CC BY
341
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ NKT-КЛЕТКИ И ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ ИММУНИТЕТ 9
УДК 616-006-097:612.017.1
З.Г. Кадагидзе, А .И. Черткова, Е.Г. Славина
NKT-КЛЕТКИ и противоопухолевый иммунитет
РОНЦ им. Н.Н.Блохина РАМН, Москва Контактная информация
Кадагидзе Заира Григорьевна, д-р мед. наук, профессор, заведующая централизованным клинико-лабораторным отделом
Адрес: 115478, Москва, Каширское шоссе, 24; тел:+7(495)324-94-74 e-mail: kad-zaira@yandex.ru
Статья поступила 19.04.2011., подписана в печать 05.05.2011.
Резюме
В обзоре дана краткая характеристика основных свойств NKT-клеток, их субпопуляций, особенностей их активации и роли в противоопухолевом иммунитете.
Ключевые слова: NKT-клетки, активация NKT-клеток, противоопухолевый иммунитет.
Z.G. Kadagidze, A.I. Chertkova, E.G. Slavina NKT-CELLS AND ANTITUMOR IMMUNITY
N.N Blokhin Russian Cancer Research Center of RAMS, Moscow
Abstract
This review summarizes the main features of NKT-cells, their subpopulations and the canonical pathways of their activation. We also discuss the role of NKT in antitumor immunity.
Key words: NKT-cells, activation of NKT-cells, antitumor immune response.
Введение
В ответе организма на опухоль участвуют различные клеточные популяции. Среди них ЫК-клетки, Т-клетки, макрофаги. Эти популяции включают в себя как клетки-эффекторы противоопухолевого иммунитета, так и клетки-супрессоры, и они достаточно хорошо изучены. В последнее время значительное внимание уделяется ЫКТ-клеткам, представляющим собой минорную популяцию Т-клеток, которая благодаря своей аутореактивности и способности быстро продуцировать достаточные количества различных цитокинов, обеспечивает связь между врожденным и адаптивным звеньями иммунитета и играет важнейшую, возможно, уникальную роль в регуляции иммунного ответа при различных патологических состояниях:
■ аутоиммунных процессах, аллергических заболеваниях и астме,
■ воспалении и трансплантационном иммунитете,
■ различных инфекционных заболеваниях, а также в модуляции противоопухолевого иммунного ответа [69; 75].
Основные субпопуляции ЫКТ-клеток
Термин ЫКТ-клетки впервые появился в публикациях в 1995 г. [34]. Первоначально эти клетки были определены как субпопуляция Т-кле-ток, которые обладают некоторыми свойствами ЫК-клеток, в частности экспрессируют маркер ЫК1.1 (ЫКЫ-Р1 или 00161) [5]. В дальнейшем стало очевидным, что не все ЫКТ-клетки являются ЫК1.1+ [36], и что эта молекула экспрессируется также МНС I- и МНС 11-зависимыми Т-клетками после активации [3; 58]. Крупным научным достижением явилось открытие того, что ЫК1.1+ Т-клет-ки «наивных» мышей распознают антигены в комплексе с неклассической МНС 1-подобной анти-
генпрезентирующей молекулой CD1d, входящей в семейство CDl-гликопротеинов, представляющих липидные и гликолипидные антигены Т-кле-ткам [5; 55]. По мнению D.J. Godfrey et al. наиболее точным является определение NKT-клеток как CDld-зависимых NK-подобных Т-лимфоцитов [19]. Эти клетки обнаружены у животных разных видов и у человека среди Т-клеток печени, селезенки, тимуса, костного мозга и периферической крови. NKT-клетки привлекают большое внимание исследователей из-за своей необычной способности при активации очень быстро секретировать большие количества Thl (IFN-y), и/или Th2 (IL-4 и IL-13) цитокинов [21; 69]. Они могут влиять на функцию различных клеточных популяций, включая CD4+ и CD8+ Т-клетки, дендритные клетки (ДК), миелоидные супрессорные клетки (MDSC), NK-клетки, В-клетки, нейтрофилы, и могут как инициировать иммунный ответ, так и подавлять его. По мнению многочисленных исследователей, регуляторная функция отражает истинную физиологическую роль NKT-клеток [18; 26; 33; 46; 75].
NKT-клетки являются истинными Т-лимфо-цитами, так как в отличие от NK-клеток экспрессируют антиген-специфический Т-клеточный рецептор (TCRa,p+). В настоящее время предполагается существование двух типов NKT-клеток: I и II типа. Основным общим свойством NKT-клеток I и II типов является их рестрикция по CD1d, у CD1d-дефицитных мышей отсутствуют все NKT-клетки. Наиболее хорошо изучены NKT-клетки I типа или инвариантные NKT (iNKT), которым посвящено большинство исследований, касающихся NKT-клеток. Они экспрессируют TCR, в состав которого входит инвариантная а-цепь Va14Ja18 у мышей (образует пары с Vp8, Vp2 или Vp7) и Va24Ja18 у человека (образует пару с Vp11). NKT-клетки II типа экспрессируют более разнообразный TCR, и они значительно менее изучены [57].
В экспериментальных исследованиях для определения функциональных различий между двумя типами NKT-клеток используются CD1d- и Ja 18- дефицитные мыши. У последних отсутствуют только NKT-клетки I типа. У человека количество Va24+ NKT-клеток (iNKT) в периферической крови и в печени значительно ниже, чем количество гомологичных Va14+ клеток у мышей. По данным разных авторов процентное содержание iNKT-клеток в периферической крови здоровых доноров в среднем составляет 0,2—0,6 % от общего числа Т-клеток [21; 30]. Использование тетрамеров CD1d, нагруженных a-GalCer (CD1d - a-GalCer тетрамеры; a-галактозилцерамид
- гликолипид, полученный из морских губок или микроорганизмов, симбионтов этих губок, является мощным активатором iNKT-клеток) дало возможность идентифицировать iNKT-клетки у мышей с помощью проточной цитометрии.
