РОЛЬ НАРУШЕНИЯ РЕГУЛЯЦИИ №КВ В ПАТОГЕНЕЗЕ РАССЕЯННОГО
СКЛЕРОЗА
А.П. Дутченко, студент Я.И. Шатобалов, студент
Научный руководитель: В.А. Семенов, д-р мед. наук, профессор Кемеровский государственный медицинский университет (Россия, г. Кемерово)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-12-4-92-95
Аннотация. Данное исследование посвящено изучению роли ядерного фактора кВ (^-кВ) в патогенезе рассеянного склероза (РС), многофакторного заболевания центральной нервной системы. Актуальность работы обусловлена постоянным поиском генетических маркеров, предсказывающих течение РС, и растущим интересом к влиянию генетических полиморфизмов на восприимчивость к этому заболеванию. В исследовании анализируется влияние кВ, ключевого регулятора воспаления, на развитие РС, с учетом его взаимодействия с другими факторами иммунного ответа. Полученные результаты демонстрируют связь между генетическими вариантами, расположенными вблизи гена ^-кВ1 (rs228614-G), и измененной активностью ^-кВ в иммунных клетках пациентов с РС. Установлено, что данный вариант риска связан с повышенной экспрессией NF-кB и нарушением его регуляции, что потенциально способствует развитию и прогрессированию заболевания. Эти данные вносят вклад в понимание молекулярных механизмов РС и могут иметь значение для разработки новых стратегий диагностики и лечения.
Ключевые слова: фактор транскрипции, ^-кВ, рассеянный склероз, воспаление, демиелинизация.
В настоящее время активно изучается связь генотипа с восприимчивостью к рассеянному склерозу (РС) в рамках гипотезы о мульти-факторной этиологии данного заболевания. Практическим аспектом данной проблемы является разработка прогнозирования течения РС на основе генетического анализа. В исследованиях многих авторов выявляется ассоциация отдельных аллелей полиморфных генов с различными клиническими признаками болезни [1]. Ядерный фактор kB (NF-kB) включает семейство факторов транскрипции, которые координируют экспрессию сотен генов путем образования гомодимеров или гетеро-димеров. У млекопитающих существует пять представителей семейства NF-kB: RelA (p65), RelB, c-Rel, p105 (NF-kB1) и p100 (NF-kB2). В большинстве покоящихся клеток NF-kB задерживается в цитоплазме путем взаимодействия с любым из семейства ингибиторов белков kB (IkB), таких как IkBa, IkBp и p100. При стимулированных сигналах IkB-киназа (IKK) быстро фосфорилирует IkB и облегчает его убиквитинирование и протеасомальную деградацию, что в конечном итоге обеспечи-
вает проникновение КР-кВ в ядро и повышает его транскрипционную активность.
Учитывая, что КР-кВ влияет почти на весь арсенал иммунных защитников и иммунных клеток, особое беспокойство постепенно сосредоточилось на ключевой роли нарушения регуляции КР-кВ при многих аутоиммунных воспалительных заболеваниях, включая рассеянный склероз, системную красную волчанку и сахарный диабет 1 типа [2].
Цель исследования - изучить, какую роль играет нарушение регуляции NF-kB в патогенезе рассеянного склероза.
Результаты исследования
Рассеянный склероз - это многофакторное воспалительное демиелинизирующее заболевание центральной нервной системы (ЦНС), характеризующееся повторной демиелиниза-цией и инвалидизирующими исходами. Хотя точная этиология рассеянного склероза остается неясной, взаимодействие между предрасполагающими генами и окружающей средой запускает рассеянный склероз на доклинической стадии, в первую очередь путем воздействия на иммунную систему. Посколь-
ку аберрантные периферические иммунные клетки проникают в ЦНС через разрушенный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и вызывают дальнейшее воспаление, преимущественно повреждаются олигодендроциты и нейроны, что приводит к демиелинизации и нейродегенерации. Анализ активных поражений человека при рассеянном склерозе демонстрирует сложный иммунный репертуар, который включает, но не ограничивается лимфоцитами, антителами, цитокина-ми/хемокинами, макрофагами, микроглией и комплементом [3-5].
