CC BY
28
■ ИМИ!
Новости клеточных технологий
ЕЕ^ЕШ
Предотвращение острого и хронического отторжения трансплантатов у мышей адоптивным введением С04+С025+РохрЗ+ регуляторных Т-лимфоцитов
Пересадка аллогенных клеток, тканей или органов человека иммунокомпетентному реципиенту сопровождается индукцией иммунного ответа, часто являющегося причиной несостоятельности трансплантата. Для профилактики данного осложнения в клинической практике широко используются иммунодепрессанты. Однако, даже длительное применение препаратов этой группы не предотвращает хронического отторжения и, кроме того, чревато развитием тяжелых побочных эффектов. Альтернативой иммунодепрессантам выступают методы индукции специфической иммунологической толерантности к аллоантигенам. В перспективе, эти методы должны основываться на физиологических механизмах индукции и поддержания специфической толерантности, не сопровождаться системной иммуносупрессией, предотвращать как острое, так и хроническое отторжение и, следовательно, должны быть лишены большинства присущих иммунодепрессантам недостатков.
В разное время было предложено много протоколов индукции специфической иммунологической толерантности, как правило, избирательно воздействующие на то, или иное звено трансплантационного иммунитета. Они включают предварительную деплецию антигенпре-зентирующих клеток (АПК) в трансплантате [1 ], создание гемопоэтического химеризма [2], введения разных популяций толерогенных дендритных клеток и/или регуляторных Т-лимфоцитов [3, 4] и др. Несмотря на то, что в целом ряде экспериментов удается избежать реакций острого отторжения, во всех случаях неотвратимо наступает хроническое иммунное поражение, что приводит к прогрессирующему повреждению трансплантатов и не позволяет отказаться от имунодепрессантов. Кроме того, предложенные протоколы характеризуются плохой воспроизводимостью, что не дает необходимой уверенности для начала клинических испытаний. В настоящее время большинство специалистов пришло к выводу о том, что, по-видимому, нельзя получить приемлемые результаты, воздействуя лишь на одно звено трансплантационного иммунитета.
В журнале Nature Medicine опубликовано исследование научной группы J. van Meerwijk, в котором анализировалась возможность индукции иммунологической толерантности к аллогенным трансплантатам кожи и сердца с помощью комбинированного протокола, включавшего кондиционирование мышей с клинически допустимыми дозами облучения, трансплантацию клеток костного мозга и введения аллоантигенспецифич-ных CD4+CD25 + Foxp3+ регуляторных Т-лимфоцитов (Tregs).
Tregs играют ключевую роль в предотвращении аутоиммунных заболеваний, в регуляции иммунитета к вирусным и паразитарным инфекциям, поддержании материнской толерантности к плоду и в ингибировании противоопухолевого иммунного ответа [5—9]. В связи с этим многие специалисты считают весьма перспективным разработку методов индукции иммунологической толерантности к аллотрансплантатам с использованием Tregs [10]. J. van Meerwijk и соавт. — одни из первых,
кто разработал эффективный метод выделения и экспансии Тгедэ с необходимой специфичностью [11]. В настоящем исследовании авторы выделяли Тгедэ у мышей линии С57В1/6 (В6, Н-2Ь) и культивировали их в присутствии АПК мышей линии ОВА/2 (Н-2с0. В созданных условиях экспансии подвергались Тгедэ, распознающие комплексы пептидов с молекулами МНС-П СН-2с15 — Н-2с)-специфичные Тгедэ.
Совместное введение аутогенных Н-2с)-специфичных Тгедэ с клетками костного мозга мышей линии ОВА/2 (Н-2с1) сублетально облученным животным линии В6 СН-2Ы приводило к возникновению стойкого гемопоэтического химеризма, свидетельствующего о приживлении трансплантата, тогда как введение только клеток костного мозга сопровождалась выраженным отторжением в течение 3 нед. С другой стороны, одновременные введение аутогенных Н-2с)-специфичных Тгедэ и трансплантация лоскутов кожи от мышей ОВА/2 (Н-2с1) мышам В6 (Н-2Ь) не приводили к существенному изменению динамики отторжения трансплантата и, следовательно, введение Н-2с)-специфичных Тгедэ не является достаточным условием для индукции иммунологической толерантности к трансплантатам мышей, экспрессирующих Н-2с).
Анализируя причину неудачи, авторы предположили, что эффект адоптивного переноса Н-2с)-специфичных Тгедэ ограничен их естественной гибелью в организме реципиента, обусловленной недостаточностью важной для жизнедеятельности лимфоцитов антигенной стимуляции. В случае трансплантации клеток костного мозга, дифференцирующиеся из гемопоэтических предшественников АПК донорского происхождения могут предоставлять адекватную стимуляцию. В подтверждении этой гипотезы, анализ выживаемости аутогенных Н-2с1-специфичных Тгедэ при одновременном введении с клетками костного мозга мышей ОВА/2 (Н-2с1) сублетально облученным мышам линии В6 (Н-2Ы показал, что Тгедэ стабильно персистировали, главным образом, в селезенке, вокруг очагов экстрамедуллярного кроветворения и поддерживали экспрессию РохрЗ.