К сожалению, тетрамеры, позволяющие идентифицировать всю популяцию NKT-клеток II типа, в настоящее время неизвестны, хотя некоторые из этих клеток можно идентифицировать с помощью CD1d -сульфатид тетрамеров [29]. У человека, в отличие от мышей, на a-GalCer могут также отвечать некоторые NKT-клетки II типа, поэтому для определения NKT-клеток I типа у человека CD1d - a-GalCer тетрамеры используют в комбинации с анги-Va24 антителами [20]. У мышей NKT-клетки I типа включают в себя 2 субпопуляции: CD4+ и CD4—CD8— (двойную негативную). По данным J.E. Gumperz et al. [21] CD1d - a-GalCer тетрамер позитивные Т-клетки периферической крови человека также включают две субпопуляции: CD4+ и CD4— и, в отличие от мышей, определенный процент как CD4+, так и CD4~ NKT-клеток экспрессирует молекулу CD8 [21; 30; 38; 76]. Оказалось, что эти субпопуляции iNKT-клеток различаются как по экспрессии некоторых лимфоцитарных маркеров и рецепторов хемокинов, так и по своим функциональным характеристикам [21; 32; 33]. По данным J.E. Gumperz et al. [21] и P.T. Lee et al. [32]. cD4~ популяция NKT-клеток периферической крови человека продуцирует ex vivo главным образом Th1 цитокины, в частности - IFN-y, в то время как CD4+-популяция продуцирует как Th1- так и Th2-цитокины [21; 32]. Ho L-P. Ho et al. показали, что Va24+ NKT-клетки человека с фенотипом CD4—CD8aa+, обладающие высокой цитолитической активностью, способны in vitro подавлять пролиферацию активированных Т-клеток [27]. Помимо CD161 iNKT экспрессируют и другие маркеры NK-клеток, NKG2D, CD94, CD16 и CD56 и др. [20; 30; 32]. Маркеры CD56 и CD16 в сочетании с Т-клеточным маркером CD3 часто используют в клинических исследованиях для определения NKT-клеток периферической крови. Однако как и маркер CD 161, эти NK-клеточные маркеры, экспрессируют не все NKT-клетки [20; 38].
Активация NKT-клеток
TCR NKT-клеток позволяет им распознавать как ауто-, так и чужеродные липидные/гликолипид-ные антигены, представляемые антигенпрезентирую-щей клеткой (АПК) в комплексе с молекулой CD1d. Распознавание NKT-клетками липидных/гликолипид-ных антигенов в комплексе с CD1d означает, что они отвечают на класс антигенов, игнорируемый обычными Т-клетками, распознающими пептидные лиганды в комплексе с продуктами MHC I и II класса. CD1d экспрессируется на CD4+CD8+ тимоцитах, гепа-тоцитах, ДК, B-клетках и макрофагах. Решающую роль в активации NKT-клеток играют, по-видимому, ДК [7; 56; 71]. Некоторые экзогенные бактериальные
гликолипидные антигены, презентируемые АПК в комплексе с CD1d, могут прямо активировать iNKT-клетки. В случае некогнатных антигенов активация может осуществляться непрямым путем провоспали-тельными цитокинами (IL-12, IL-18), продуцируемыми ДК в ответ на связывание Toll-like рецепторов ДК с соответствующими TLR-лигандами. При этом необходимо также взаимодействие TCR NKT-клеток с эндогенными гликолипидами, презентируемыми ДК в комплексе с CD1d [49; 71], хотя в некоторых случаях экспрессия CD1d на АПК не требуется [45]. Для активации NKT-клеток I типа в экспериментальных исследованиях наиболее часто используется гликолипид a-GalCer, который рассматривается как искусственный аналог естественных эндогенных и экзогенных лигандов. Некоторые из NKT-клеток II типа способны активироваться сульфатидом - наиболее характерным галактолипидом миелиновой оболочки аксонов центральной нервной системы [29]. Известные в настоящее время лиганды, способные активировать iNKT- и не iNKT-клетки человека и мышей, помимо a-GalCer и его аналогов включают в себя бактериальные и нормальные эндогенные гликолипиды, фосфолипиды и гликолипиды опухолей. Некоторые из этих молекул оказывают иммунопотенцирующее действие, в то время как другие могут отрицательно влиять на активность NKT-клеток. Идентификация эндогенных лигандов NKT-клеток имеет первостепенное значение для полного понимания развития и функционирования этой популяции Т-клеток. Одним из установленных эндогенных лигандов является лизосомальный гликосфинголипид isoglobotrihexosylceramide (iGb3), способный in vitro активировать большую часть iNKT-клеток человека и мышей [8; 71]. При активации NKT-клетки очень быстро секретируют большие количества Th1- и/или Th2-цитокинов. Эту особенность NKT-клеток связывают, в частности, с присутствием в них готовой mRNA таких цитокинов, как, например, IFN-y и IL-4. Предполагается, что распознавание эндогенных антигенов приводит к постоянному накоплению в клетках цитокиновой mRNA, что поддерживает NKT-клетки в состоянии, готовом к быстрому осуществлению своих функций при дополнительном активационном сигнале [35]. NKT-клетки могут продуцировать также и другие цитокины: IL-2, IL-5, IL-6, IL-10, IL-17, IL-21, TNF-a и GM-CSF [21].