Считается, что среди этой внутренней сети аутореактивные Т-клетки против антигенов миелина инициируют и усиливают заболевание, когда они мигрируют в ЦНС, где они реактивируются. Эта идея была подкреплена несколькими рядами косвенных доказательств: во-первых, миелинреактивные Т-клетки были выделены как из крови, так и из спинномозговой жидкости пациентов с рассеянным склерозом; во-вторых, сообщалось об ухудшении исхода у пациентов с рассеянным склерозом, получавших лиганд с измененным пептидом на основе основного белка миелина [6].
С появлением исследований общегеномных ассоциаций и других генетических технологий недавно сообщалось о большом наборе вариантов предрасположенности к рассеянному склерозу, некоторые из которых относятся к генам, регулирующим путь КР-кВ. Последующие исследования отметили повышенные уровни КР-кВ в общем количестве мононуклеарных клеток периферической крови, CD3+/CD4+ Т-клеток и моноцитов у пациентов с рассеянным склерозом. Кроме того, CD4+ Т-клетки от доноров, несущих ге228614-^ вариант риска рассеянного склероза, ближайший к КР-кВ1, демонстрировали повышенную деградацию 1кВа и ядерную транслокацию КР-кВ р65 после стимуляции TNF-a. Измененные ответы КР-кВ были обусловлены повышенной экспрессией самого №-кВ, при этом вариант ге228614^ индуцировал 20-кратное увеличение р50 КР-кВ и снижение нескольких негативных регуляторов NF-kB. Некоторые исследования показали связь между увеличением количества генов, связанных с КБ-кВ, в Т-клетках и рецидивом рассеянного склероза. Совсем недавно было
показано, что другой аллель риска рассеянного склероза, rs7665090-G, усиливает передачу сигналов NF-kB и гены-мишени в астроцитах, что увеличивает лимфоцитарную инфильтрацию и размер очага рассеянного склероза. Эти данные помогают объяснить, как NF-kB может способствовать прогрессированию рассеянного склероза в различных отношениях. В сочетании с патологическими исследованиями, которые выявили активированные субъединицы NF-kB в макрофагах, микроглии, олигодендроцитах, астроцитах и периваску-лярных лимфоцитах вблизи активных бляшек при рассеянном склерозе или в них, представляют интерес исследования по изучению влияния дисфункционального NF-kB на различные типы клеток при рассеянном склерозе [7].
Терапевтический потенциал при рассеянном склерозе
В настоящее время считается, что терапевтическая эффективность многих одобренных методов лечения рассеянного склероза, по крайней мере частично, обусловлена блокадой сигнального пути NF-kB в периферической нервной системе и иммунном ответе ЦНС. Например, было показано, что диме-тилфумарат эффективно подавляет выработку IL-6, TNF, оксида азота (NO) и активацию NF-kB в стимулированной микроглии, а его активный метаболит, монометилфумарат, частично подавляет созревание миелоидных дендритных клеток (DC) посредством передачи сигналов NF-kB, тем самым снижая про-воспалительную активность в культивируемых Т-клетках. Было замечено, что FTY720 и фосфорилированный FTY720 снижают активность NF-kB в культивируемых астроцитах. Также было обнаружено, что наиболее широко используемые глюкокортикоиды подавляют NF-kB, напрямую ингибируя активацию генов, зависимых от p65, и косвенно усиливая синтез iKBa [8].