Учитывая длительную персистенцию Н-2с)-специфич-ных Тгедэ в ранее описанном эксперименте, авторы исследовали возможность влияния этого явления на динамику отторжения аллогенных кожных трансплантатов. Сублетально облученным мышам В6 (Н-2Ы одновременно вводили клетки костного мозга мышей ОВА/2 (Н-2с1) и Н-2с)-специфичные Тгедэ. Через три недели после восстановления кроветворения проводилась трансплантация кожных лоскутов от мышей ОВА/2 (Н-2с0. В течение всего периода наблюдения (100 сут., а в отдельных сериях — 250 сут.) не было обнаружено каких-либо макроскопических признаков отторжения кожного трансплантата, причем полученный эффект не зависел от степени гемопоэтического химеризма. Однако, при гистологическом исследовании пересаженных лоскутов кожи во всех случаях была обнаружена выраженная инфильтрация тканей эозинофилами и макрофагами. Это свидетельствует о том, что описанная методика не предотвращает
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, N» 4, 2008
■■■ І І І І І І
■ І І І
Новости клеточных технологий
хронического отторжения и, следовательно, вряд ли применима в клинике.
Хроническое отторжение трансплантата обусловлено, главным образом, антигенами минорного комплекса гистосовместимости (МКГ), которые презентируются Т-лимфоцитам в комплексе с МНС реципиента (рис.). Использованные в работе Н-2с)-специфичные Тгедэ распознают антигены только в комплексе с Н-2с1 и, следовательно, не могут предотвратить аллоиммунные реакции, связанные с распознаванием Т-лимфоцитами реципиента комплексов антигенов МКГ с собственными молекулами МНС II (Н-2Ы. Авторы предположили, что использование Тгедэ, специфично распознающих комплексы аллоантигенов МКГ с Н-2Ь, может предотвратить хроническое отторжение.
Для проверки этой гипотезы, Тгедэ мышей линии В6 (Н-2Ы культивировались с АПК мышей П, полученных путем скрещивания мышей линий ОВА/2 (Н-2с0 и В6 (Н-2Ь). Так как молекулы МНС наследуются кодоми-
нантно, АПК мышей И ШВА/2ЧВ6) экспрессировали как Н-2с1, так и Н-2Ь. Следовательно, при культивировании Тгедэ мышей В6 (Н-2Ы с АПК мышей П ШВА/ 2ЧВ6) экспансии подвергались Тгедэ, специфично распознающие как комплексы антиген — Н-2с1 (Н-2с)-специ-фичные Тгедэ), так и комплексы антигены МКГ мышей ОВА/2 — Н-2Ь (МКГ-0ВА/2-специфичные Тгедэ).
Сублетально облученным мышам В6 (Н-2Ь) одновременно вводили клетки костного мозга мышей ОВА/2 (Н-2с1) и аутогенные Тгедэ, предварительно культивированные с АПК П (0ВА/2ЧВ6) мышей. После восстановления кроветворения проводилась трансплантация кожных лоскутов от мышей ОВА/2 (Н-2с1). В течение всего периода наблюдения не было обнаружено каких-либо макроскопических признаков отторжения кожного трансплантата, также как не было выявлено инфильтрации тканей макрофагами и эозинофилами при гистологическом исследовании. Аналогичные результаты были получены в экспериментах с трансплантацией сердца.
Механизмы прямого и непрямого распознавания аллоантигенов. В основе прямого механизма лежит миграция АПК донора из трансплантата в регионарные лимфатические узлы реципиента, где экспрессируемые на их поверхности комплексы молекула МНС 1Нпептид распознаются Т-лимфоцитами. При непрямом распознавании АПК реципиента поглощают антигены минорного комплекса гистосовместимости, источником которых служат клетки трансплантата. Затем АПК опять же мигрируют в регионарные лимфатические узлы и презентируют антигены с собственными молекулами МНС II
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, 1У< 4, 2008
■ ИМИ!
Новости клеточных технологий
В случае использования только Н-2с)-специфичных Тгедэ пересаженные сердца сокращались весь период наблюдения, однако при гистологическом исследовании выявлялись признаки умеренного или тяжелого хронического отторжения в виде выраженной диффузной инфильтрации макрофагами и эозинофилами, деструкции кардиомиоцитов, утолщения интимы, артериосклероза и больших областей фиброза. Напротив, введение аутогенных Тгедэ, предварительно культивированных с Р1 ШВА/2ЧВ6) АПК, предотвращало все признаки хронического отторжения.
Авторы показали, что эффекты введения Тгедэ во всех случаях не являются результатом неспецифической иммуносупрессии. В описанных экспериментах замена трансплантатов кожи или сердца мышей линии ОВА/2 (Н-2с)) на аналогичные трансплантаты мышей линии БЛ (Н-2э) всегда приводила к реакции острого отторжения трансплантата
Данные всех исследований были воспроизведены и подтверждены и для других комбинаций линий мышей с экспрессией разных молекул МНС II.