На функциональную активность iNKT-клеток оказывают влияние различные факторы микроокружения: присутствие тех или иных цитокинов, активационный статус других субпопуляций лимфоцитов, характер взаимодействия c клетками, презентирую-щими комплекс CDM/липид [11; 70; 72; 77]. N.Y. Crowe et al. продемонстрировали тканеспецифические различия в функционировании NKT-клеток. Они обнаружили, что адоптивный перенос NKT-клеток печени приводил к практически полному подавлению роста МСА-индуцированной саркомы и меланомы B16F10 у мышей Ja18-/-. В то же время NKT-клетки селезенки и тимуса такой способностью не обладали
[12]. Решающее значение для генерирования эффективного ответа на соответствующие гликолипиды имеет взаимодействие iNKT-клеток с АПК, экспрессирующими CD1d. Презентация a-GalCer незрелыми ДК в комплексе с CD1d индуцирует активацию iNKT, экспрессию CD40L на них и продукцию ими IFN-y. IFN-y и CD40-CD40L взаимодействие незрелых ДК с iNKT-клетками приводит к созреванию ДК и продукции ими IL-12, который, в свою очередь, повышает продукцию IFN-y iNKT-клетками. IFN-y, а также IL-12 активируют NK-клетки, CD8+ Т-клетки и макрофаги [26; 64].
Исследования на мышах показали, что презентация a-GalCer не ДК in vivo может приводить к NKT-клеточной дисфункции [15]. Характер активации NKT-клеток определяет и структура лиганда, ее изменения могут «настраивать» NKT-клетки на продукцию преимущественно одного типа цитокинов - или Th1, или Th2 [17; 28; 75].
Влияние NKT-клеток
на противоопухолевый иммунитет
На различных экспериментальных моделях было продемонстрировано, что NKT-клетки играют важную роль в контроле роста злокачественных новообразований. Они могут как стимулировать противоопухолевый иммунный ответ, так и подавлять его. Это парадоксальное поведение связывают, в частности, с существованием разных субпопуляций NKT-клеток: I и II типов [6]. NKT-клетки I типа (iNKT) в подавляющем большинстве случаев проявляют противоопухолевую активность, которая во многом зависит от их способности продуцировать IFNy. При этом они, как правило, играют роль стимуляторов активности других клеток-эффекторов, таких как NK- и CD8+ Т-клетки [6; 41; 42]. IFNy, продуцируемый iNKT- и NK-клетками, играет также важную роль в подавлении опухолевого ангиогенеза [25]. Даже в отсутствии экзогенной стимуляции NKT-клетки способны предупреждать развитие опухоли. Мыши, лишенные iNKT-клеток (J-a18-/ ), намного более чувствительны к химически индуцированному канцерогенезу, чем интактные животные [60]. Адоптивный перенос iNKT-клеток от интактных мышей мышам J-a18-/-восстанавливал защиту от роста саркомы MCA-1, что зависело от продукции iNKT-клетками IFNy и активации цитотоксических CD8+- и NK-клеток и способности последних продуцировать перфорин
[13]. H. Nishikava et al. обнаружили, что при внутривенном введении мышам BALB/c клеток синген-ной саркомы CMS5m, индуцированной метилхо-лантреном (MCA), у мышей Ja18-/- в легких образуется значительно большее количество метастазов, чем у нормальных животных [47]. Активация iNKT-клеток a-GalCer приводит к последующей активации NK-и Т-клеток и индуцирует выраженный противоопухолевый иммунный ответ как в отношении трансплантированных и химически индуцированных, так и спонтанных опухолей [4; 24; 61; 64]. На различных экспериментальных моделях была продемонстрирована антиметастатическая активность iNKT-клеток, активированных a-GalCer, которая также зависела от последующей активации NK-клеток. [15; 59; 61].
Презентация опухолевых антигенов CD8+ Т-клет-кам одновременно с активацией iNKT-клеток может усилить индукцию антиген-специфических CD8+ Т-клеток [26; 64]. S. Fujii et al., в опытах на мышах продемонстрировали, что однократное в/в введение a-GalCer индуцировало быстрое (в пределах 4 ч) и полное созревание ДК (повышалась экспрессия CD40, CD80, CD86, MHC II и продукция IL-12), которые приобретали способность активно стимулировать пролиферацию аллогенных Т-клеток в смешанной культуре лейкоцитов. Быстрое созревание ДК зависело от активации iNKT, так как у мышей, лишенных этих клеток, введение a-GalCer не влияло на статус ДК [16]. В опытах in vivo одновременное введение животным a-GalCer и пептидного антигена приводило к усилению специфического Т-клеточного иммунного ответа в отношении последнего и повышало резистентность мышей к росту опухоли, экспресси-
рующей этот антиген. Однако по данным S. Fujii et al. и V.V. Parekh et al. введение мышам свободного a-GalCer может приводить к развитию анергии: iNKT-клетки не могут быть рестимулированы повторным введением этого агента, по крайней мере, в течение 1 месяца. В связи с этим, ДК, нагруженные a-GalCer (ДК/a-GalCer) могут быть более эффективны в предупреждении развития опухоли, чем свободный a-GalCer [15; 50]. T.R. Petersen et al. продемонстрировали, что введение мышам C57Bl/6j ДК, нагруженных облученными и термически обработанными клетками меланомы B16.OVA в комбинации с a-GalCer (ДК/B16.OVA/a-GalCer), достоверно увеличивала время до появления опухолей (на 10 дней по сравнению с контролем), трансплантированных через 7 дней после этого, однако опухоли появлялись у 70% животных. При иммунизации животных ^p/B16.OVA или ДК/a-GalCer эффект был минимальным. Введение мышам за 2 дня до иммунизации аnti-CD25 антител для инактивации регуляторных CD4+CD25+Т-клеток полностью предупреждало развитие опухолей у всех животных, вакцинированных ^/B^.OVA/a-GalCer, но при вакцинации мышей ^/B^.OVA или ДК/a-GalCer было неэффективным [51]. Развитие анергии могут индуцировать и различные бактериальные агенты или их продукты, а также сульфатид, активирующий NKT-клетки II типа [10; 22].
