Научная статья на тему 'Способность стрептококков группы а типа М12 связывать иммунные комплексы и их роль в патогенезе постстрептококкового гломерулонефрита'

Способность стрептококков группы а типа М12 связывать иммунные комплексы и их роль в патогенезе постстрептококкового гломерулонефрита Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
350
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕМОЛИТИЧЕСКИЙ СТРЕПТОКОКК ГРУППЫ А ТИПА М12 / ИММУННЫЕ КОМПЛЕКСЫ / СВЯЗЫВАНИЕ МИКРОБАМИ ИММУННЫХ КОМПЛЕКСОВ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Бурова Лариса Александровна, Гаврилова Е. А., Пигаревский П. В., Селиверстова В. Г., Нагорнев В. А.

Ранее во многих исследованиях на экспериментальной модели (кролики) острого постстрептококкового гломерулонефрита (APSGN) нами была доказана роль М-подобных иммуноглобулин Fc-связывающих белков (IgG FcBPs) стрептококка группы A (GAS) в инициации деструктивно-дегенеративных поражений почечных клубочков, характерных для мембранозно-пролиферативного и деструктивного гломерулонефрита. Эта активность была установлена у штаммов типов 1, 22,49, клинические изоляты которых способны связывать Fc фрагмент IgG человека и кролика и рассматриваются в качестве этиологического агента гломерулонефрита. В то же время хорошо известно, что штаммы GAS серотипа Ml2, также часто обладающие нефритогенностью, не способны взаимодействовать с мономерным IgG и обычно связывают агрегированный IgG, хотя, по-видимому, в обоих процессах должны участвовать IgG FcBPs. В настоящей работе референс-штамм GAS типа М12(1800) и 21 клинический изолят того же типа, выделенные от больных APSGN, исследованы на способность связывать два типа искусственно образованных иммунных комплексов (ICs): (а) пероксидаза + антипероксидазный кроличий IgG (PAP ICs) и (б) столбнячный токсоид + антистолбнячный IgG человека (TAT ICs). Из 21 клинического изолята 19 штаммов связывали как РАР, так и TAT ICs аналогично референс-штамму М 12(1800). И только два клинических штамма не связывали перечисленные комплексы. Все штаммы не реагировали с нативным мономерным IgG человека и кролика. Для экспериментов по индукции гломерулонефрита были выбраны штаммы М12(257) и М12(305), по ложительный и отрицательный, соответственно, по связыванию ICs, а также референс-штамм М12(1800). В почечной ткани кроликов, получивших инъекции GAS M12(1800)hGAS М12(257), но не GAS M12(305), была обнаружена картина иммунного воспаления и деструктивно-дегенеративных изменений, сопостави мая с наблюдаемой при APSGN. При этом только штаммы, способные связывать ICs, при введении кроли кам вызывали образование циркулирующих анти-IgG, тканевую депозицию IgG и СЗ, а также продукцию IL-ip, IL-6 и TNF-a мезангиальными и эндотелиальными клетками гломерул. Известно, что именно эти изменения обычно сопровождают развитие экспери ментального гломерулонефрита. Таким образом, по лученные данные подтверждают представления о том, что способность GAS типа М12 связывать ICs, как и способность GAS других типов связывать мономеры IgG, а, следовательно, и рецепторные белки IgG FcBPs, должны играть ведущую роль в нефритогенной потенции данных микробов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Бурова Лариса Александровна, Гаврилова Е. А., Пигаревский П. В., Селиверстова В. Г., Нагорнев В. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CAPACITY OF GROUP A (TYPE M