Таким образом, в работе было показано, что CD4+CD25+Foxp3 регуляторные лимфоциты, при подходящей стимуляции и экспансии in vitro, могут быть успешно использованы для индукции иммунологической толерантности к клеткам костного мозга и последующим аллотрансплантатам кожи и сердца у мышей, подвергнутых предварительному облучению. Предотвращение отторжения, вероятно, обусловлено супрессией аллоспецифичных Т-лимфоцитов вводимыми Tregs. Остается неясным значение химерного гемопоэтичес-кого статуса. С одной стороны его роль может ограничиваться обеспечением важной для выживания Tregs антиген-специфической стимуляцией. С другой — дифференцирующиеся гемопоэтические клетки могут самостоятельно участвовать в индукции центральной и периферической иммунологической толерантности [2].
Использованный в исследовании режим кондиционирования имеет приемлемую для клинического применения токсичность. Авторы считают, что после адаптации протокол может быть использован для индукции специфической иммунологической толерантности у людей.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Coulombe М., Yang Н., Wolf L., Gill R. Tolerance to antigen-presenting cell-depleted islet allografts is CD4T cell dependent. J. Immunol. 1999; 162: 2503-10.
2. Sykes M. Mechanisms of tolerance induced via mixed chimerism. Front. Biosci. 2007; 12: 2922-34.
3. Roncarolo M.-G., Battaglia M. Regulatory T-cell immunotherapy for tolerance to self antigens and alloantigens in humans. Nat. Rev. Immunol. 2007; 7: 585-98.
4. Morelli A., Thomson A. Tolerogenic dendritic cells and the quest for transplant tolerance. Nat. Rev. Immunol. 2007; 7: 610—21.
5. Sakaguchi, S. Ono М., Setoguchi R. et al. Foxp3 1 CD25 1 CD4 1 natural regulatory T cells in dominant self-tolerance and autoimmune disease. Immunol. Rev. 2006; 212, 8-27.
6. Belkaid Y., Blank, R., Suffa I. Natural regulatory T-cells and parasites: a common quest for host homeostasis. Immunol. Rev. 2006; 212: 287-300.
7. Rouse B., Sarangi P., Suvas S. Regulatory T-cells in virus infections. Immunol. Rev. 2006; 212: 272-86.
8. Aluvihare V., Kallikourdis M., Betz A. Regulatory T-cells mediate maternal tolerance to the fetus. Nat. Immunol. 2004; 5: 266—71.
9. Beyer M., Schultze J. Regulatory T-cells in cancer. Blood 2006; 108: 804-11.
10. Bluestone J., Thomson A, Shevach E., Weiner H. What does the future hold for cell-based tolerogenic therapy? Nat. Rev. Immunol. 2007; 7: 650^1.
11. Joffre 0., Gorsse T., Romagnoli P., Hudrisier D., van Meerwijk J. Induction of antigen-specific tolerance to bone marrow allografts with CD4 1 CD25 1 T lymphocytes. Blood 2004; 103: 4216—21.
Подготовил B.C. Сергеев
По материалам: Joffre О., Santolaria T„ Calise D. et al. Prevention of acute and chronic allograft rejection with
CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T4ymphocytes. Nat. Med. 2008; 14: 88-92
Репрограммирование панкреатических экзокриноцитов в функционально-активные р-клетки
Сахарный диабет (СД) 1 -го типа (называемый также инсулинзависимым СД) — наиболее частое заболевание эндокринной системы человека, и наряду с онкологическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями — одна из главных проблем здравоохранения во всем мире. В основе патогенеза СД 1 -го типа лежит аутоиммунная атака секретирующих инсулин р-клеток островков Лан-герганса поджелудочной железы (ПЖ), что приводит к гибели последних и прогрессирующей недостаточности инсулина. До недавнего времени постоянные инъекции инсулина с контролем глюкозы крови и гликогемоглобина были единственным способом компенсации СД 1. Разработанный в конце 90-х годов и прошедший к 2006 году первые клинические испытания Здмонтоновский протокол аллогенной трансплантации островковых клеток для лечения лабильного («ЬпШе-Ьуре») СД 1 с частыми эпизодами гипогликемии открыл новую страницу
в истории СД, дав миллионам пациентов надежду на адекватную компенсацию без необходимости постоянных инъекций инсулина [1, 2]. Однако в используемых на настоящий момент вариантах данного протокола лишь менее половины пациентов сохраняют независимость от инсулина через год после трансплантации. Помимо этого, подобное лечение связано с необходимостью пожизненной иммуносупрессивной терапии для предотвращения алло- (реакция «хозяин против транпланта-та») и аутоиммунного (продолжающаяся эндогенная аутоиммунная атака) отторжения трансплантированных р
новых методов лечения СД 1, неуклонно увеличивается.
Одним из потенциальных способов лечения различных заболеваний, связанных с утратой клеток определенного генеза (в частности, СД 1) является «репрограммирование» дифференцированных, присутствующих
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, ІУ» 4, 2008