Исследования, выполненные in vitro, показали, что благодаря высокому содержанию гранзима В, перфорина, FasL и TRAIL iNKT-клетки могут в ряде случаев прямо участвовать в иммунологических реакциях в качестве клеток-эффекторов. Так, после активации iNKT-клетки человека способны проявлять цитотоксическую активность (ЦТА) в отношении CD1d+ опухолевых клеток. При этом уровень экспрессии CD1d на клетках-мишенях влияет на величину ЦТА [23; 37; 73]. iNKT клетки человека распознают a-GalCer презентируемый и человеческой и мышиной молекулой CD1d. K. Haraguchi et al. использовали полученные путем трансфекции клоны клеток Т-клеточной лимфомы EL-4, экспрессирующие различные уровни CD1d и обнаружили прямую зависимость величины цитотоксической активности Va24+ NKT-клеток человека (только в присутствии a-GalCer) от уровня экспрессии CD1d на опухолевых клетках. В опытах in vivo продолжительность жизни мышей, инокулированных опухолевыми клетками, экспрессирующими наивысший уровень CD1d была значительно выше, чем у мышей, получивших клетки EL-4 с низкой экспрессией CD1d [23]. iNKT-клетки участвуют в контроле опухолевого роста и у человека. Снижение количества NKT-клеток I типа, их пролиферативной способности, продукции ими IFNy было обнаружено у онкологических больных различными злокачественными новообразованиями [14; 31; 39; 74]. По данным J.W. Molling et al. снижение количества iNKT в периферической крови больных сква-мозноклеточным раком головы и шеи коррелировало с плохим прогнозом заболевания [40]. Высокая степень инфильтрации опухолевой ткани этими клетками по данным T. Tachibana et al. явилась независимым благоприятным прогностическим фактором у больных раком толстой кишки [65]. E. Spanou-dakis, обследуя больных с предзлокачественной формой миеломной болезни, больных с вновь диагностированной ММ и больных с распространенной формой или рецидивом заболевания, обнаружили связь между прогрессированием болезни и низким уровнем (вплоть до полного отсутствия) экспрессии CD1d на клетках миеломы [63].
Однако большинство опухолей человека не экспрессируют CD1d. По данным S. Song et al. противоопухолевая активность iNKT-клеток может быть в ряде случаев связана с их прямым цитоток-сическим действием не на опухолевые клетки, а на CD1d+ опухолеассоциированные моноциты/ макрофаги (TAMs), инфильтрирующие опухолевую ткань и ускоряющие опухолевый рост [62]. В настоящее время до конца не ясно насколько велик вклад цитолитической функции iNKT-клеток в защиту организма от опухолевого роста.
Клинические исследования, в которых a-GalCer или ДК, нагруженные a-GalCer, вводили онкологическим больным внутривенно, несмотря на достигнутую активацию NKT-клеток, имели ограниченный успех. В качестве основных причин предполагались:
ш слабое проникновение aGalCer или ДК, на-
груженных aGalCer, в опухолевые ткани; ш снижение количества iNKT-клеток в пе-
риферической крови онкологических больных и их дисфункция; ш влияние предварительного лечения на активность iNKT-клеток и ДК [44]. Обнадеживающие результаты были получены
S. Motohashi et al. у больных немелкоклеточным раком легкого, которым 4-кратно вводили мононуклеарные клетки периферической крови, культивированные в присутствии aGalCer, IL-2 и GM-CSF. Продолжительность жизни пациентов, у которых в результате лечения отмечалось значительное повышение количества IFN-у-продуцирующих клеток, была намного выше (31,9 мес., 2-летняя выживаемость 60 %), чем у больных с низким ответом на терапию (9,7 мес., 2-летняя выживаемость 14,3 %) [43].
В настоящее время установлено, что NKT-клетки участвуют не только в защите от опухолевого роста, как предполагалось ранее, но и в подавлении противоопухолевого иммунного ответа. В настоящее время супрессорную активность NKT-клеток связывают с NKT-клетками II типа. NKT-клетки II типа, также как и iNKT-клетки рестриктированы по CD1d, но специфические маркеры этих клеток в настоящее время не установлены, в связи с чем они значительно менее изучены, и изменения их количества и функции в процессе опухолевого роста до конца не известны. Подобно iNKT NKT-клетки II типа продуцируют как Th1, так и Th2 цитокины, и, по-видимому, реагируют на класс антигенов, отличных от распознаваемых iNKT-клетками. Супрессорная активность NKT II типа была продемонстрирована на различных экспериментальных моделях. M. Terabe et al. [68] на модели 4 опухолей мышей BALB/c (фибросаркома 15-12RM, рак толстой кишки CT26, рак молочной железы 4Т1, рак толстой кишки CT-26-L5) показали, что CD1d-/-мыши (отсутствуют все NKT-клетки) были намного более резистентны к опухолевому росту и развитию метастазов, чем Ja18-/- (отсутствуют только iNKT-клетки, экспрессия CD1d сохраняется) мыши и животные исходной линии. По данным E. Ambrosino et al. [2] на ранних стадиях опухолевого роста количество метастазов рака прямой кишки СТ26 в легких Ja18-дефицитных мышей (1а18КО) было выше, а у ГОМ-дефицитных мышей (ГОЫКО) значительно ниже, чем у животных исходной линии. Авторы исследовали также влияние прямой стимуляции NKT-клеток I и II типов на опухолевый рост. Введение ин-тактным животным aGalCer для стимуляции NKT-клеток I типа защищало от роста п/к фибросаркомы 15-12RM и развития метастазов карциномы CT26 в легких, но не влияло на рост опухолей у мышей
Ja18KO. В то же время, введение мышам сульфатида
- стимулятора субпопуляции NKT-клеток II типа -приводило к достоверному увеличению количества метастазов CT26 как у интактных, так и у Ja18KO мышей, но не влияло на рост опухоли у CDldKO реципиентов. Введение мышам в день инокуляции фиб-росаркомы 15-12RM или клеток карциномы CT26 сульфатида через 30 минут после введения aGalCer полностью отменяло или значительно снижало противоопухолевый эффект последнего. Супрессивный эффект сульфатида был выше у мышей Ja18KO, т.е. в отсутствии NKT-клеток I типа. Одновременная стимуляция NKT-клеток обоих типов приводила к повышению продукции IL-13 и подавлению продукции IFN-y по сравнению с продукцией этих цитокинов при стимуляции только aGalCer.