Хотя ингибиторы NF-kB не одобрены для клинического лечения рассеянного склероза, в фундаментальных исследованиях на животных было показано, что значительное количество природных компонентов (например, пи-перолонгимин и денантин) оказывают положительное влияние на NF-kB. Более того, селективный ингибитор NF-kB пирролидин-дитиокарбамат значительно снижал частоту и тяжесть развития экспериментального ауто-
иммунного энцефаломиелита у крыс. Ингибитор ГКК1/2 снизил уровень ГЬ-17 и ГРК-у в плазме крови и уменьшил симптомы ЭАЭ. Введение PS-1145, соединения, которое инги-бирует ГКК2- и КЕМО-зависимую каноническую передачу сигналов КР-кВ, но сохраняет альтернативный сигнальный путь КР-кВ, эффективно улучшило состояние при ЭАЭ, которое характеризовалось снижением пролиферации лимфоцитов и выработки цитокинов (ГЬ-2 и ГЬ-17). Аналогичным образом, пептиды, соответствующие КЕМО-связывающему домену, обладают высокой способностью подавлять выработку и активацию энцефалито-генных Т-клеток, а также реакции ТН1-клеток, тем самым значительно защищая от ВЗН [9].
Как было сказано выше, чрезмерные и устойчивые иммунные реакции в первую очередь способствуют повреждению тканей при рассеянном склерозе. В этом контексте возникает неконтролируемая активность КР-кВ, которая ещё больше усиливает воспаление в самоподдерживающемся цикле. Несколько линий доказательств, основанных на клинических и фундаментальных данных, указывают на положительный эффект ингибирования пути КР-кВ. Однако, поскольку базальный ЫР-кВ имеет решающее значение для нормальной клеточной физиологии и уничтожения патогенов, неселективная блокада КР-кВ может привести ко многим нежелательным побочным эффектам. Недавно мы сообщили, что блокада Т№Ю или Т№ШГ по-разному влияет на ТН17 и Treg-клетки. Кроме того, поскольку КР-кВ оказывает различное воздействие в зависимости от изоформы, типа активированных клеток и силы провоцирующего события, трудно предсказать терапевтический эффект. Ещё одним препятствием являются различия между моделью ЕАЕ и рассеянным склерозом у людей, а также гетерогенный па-
прогрессирующим рассеянным склерозом. Таким образом, были предприняты значительные усилия для повышения безопасности ингибирования NF-kB, в том числе для избирательного снижения активности NF-kB путём воздействия на комплекс IKK, белки IkB и убиквитин-протеасомную систе-
му. Ингибирование NF-kB в конкретных органах привлекло большое внимание из-за его потенциального эффекта, позволяющего избежать системных побочных эффектов. Было показано, что местное введение олигодезок-синуклеотидов-ловушек NF-kB (ODN), инкапсулированных в вирусные везикулы, эффективно лечит различные модели воспалительного колита, не нарушая внекишечную активацию NF-kB. Дальнейшие исследования по доставке ODN-ловушек NF-kB в воспалённые ткани также показали, что они успешно лечат заболевания кишечника у мышей и восстанавливают гомеостаз толстой кишки [10].
Заключение
Рассеянный склероз - это аутоиммунное воспалительное заболевание, вызванное сложным взаимодействием между окружающей средой и предрасполагающими к нему генами. Убедительные данные подтверждают критическую роль аномальной активации NF-kB, которая запускает провоспалительные процессы по нескольким направлениям, в патогенезе рассеянного склероза и экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита. Поскольку NF-kB оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие, были изучены многообещающие препараты для сохранения необходимой активности NF-kB. В связи с этим для терапевтической модуляции нейровоспаления и нейродегенерации необходимо лучше понимать молекулярные процессы, определяющие момент, когда реакции NF-kB переходят от защитных к повреждающим.
тогенез у пациентов с рецидивирующим и
Библиографический список
1. Загорская Н.Н., Арефьева Е.Г., Субботин А.В., Семенов В.А., Короткевич Н.А., Кудрявцева Е.А., Филиппенко М.Л. Генетические предикторы обострений рассеянного склероза // Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины. Сборник научных трудов к 60-летию Кемеровской государственной медицинской академии. - Кемерово, 2015. - С. 64-65.