In former studies, using an experimental rabbit model of acute post-streptococcal glomerulonephritis (GAS), we have proven a role of M-like Fc-binding streptococcal proteins (IgG FcBPs) for initiating destructive/degenerative lesions of renal glomeruli that are characteristic to membranous/proliferative and destructive glomerulonephritis. This activity was shown for the strains of types 1, 22 and 49. Their clinical isolates are able to bind Fc fragment of human and rabbit IgG, and are considered as an etiological agent of glomerulonephritis. It is well known that GAS strains of M12 serotype (commonly nephritogenic) are not able to interact with IgG monomers, and usually bind aggregated IgG, in spite of participation of IgG FcBPs in the both events. In present study, the GAS reference strain M12(1800) and twenty-one clinical strains of M12 type isolated from the patients with acute poststreptococcal glomerulonephritis (APSGN) were tested for binding with two artificial immune complexes (ICs): (i) peroxidase antiperoxidase rabbit IgG (PAP) and (ii) tetanus toxoid -anti-tetanus human IgG (TAT). Streptococcal strain M12 (1800), as well as the majority of clinical isolates (19 strains) were strongly positive for the binding of both ICs tested. Using previously described model of experimental streptococcal glomerulonephritis rabbits were injected with heat-killed M12(1800) and each of two clinical isolates Ml2(257) and Ml2(305), positive and negative for the binding of ICs, respectively. Renal tissue material of rabbits injected with M12(1800) and M12(257), but not M12(305), showed strong inflammatory and degenerative changes compatible with pattern observed in APSGN. Streptococcal strains Ml2(1800) and Ml2(257), in contrast to strain Ml2(305), induced circulating anti-lgG, tissue deposition of IgG and C3 as well as secretion of IL-ip, 11-6 and TNF-a by the glomerular mesangial and endothelial cells. Our experimental data suggest that the IC-binding ability of type M12 streptococci should be of importance for the nephritogenic potential of these GAS serotype strains.

Текст научной работы на тему «Способность стрептококков группы а типа М12 связывать иммунные комплексы и их роль в патогенезе постстрептококкового гломерулонефрита»

Медицинская Иммунология 2006, Т. 8, № 5-6, стр 623-630 © 2006, СПб РО РААКИ

Оригинальные статьи

СПОСОБНОСТЬ СТРЕПТОКОККОВ ГРУППЫ А ТИПА М12 СВЯЗЫВАТЬ ИММУННЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ИХ РОЛЬ В ПАТОГЕНЕЗЕ ПОСТСТРЕПТОКОККОВОГО ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТА

Бурова Л.А., Гаврилова Е.А., Пигаревский П.В., Селиверстова В.Г., Нагорнев В.А., Шален К.*, Тотолян Артем А.

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН,

Санкт-Петербург, Россия;

Отдел медицинской микробиологии, дерматологии и инфекционных болезней Лундского Университета, Лунд, Швеция

Резюме. Ранее во многих исследованиях на экспериментальной модели (кролики) острого постстрептококкового гломерулонефрита (APSGN) нами была доказана роль М-подобных иммуноглобулин Fc-связывающих белков (IgG FcBPs) стрептококка группы А (GAS) в инициации деструктивнодегенеративных поражений почечных клубочков, характерных для мембранозно-пролиферативного и деструктивного гломерулонефрита. Эта активность была установлена у штаммов типов 1, 22, 49, клинические изоляты которых способны связывать Fc фрагмент IgG человека и кролика и рассматриваются в качестве этиологического агента гломерулонефрита. В то же время хорошо известно, что штаммы GAS серотипа М12, также часто обладающие нефритогенностью, не способны взаимодействовать с мономерным IgG и обычно связывают агрегированный IgG, хотя, по-видимому, в обоих процессах должны участвовать IgG FcBPs.

В настоящей работе референс-штамм GAS типа М12(1800) и 21 клинический изолят того же типа, выделенные от больных APSGN, исследованы на способность связывать два типа искусственно образованных иммунных комплексов (ICs): (а) пероксидаза + антипероксидазный кроличий IgG (РАР ICs) и (б) столбнячный токсоид + антистолбнячный IgG человека (ТАТ ICs). Из 21 клинического изолята 19 штаммов связывали как РАР, так и ТАТ ICs аналогично референс-штамму М12(1800). И только два клинических штамма не связывали перечисленные комплексы. Все штаммы не реагировали с нативным мономерным IgG человека и кролика.

Для экспериментов по индукции гломерулонефрита были выбраны штаммы М12(257) и М12(305), положительный и отрицательный, соответственно, по связыванию ICs, а также референс-штамм М12(1800). В почечной ткани кроликов, получивших инъекции GAS М12(1800) и GAS М12(257), но не GAS М12(305), была обнаружена картина иммунного воспаления и деструктивно-дегенеративных изменений, сопоставимая с наблюдаемой при APSGN. При этом только штаммы, способные связывать ICs, при введении кроликам вызывали образование циркулирующих анти-IgG, тканевую депозицию IgG и С3, а также продукцию IL-1p, IL-6 и TNF-a мезангиальными и эндотелиальными клетками гломерул. Известно, что именно эти

_________________________________________ изменения обычно сопровождают развитие экспери-

Адрес для переписки: ментального гломерулонефрита. Таким образом, по-

Бурова Лариса Александровна лученные данные подтверждают представления о том,

Россия, 197376, г. Санкт-Петербург, что способность GAS типа М12 связывать ICs, как и

Ул. Академика Павлова, д.12, ГУ НИИЭМ РАМН, способность GAS других типов связывать мономеры Отдел молекулярной микробиологии. IgG, а, следовательно, и рецепторные белки IgG

Тел.: 234-68-74, факс 234-94-77. FcBPs, должны играть ведущую роль в нефритоген-

E-mail: lburova@yandex.ru ной потенции данных микробов.