Таким образом, NKT-клетки II типа способны подавлять противоопухолевый иммунный ответ и оказывать супрессивное воздействие на NKT-клетки I типа, и оба типа NKT-клеток, по-видимому, способны влиять на активность друг друга. Супрессия противоопухолевого иммунного ответа NKT-клетками II типа может быть связана с повышением уровней IL-13 и TGF-ß и количества CD11b+Gr1+ миелоидных супрессорных клеток [53; 67]. Однако эти NKT-клетки, по-видимому, используют и другие механизмы супрессии [66].
Субпопуляция NKT-клеток II типа была идентифицирована и у онкологических больных. D.N. Chang et al., исследуя CDM-связывающие липиды из плазмы больных множественной миеломой, обнаружили повышение количества лизофосфатидилхолин-реактивных CD4+ и CD8+ Va24-Vß11- NKT-клеток, т.е. NKT-клеток II типа у пациентов по сравнению со здоровыми донорами, и эти клетки секретировали преимущественно IL-13 [9].
В нашей лаборатории А. А. Борунова и соавт., изучали изменения структуры популяции CD16+ лимфоцитов у больных диссеминированной меланомой на фоне вакцинотерапии аутологичными дендритными клетками, нагруженными опухолевыми антигенами больного. В исследование были включены пациенты с полной клинической ремиссией (в процессе вакцинотерапии безрецидивное течение заболевания наблюдалась у 7 больных, прогрессирование -у 3 из 10 пациентов) и с распространенной стадией заболевания (в процессе вакцинотерапии стабилизация болезни наблюдалась у 7 больных, прогрессирование - у 14 из 21).
Авторы обнаружили, что при прогрессировании заболевания в процессе вакцинотерапии у больных отмечалось постепенное увеличение количества CD16+CD3+CD8+ лимфоцитов (NKT-клеток), которое к концу наблюдения значительно превышало величину этого показателя у здоровых доноров (в среднем более 26 % по сравнению с 3,6 соответственно).
В то же время у больных, вакцинотерапия которых приводила к стабилизации процесса, количество этих клеток в процессе лечения возрастало незначительно (в среднем не превышало 5-8 %). Следует отметить, что при распространенной стадии заболевания вакцинотерапия вызывала стабилизацию болезни лишь у тех пациентов, у которых количество CD16+CD3+CD8+ клеток до начала лечения было в пределах нормы.
В настоящее время роль этой популяции клеток в противоопухолевом иммунном ответе не ясна, однако полученные результаты позволяют рассматривать увеличение количества CD16+CD3+CD8+ клеток как неблагоприятный прогностический фактор у больных меланомой при вакцинотерапии [1].
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ NKT-КЛЕТКИ И ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ ИММУНИТЕТ 13
В экспериментальных исследованиях супрессорная активность при опухолевом росте была показана и для NKT-клеток I типа [48; 52; 54]. K.A. Pilones et al. [52] продемонстрировали, что отсутствие iNKT-клеток приводило к значительному терапевтическому эффекту местного облучения и блокады CTLA-4 у мышей с карциномой 4Т1 по сравнению с мышами исходной линии, получившими то же лечение. Только у iNKT-/- мышей наблюдалась полная регрессия опухоли и излечение 50% мышей, полное исчезновение метастазов в легких, резистентность к повторному разрешению вылеченных животных клетками той же опухоли и значительное увеличение продолжительности жизни.
Тот факт, что iNKT-клетки, которые в подавляющем большинстве исследований проявляли противоопухолевую активность, а в данном случае играли отрицательную роль, возможно, говорит о значении в определенных случаях каких-то пока не известных факторов микроокружения, определяющих направление влияния этих клеток на опухолевый рост.
Заключение
Многочисленные экспериментальные и клинические исследования продемонстрировали важную роль, которую NKT-клетки играют в модуляции им-
мунологической реактивности организма при злокачественных новообразованиях. NKT-клетки участвуют не только в защите от опухолевого роста, но и в подавлении противоопухолевого иммунного ответа.
Это парадоксальное поведение связывают, в частности, с существованием разных субпопуляций NKT-клеток: I и II типов.
Определение маркеров субпопуляций NKT-клеток, количественные изменения которых коррелируют с неблагоприятным течением заболевания, может иметь прогностическое значение при различных иммунотерапевтических воздействиях.
Очевидно, что iNKT-клетки обладают мощным потенциалом для проявления противоопухолевой активности. Решающее значение имеет их способность осуществлять связь между врожденным и адаптивным иммунитетом.
Для повышения эффективности iNKT-клеточной терапии онкологических больных необходимо дальнейшее изучение биологии этих клеток и способов их оптимальной активации. Возможность влиять на активность NKT-клеток, а также получение новых агентов, способных дифференцированно активировать различные функции NKT-клеток, может не только помочь в разработке новых методов лечения и профилактики злокачественных новообразований, но и повысить эффективность существующих методов иммунотерапии.
Литература
1. Борунова А А, Чкадуа Г.З., Заботина Т.Н., Кадагидзе З.Г. Изучение популяции CD16+ лимфоцитов у онкологических больных на фоне вакцинотерапии // Мед. иммунол. - 2006. - Т. 8, № 2-3. - С. 334.
2. Ambrosino E., Terabe М., Haider R.C. et al. Cross-regulation between type I and type II NKT cells in regulating tumor immunity: a new immunoregulatory axis // J. Immunol. - 2007. - 179. - P. 5126-36.
