa-light-chain enchancer of activated B-cells) из цитоплазмы в ядро клетки (гомология с BDNFa 52%)18 Ингибиция продукции миелинотоксических антител В-лимфоцитами
Повышение уровня IL-10 (наши данные) Стимуляция апоптоза сенсибилизированных к основному белку миелина Т-лимфоцитов
Обсуждаемые механизмы действия BDNFa в связи с применением лаквинимода - это как бы ответ на давние предсказания основоположника учения о рассеянном склероза Жана-Мартена Шарко: «необходимо извлечь выгоду из той самопроизвольной наклонности к послаблениям, которые замечаются в большинстве случаев»
Выводы. 1) При ремитирующем РС чаще, чем у здоровых людей того же возраста встречается низкий уровень плазменного мозгового нейро-трофического фактора. 2) Достоверная положительная связь уровней нейротрофика BDNFa и
индуцированного противовоспалительного ци-токина IL-10 указывает на возможный иммуно-модулирующий механизм действия нейротро-фика, как ингибитора воспалительной демиели-низации.
17 Sooda, R. Treatment with oral laquinimod suppresses ongoing EAE and augments the expression of BDNF in the brain .... - P.957. - S.432.
18 Bruck, W.Reduced astrocytic NF-B activation by laquinimod protects from cuprizone-induced demye-lination.... - P. 411 - 424.
BRAIN-DERIVED NEUROTROPHIC FACTOR (BDNF) AS IMMUNOMODULATOR
IN MULTIPLE SCLEROSIS (MS)
©2015 S.V.Lobzin, V.I.Golovkin, LLKula°
North-Western State Medical University named after I.I.Mechnikov. Saint-Petersburg
The immunomodulatory effect of neurotrophic factors is proved in the article on the basis of correlation analysis of the plasma content of brain-derived neurotrophic factor, pro- and anti-inflammatory cytokines in patients with multiple sclerosis. The mechanisms of the action of laquinimod -a new oral drug for modifying MS, are discussed. Key words: multiple sclerosis, brain-derived neurotrophic factor, laquinimod.
Sergey Vladimirovich Lobzin, Doctor of medicine, Professor, Head of Department of Neurology named after Academician S.N.Davidenkov. E-mail: slobzin58@mail. ru Vladimir Ivanovich Golovkin, Doctor of medicine, Professor of Department of Neurology named after Academician S.N.Davidenkov. E-mail: golovkin@hotmail. com Irina Ivanovna Kula, Postgraduate of Department of Neurology named after Academician S.N.Davidenkov. E-mail: kula [email protected]