2. Чжан Кью, Ленардо М. Дж., Балтимор Д. 30 лет NF-kB: расцвет актуальности для патобиологии человека // Cell. - 2017. - № 168. - С. 37-57. - DOI: 10.1016/j.cell.2016.12.012.
3. Sun S C. Неканонический сигнальный путь NF-kB // Cell Res. - 2011. - № 21. - С. 71-85. -DOI: 10.1038/cr.2010.177.
4. Ли Кью, Верма Им. Регуляция NF-kB в иммунной системе // Натуральный иммунол. - 2002.
- № 2. - С. 725-734. - DOI: 10.1038/nri910.
5. Конг Н., Лан Кью, Су Ш., Чен М., Ван Дж., Ян З. и др. Индуцированные Т-регуляторные клетки подавляют остеокластогенез и эрозию кости при коллагениндуцированном артрите лучше, чем естественные Т-регуляторные клетки // Ann Rheumdis. - 2012. - № 71. - С 1567-1572.
- DOI: 10.1136/annrheumdis-2011-201052.
6. Су У., Фан Х., Чен М., Ван Дж., Бранд Д., Хэ Х. и др. Индуцированные CD4 + белок-позитивные Т-клетки подавляют функцию тучных клеток и устанавливают контактную гиперчувствительность через TGF-beta1 // J Allergy Clin Immunol. - 2012. - № 130. - С. 444-452. -DOI: 10.1016/j .jaci.2012.05.011.
7. Ло У, Ву У, Гу Дж., Чжан Х, Данг Дж., Ван Дж. и др. Полученные лимфоциты из ткани десны человека, подавляют остеокластогенез и эрозию кости через сигнальный путь CD39-аденозина при аутоиммунном артрите // БиоМедицина. - 2019. - № 43. - С. 620-631. -DOI: 10.1016/j.ebiom.2019.04.058.
8. Силдир Г., Тергаонкар В. Неканоническая передача сигналов NF-kB в здоровье и болезнях // Тенденции молекулярной медицины. - 2016. - № 22. - С. 414-429. -DOI: 10.1016/j.molmed.2016.03.002.
9. Мачадо-Сантос Дж., Саджи Э., Трёшер А.Р., Паунович М., Либлау Р., Габриэли Г. и др. Компартментализированный воспалительный ответ в мозге при рассеянном склерозе состоит из тканевых CD8+ Т-лимфоцитов и В-клеток // Brain. - 2018. - № 141. - С. 2066-2082. -DOI: 10.1093/brain/awy151.
10. Бэкер-Аллан К., Каскоу Б.Дж., Вайнер Х.Л. Рассеянный склероз: механизмы и иммунотерапия // Neuron. - 2018. - № 97. - С. 742-768. - DOI: 10.1016/j.neuron.2018.01.021.
THE ROLE OF NF-KB DYSREGULATION IN THE PATHOGENESIS
OF MULTIPLE SCLEROSIS
A.P. Dutchenko, Student Ya.I. Shatobalov, Student
Supervisor: V.A. Semenov, Doctor of Medical Sciences, Professor Kemerovo State Medical University (Russia, Kemerovo)
Abstract. This study is devoted to the study of the role of nuclear factor kB (NF-kB) in the pathogenesis of multiple sclerosis (MS), a multifactorial disease of the central nervous system. The relevance of the work is due to the constant search for genetic markers predicting the course of MS and the growing interest in the influence of genetic polymorphisms on susceptibility to this disease. The study analyzes the effect of NF-kB, a key inflammatory regulator, on the development of MS, taking into account its interaction with other immune response factors. The results obtained demonstrate the relationship between genetic variants located near the NF-kB1 gene (rs228614-G) and the altered activity of NF-kB in the immune cells ofpatients with MS. It has been established that this risk variant is associated with increased expression of NF-kB and a violation of its regulation, which potentially contributes to the development and progression of the disease. These data contribute to the understanding of the molecular mechanisms of MS and may be relevant for the development of new diagnostic and treatment strategies.
Keywords: transcription factor, NF-kB, multiple sclerosis, inflammation, demyelination.