3. Assarsson E., Kambayashi T, Sandberg J.K. et ai. CD8+ T cells rapidly acquire NK1.1 and NK cell-associated molecules upon stimulation in vitro and in vivo // J. Immunol. - 2000. - 165. - P. 3673-9.
4. Beiione M., Ceccon M., Grioni M. et ai. iNKT cells control mouse spontaneous carcinoma independently of tumor-specific cytotoxic T cells // PLoS ONE - 2010. - 5. - Issue 1. - P. e8646.
5. Bendeiac A., Lantz O, Quimby M.E. et ai. CD1 recognition by mouse NK1+ T lymphocytes. // Science. -1995. - 268(5212) - P. 863-5.
6. Berzofsky J.A., Terabe M. The contrasting roles of NKT cells in tumor immunity // Curr. Mol. Med. - 2009.
- 9. - P. 667-72.
7. Bezbradica J.S., Stanic A.K., Matsuki N. et ai. Distinct roles of dendritic cells and B cells in Va14Ja18 natural T cell activation in vivo // J.Immunol. - 2005. - 174. - P. 4696-705.
8. BrutkiewiczR.R. CD1d ligands: the good, the bad, and the ugly // J. Immunol. - 2006. - 177. - P. 769-75.
9. Chang D.H., Deng H., Matthews P. et ai. Inflammation-associated lysophospholipids as ligands for CD1d-restricted T cells in human cancer // Blood. - 2008. - 112. - P. 1308-16.
10. Chiba A., Dascher C.C., Besra G.S., BrennerM.B. Rapid NKT cell responses are self-terminating during the course of microbial infection // J. Immunol. - 2008. - 181. - P. 2292-302.
11. Coquet J.M., Kyparissoudis K., Peiiicci D.G. et al. IL-21 is produced by NKT cells and modulates NKT cell activation and cytokine production // J. Immunol. - 2007. - 178. - P. 2827-34.
12. Crowe N.Y., Coquet J.M., Berzins S.P. et ai. Differential antitumor immunity mediated by NKTcell subsets in vivo // J. Exp. Med. - 2005. - 202. - P. 1279-88.
13. Crowe N.Y., Smyth M.J., and Godfrey D.I. A critical role for natural killer T cells in immunosurveillance of methylcholanthrene-induced sarcomas // J. Exp. Med. - 2002. - 196. - P. 119-27.
14. Dhodapkar M.V., Geiier M.D., Chang D.H. et ai. A reversible defect in natural killer T cell function characterizes the progression of premalignant to malignant multiple myeloma // J. Exp. Med. - 2003. - 197. - P. 1667-76.
15. Fujii S, Shimizu K., Kronenberg M., Steinman R.M. Prolonged IFN-gamma-producing NKT response induced with alpha-galactosylceramide-loaded DCs // Nat Immunol. - 2002. - 3. - P. 867-74.
16. Fujii S., Shimizu K., Smith C. et ai. Activation of natural killer T Cells by a-Galactosylceramide rapidly induces the full maturation of dendritic cells in vivo and thereby acts as an adjuvant for combined CD4 and CD8 T cell immunity to a coadministered protein // J. Exp. Med. - 2003. - 198. -P. 267-79.
17. Fujio M., Wu D, Garcia-Navarro R. et ai. Structure-based discovery of glycolipids for CD1d-mediated NKT cell activation: tuning the adjuvant versus immunosuppression activity // J. Am. Chem. Soc. - 2006. -128. - P. 9022-3.
18. Godfrey D.I, Kronenberg M. Going both ways: immune regulation via CD1d-dependent NKT cells // J. Clin. Invest. - 2004. - 114. - P. 1379-88.
19. Godfrey D.I., MacDonaidH.R, KronenbergM. et ai. NKT cells: what’s in a name? // Nat. Rev. Immunol. -2004. - 4. - P. 231-7.
20. Gonzalez V.D, Bfyrkstiym N.K., Malmberg K-J. et al. Application of nine-color flow cytometry for detailed studies of the phenotypic complexity and functional heterogeneity of human lymphocyte subsets // J. Immunol. Methods. - 2008. - 330. - P. 64-74.
21. Gumperz J,E, Miyake S., Yamamura T, Brenner M.B. Functionally distinct subsets of CDld-restricted natural killer T cells revealed by CDld tetramer staining // J. Exp. Med. - 2002. - 195. - P. 625-36.
22. Halder R.C, Aguilera C, MaricicI., Kumar V. Type II NKT cell-mediated anergy induction in type I NKT cells prevents inflammatory liver disease // J. Clin. Invest. - 2007. - 117. - P. 2302-12.
23. Haraguchi K., Takahashi T, Nakahara F. et al. CD1d expression level in tumor cells is an important determinant for anti-tumor immunity by natural killer T cells // Leuk. Lymphoma - 2006. - 47. - P. 2218 - 23.
24. Hayakawa Y, Rovero S,, Forni G., Smyth M.J. a-Galactosylceramide (KRN7000) suppression of chemical-and oncogene-dependent carcinogenesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2003. - 100. - P. 9464-9.
25. Hayakawa Y, Takeda K., Yagita H. et al. IFN-y-mediated inhibition of tumor angiogenesis by natural killer T-cell ligand, a-galactosylceramide // Blood. - 2002. - 100. - P. 1728-33.
26. Hermans I.F., Silk J,D., Gileadi U. et al. NKT cells enhance CD4+ and CD8+T cell responses to soluble antigen in vivo through direct interaction with dendritic cells // J. Immunol. - 2003. - 171. - P. 5140-7.
27. Ho L-P, Urban B.C., Jones L. et al. CD4~CD8aa subset of CD1d-restricted NKT cells controls T cell expansion // J. Immunol. - 2004. - 172. - P. 7350-8.