Ключевые слова: гемолитический стрептококк группы А типа М12, иммунные комплексы, связывание микробами иммунных комплексов, экспериментальный гломерулонефрит.

Burova L.A., Gavrilova E.A., Pigarevsky P.V., Seliverstova V.G., Nagornev V.A., Schalen V.A., Totolian Artem A. CAPACITY OF GROUP A (TYPE M12) STREPTOCOCCI TO BIND IMMUNE COMPLEXES AND THEIR ROLE IN PATHOGENESIS OF POST-STREPTOCOCCAL GLOMERULONEPHRITIS Abstract. In former studies, using an experimental rabbit model of acute post-streptococcal glomerulonephritis (GAS), we have proven a role of M-like Fc-binding streptococcal proteins (IgG FcBPs) for initiating destructive/degenerative lesions of renal glomeruli that are characteristic to membranous/proliferative and destructive glomerulonephritis. This activity was shown for the strains of types 1, 22 and 49. Their clinical isolates are able to bind Fc fragment of human and rabbit IgG, and are considered as an etiological agent of glomerulonephritis. It is well known that GAS strains of M12 serotype (commonly nephritogenic) are not able to interact with IgG monomers, and usually bind aggregated IgG, in spite of participation of IgG FcBPs in the both events.

In present study, the GAS reference strain M12(1800) and twenty-one clinical strains of M12 type isolated from the patients with acute poststreptococcal glomerulonephritis (APSGN) were tested for binding with two artificial immune complexes (ICs): (i) peroxidase - antiperoxidase rabbit IgG (PAP) and (ii) tetanus toxoid -anti-tetanus human IgG (TAT). Streptococcal strain M12 (1800), as well as the majority of clinical isolates (19 strains) were strongly positive for the binding of both ICs tested. Using previously described model of experimental streptococcal glomerulonephritis rabbits were injected with heat-killed M12(1800) and each of two clinical isolates M12(257) and M12(305), positive and negative for the binding of ICs, respectively. Renal tissue material of rabbits injected with M12(1800) and M12(257), but not M12(305), showed strong inflammatory and degenerative changes compatible with pattern observed in APSGN. Streptococcal strains M12(1800) and M12(257), in contrast to strain M12(305), induced circulating anti-IgG, tissue deposition of IgG and C3 as well as secretion of IL-ip, Il-6 and TNF-a by the glomerular mesangial and endothelial cells. Our experimental data suggest that the IC-binding ability of type M12 streptococci should be of importance for the nephritogenic potential of these GAS serotype strains. (Med. Immunol., 2006, vol.8, № 5-6, pp 623-630)

Введение

Постстрептококковый гломерулонефрит относится к тяжелым иммунопатологическим осложнениям, вызываемым стрептококками группы А (GAS), и развивается, как правило, после перенесенной острой инфекции и в случаях неадекватной терапии. Стрептококки данной группы можно условно разделить на два класса [14]. К классу I относятся так называемые «ревматогенные» типы стрептококков (М1, М3, М5, М6, М14, М18, М19, М24), к классу II

- «нефритогенные» типы, приводящие к развитию острого постстрептококкового гломерулонефрита (APSGN) (М1, М4, М12, М49, М55, М57, М60). Большинство последних обладает способностью активно взаимодействовать с Fc фрагментом IgG человека и некоторых млекопитающих за счет М-подобных IgG Fc-связывающих белков (IgG FcBPs), относящихся к ведущим факторам патогенности микроба.

В последнее время от больных и носителей наиболее часто выделяются штаммы GAS типа М12 [9, 16]. Следует напомнить, что стрептококки данного типа способны реагировать не с мономерным, а с агрегированным IgG человека [20, 21]. Лишь у одного клинического изолята типа М12 удалось выявить связывание IgG3 человека [11, 17, 18]. Попытки обнаружить аналогичную активность у других штаммов типа М12 не увенчались успехом. В то же время, ранее было показано, что референс-штамм типа М12(1800) способен индуцировать у кроликов синтез анти-IgG, тканевую депозицию IgG и C3 компо-

нента комплемента аналогично другим типам GAS, связывающим нативный IgG человека и ряда млекопитающих [6]. Мы отнесли этот эффект за счет связывания бактериями циркулирующих в крови животных естественных микроагрегатов аутологичного IgG, хотя допущение о значительной температурной или химической агрегации аутологичного IgG in vivo является достаточно дискуссионным.