28. Im J.S, Arora P, Bricard G. et al. Kinetics and cellular site of glycolipid loading control the outcome of natural killer T cell activation // Immunity. - 2009. - 30. - P.888-98.
29. Jahng A., Maricic I., Aguilera C. et al. Prevention of autoimmunity by targeting a distinct, noninvariant CD1d-reactive T cell population reactive to sulfatide // J. Exp. Med. - 2004 - 199. - P. 947-57.
30. Kenna T., Golden-Mason L., Porcelli S.A. et al. NKT cells from normal and tumor-bearing human livers are phenotypically and functionally distinct from murine NKT cells // J. Immunol. - 2003. - 171. - P. 1775-9.
31. Konishi J, Yamazaki K., Yokouchi H. et al. The characteristics of human NKT cells in lung cancer--CD1d independent cytotoxicity against lung cancer cells by NKT cells and decreased human NKT cell response in lung cancer patients. // Hum. Immunol. - 2004. - 65. - P. 1377-88.
32. Lee P.T., Benlagha K., Teyton L., andBendelac A. Distinct functional lineages of human Va24 natural killer T cells // J. Exp. Med - 2002. - 195. - P. 637-41.
33. Lin H., Nieda M., Rozenkov V., and Nicol A.J. Analysis of the effect of different NKT cell subpopulations on the activation of CD4 and CD8 T cells, NK cells, and B cells // Exp. Hematol. - 2006. - 34. - P. 289-95.
34. Makino Y, Kanno R, Ito T. et al. Predominant expression of invariant Va 14+ TCR a chain in NK1.1+ T cell populations // Int. Immunol. - 1995. - 7. - P. 1157-61.
35. Matsuda J.L., Gapin L., Baron J.L. et al. Mouse Va14i natural killer T cells are resistant to cytokine polarization in vivo // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2003. - 100. - P. 8395-400.
36. Matsuda J.L, Naidenko O.V, Gapin L. et al. Tracking the response of natural killer T cells to a glycolipid antigen using CD1d tetramers // J. Exp. Med. - 2000. - 192. - P. 741-53.
37. Metelitsa L.S., Naidenko O.V, Kant: A. et al. Human NKT cells mediate antitumor cytotoxicity directly by recognizing target cell CD1d with bound ligand or indirectly by producing IL-2 to activate NK cells // J. Immunol. - 2001. - 167. - P. 3114-22.
38. Mittag A., Lenz D, Gerstner A.O.H. et al. Polychromatic (eight-color) slide-based cytometry for the pheno-typing of leukocyte, NK, and NKT subsets // Cytometry A. - 2005. - 65. - P. 103-15.
39. Molling J.W, fylgen W, van derVliet H.J.J. et al. Peripheral blood IFN-y-secreting Va24+Vp11+ NKT cell numbers are decreased in cancer patients independent of tumor type or tumor load // Int. J. Cancer. - 2005. -116. - P. 87-93.
40. Molling J.W, Langius J.A.E., Langendijk J.A. et al. Low levels of circulating invariant natural killer T cells predict poor clinical outcome in patients with head and neck squamous cell carcinoma // J. Clin. Oncol. -2007. - 25. - P. 862-8.
41. Molling J.W, Moreno M., de Groot J. Chronically stimulated mouse invariant NKT cell lines have a preserved capacity to enhance protection against experimental tumor metastases // Immunol. Lett. - 2008. -118. - P. 36-43.
42. Moreno M., Moling J.W, von Mensdorff-Pouilly S. et al. IFN-{gamma}-producing human invariant NKT cells promote tumor-associated antigen-specific cytotoxic T cell responses // J. Immunol. - 2008. - 181. - P. 2446-54.
43. Motohashi S., Nagato K., Kunii N. et al. A Phase I-II study of {alpha}-Galactosylceramide-pulsed IL-2/GM-CSF-cultured peripheral blood mononuclear cells in patients with advanced and recurrent non-small cell lung cancer // J. Immunol. - 2009. - 182. - P. 2492-501.
44. Motohashi S., Nakayama T. Clinical applications of natural killer T cell-based immunotherapy for cancer // Cancer Sci. - 2008. - 99. - P. 638-45.
45. Nagarajan N.A., Kronenberg M. Invariant NKT cells amplify the innate immune response to lipopolysac-charide // J. Immunol. - 2007. - 178. - P. 2706-13.
46. Nieda M., Okai M., Tazbirkova A. et al. Therapeutic activation of Va24+Vp11+ NKT cells in human subjects results in highly coordinated secondary activation of acquired and innate immunity // Blood. - 2004. -103. - P. 383-9.
47. Nishikawa H., Kato T., Tanida K. et al. CD4+ CD25+ T cells responding to serologically defined autoantigens suppress antitumor immune responses // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2003. - 100. - P. 10902-6.
48. Osada T., Morse M.A., Lyerly H.K., Clay T.M. Ex vivo expanded human CD4+ regulatory NKT cells suppress expansion of tumor antigen-specific CTLs // Intern. Immunol. - 2005. - 17. - P. 1143-55.
49. Paget Ch., Mallevaey T., Speak A,O. et al. Activation of invariant NKT cells by Toll-like receptor 9-stimulated dendritic cells requires type I interferon and charged glycosphingolipids // Immunity. - 2007. -27. - P. 597-609.
50. Parekh V.V., Wilson M.T., Olivares-VillagymezD. et al. Glycolipid antigen induces long-term natural killer T cell anergy in mice // J. Clin. Invest. - 2005. - 115. - P. 2572-83.
51. Petersen T.R., Sika-Paotonu D., Knight DA. et.al. Potent anti-tumor responses to immunization with dendritic cells loaded with tumor tissue and an NKT cell ligand // Immunol. Cell Biol. - 2010. - 88. - P. 596— 604.
52. Pilones K.A., Kawashima N, Yang A.M. et al. Invariant natural killer T cells regulate breast cancer response to radiation and CTLA-4 blockade // Clin. Cancer Res. - 2009. - 15. - P. 597-606.
53. Renukaradhya G.J, Khan M.A, Vieira M. et al. Type I NKT cells protect (and type II NKT cells suppress) the host’s innate antitumor immune response to a B-cell lymphoma // Blood. - 2008. - 111. - P. 5637-45.
54. Renukaradhya G.J., Sriram V., Du W. et al. Inhibition of antitumor immunity by invariant natural killer T cells in a T-cell lymphoma model in vivo // Int. J. Cancer. - 2006. - 118. - P. 3045-53.
55. Salio M., Silk J.D, Cerundolo V. Recent advances in processing and presentation of CD1 bound lipid antigens // Curr. Opin. Immunol. - 2010. - 22. - P. 81-8.
56. Schmieg J, Yang G, Franck R.W. et al. Glycolipid presentation to natural killer T cells differs in an organ-dependent fashion // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - 102. - P. 1127-32.
57. Seino K., Taniguchi M. Functionally distinct NKT cell subsets and subtypes // J. Exp. Med. - 2005 - 202. -P. 1623-6.
58. Slifka M.K., Pagarigan R.R., Whitton J.L. NK markers are expressed on a high percentage of virus-specific CD8+ and CD4+ T cells // J. Immunol. - 2000. - 164. - P. 2009-15.
59. Smyth M.J., Crowe N.Y., Pellicci D.G. et al. Sequential production of interferon-y by NK1.1+ T cells and natural killer essential for the antimetastatic effect of a-galactosylceramide // Blood. - 2002. - 99. - P. 1259-66.
60. Smyth M.J., Thia K.Y.T., Street: S.E.A. et al. Differential tumor surveillance by Natural Killer (NK) and NKT cells // J. Exp. Med. - 2000. - 191. - P. 661-8.
61. Smyth M.J., Wallace M.E., Nutt S.L. et al. Sequential activation of NKT cells and NK cells provides effective innate immunotherapy of cancer // J. Exp. Med. - 2005. - 201. - P. 1973-85.
62. Song L., Asgharzadeh S., Salo J. et al. Va24-invariant NKT cells mediate antitumor activity via killing of tumor-associated macrophages // J. Clin. Invest. - 2009. - 119. - P. 1524-36.
63. Spanoudakis E., Hu M., Naresh K. et al. Regulation of multiple myeloma survival and progression by CD1d // Blood. - 2009. - 113. - P. 2498-507.
64. Swann J, Crowe N.Y., Hayakawa Y. et al. Regulation of antitumour immunity by CD1d-restricted NKT cells // Immunol. Cell Biol. - 2004. - 82. - P. 323-31.
65. Tachibana T, Onodera H., Tsuruyama T. et al. Valpha24-positive natural killer T cells: a prognostic factor for primary colorectal carcinomas // Clin. Cancer Res. - 2005. - 11. - P. 7322-7.
66. Terabe M., Khanna C., Bose S. et al. CD1d-restricted natural killer T cells can down-regulate tumor immu-nosurveillance independent of interleukin-4 receptor-signal transducer and activator of transcription 6 or transforming growth factor-ß // Cancer Res. - 2006. - 66. - P. 3869-75.
67. Terabe M., Matsui S., Park J.M. et al. Transforming growth factor-beta production and myeloid cells are an effector mechanism through which CD1d-restricted T cells block cytotoxic T lymphocyte-mediated tumor immunosurveillance: Abrogation prevents tumor recurrence // J. Exp. Med. - 2003. - 198. - P. 1741-52.
68. Terabe M., Swann J, Ambrosino E. et al. A nonclassical non-Va14Ja18 CD1d-restricted (type II) NKT cell is sufficient for downregulation of tumor immunosurveillance // J. Exp. Med. - 2005. - 202. - P. 1627-33.
69. Van der Vliet H.J., Molling J.W., von Blomberg B.M.E. et al. The immunoregulatory role of CD1d-restricted natural killer T cells in disease // Clin. Immunol. - 2004. - 112. - P. 8-23.
70. Van der Vliet H.J.J., Wang R., Yue S.C. et al. Circulating myeloid dendritic cells of advanced cancer patients result in reduced activation and a biased cytokine profile in invariant NKT cells // J. Immunol. - 2008. -180. - P. 7287-93.
71. Van Kaer L. NKT cells: T lymphocytes with innate effector functions // Curr.Opin. Immunol. - 2007. - 19.
- P. 354-64.
72. Webb T.J., Giuntoli R.L., Rogers O. et al. Ascites specific inhibition of CD1d-mediated activation of NKT
cells // Clin. Cancer Res. - 2008. - 14. - P. 7652-8.
73. Wingender G., Krebs P, Beutler B, KronenbergM. Antigen-specific cytotoxicity by invariant NKT cells in vivo is CD95/CD178-dependent and is correlated with antigenic potency // J. Immunol. - 2010. - 185. - P. 2721-9.
74. Yanagisawa K., Seino K., Ishikawa Y. et al. Impaired proliferative pesponse of Va24 NKT pells from pancer patients pgainst a-Galactosylceramide // J. Immunol. - 2002. - 168. - P. 6494-9.
75. Yu K.O.A., Porcelli S.A. The diverse functions of CD1d-restricted NKT cells and their potential for immunotherapy // Immunol. Lett. - 2005. - 100. - P. 42-55.
76. Yuling H., Ruijing X., Xiang J. et al. EBV Promotes Human CD8+ NKT Cell Development // PLoS Pathog.
- 2010. - 6. - P. e1000915.
77. Zheng X., Zhang H., Yin L. et al. Modulation of NKT cell development by B7-CD28 interaction: an expanding horizon for costimulation // PLoS ONE - 2008. - 3. - Issue. 7 - P. e2703.