В связи с этим было выполнено настоящее исследование влияния GAS типа М12 (референс-штамма и клинических изолятов) на их способность связывать искусственные иммунные комплексы. Для индукции экспериментального гломерулонеф-рита были отобраны штаммы положительный и отрицательный по связыванию ICs. Полученные результаты должны помочь найти ответ на вопрос о механизме «нефритогенной» потенции стрептококков типа М12.

Материалы и методы

Штаммы GAS, использованные в работе

В работе использовали штаммы GAS: референс-штамм М12(1800) и выделенные от больных пост-стрептококковым гломерулонефритом клинические изоляты типа М12 в количестве 21 штамма, которые были любезно предоставлены доктором J. Sramek из стрептококковой референс-лаборатории ВОЗ (Czech Republic, Prague). Штаммы культивировали на бульоне Тоdd-Hewitt (фирма Difco, США) в аэробных

условиях при температуре 37°С. Микробные клетки убивали нагреванием при 56°С в течение 20-30 минут [6, 8 ].

Введение стрептококков группы А кроликам

Опыты выполнены на кроликах-самках весом 2,0-2,5 кг. Животных получали из питомника лабораторных животных РАМН «Рапполово». ГУ НИИ экспериментальной медицины РАМН имеет разрешение на работу с животными (Animal Welfare Assurance # A5243-01). Кроликам вводили внутривенно 109 убитой нагреванием микробной суспензии в 1 мл фосфатно-солевого буфера (PBS) трижды в неделю в течение 6 - 8 недель [6, 8]. Для выявления анти-IgG пробы крови у животных брали до иммунизации и в течение 8 недель инъекций.

Тест по выявлению анти- IgG антител в сыворотках кроликов

Уровень анти-IgG в сыворотках определяли в реакции пассивной гемагглютинации с эритроцитами человека (группа 0, Rh+), сенсибилизированными анти-резусной (анти-Rh) сывороткой [6]. Кратко, постановка реакции пассивной гемагглютинации заключалась в следующем: свежие эритроциты человека (группа 0, Rh+) сенсибилизировали анти-Rh сывороткой (разведение 1:15 в PBS) в течение 90 минут при 37°С. Наибольшее разведение антистреп-тококковой сыворотки, агглютинирующее 1% сенсибилизированные эритроциты, принимали за титр анти-IgG со специфичностью антигена человека при отрицательной реакции той же антисыворотки с несенсибилизированными эритроцитами человека.

Связывание иммунных комплексов и IgG стрептококками группы А

В работе использовали два варианта искусственных иммунных комплексов (ICs):

А) пероксидаза-антипероксидаза иммунные комплексы с пероксидазой из корня хрена (HRP типа 1, фирмы Sigma, CША) и кроличьего IgG, выделенного из антипероксидазной сыворотки (фирма Dako, Дания) - РАР комплексы;

Б) столбнячный токсоид (SBL Vaccin, Швеция) и антистолбнячный IgG человека (Tetagam, Behrindwerke AG, Marburg, Германия) - ТАТ комплексы.

Для образования растворимого РАР комплекса антитела и антиген смешивали в разных соотношениях: 1:1, 1:2, 1:4 и 2:3, используя 22,7 цМ растворы пероксидазы и анти-пероксидазного кроличьего IgG, исходя из молекулярного веса антигена и антител. После осторожного перемешивания смесь оставля-

ли на 18-20 часов при 4°С [15]. Для разведения иммунных комплексов использовали 0,02М цитратно-фосфатный буфер, полученный путем смешивания соответствующих растворов лимонной кислоты и фосфата натрия для получения рН растворов, равный 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, б,0, б,5, 7,0 и 7,5. Окончательные рН буферных растворов устанавливали с помощью 1М раствора NaOH. Для стабилизации в буферный раствор добавляли 1% бычьего сывороточного альбумина (BSA, фирмы Sigma, CША) высокой степени очистки, не содержащего примеси иммуноглобулинов.

Аналогично готовили растворимые иммунные комплексы столбнячный токсоид -антистолбнячный IgG, с учетом молекулярного веса токсоида и IgG человека (ТАТ комплексы).

Для выявления способности интактных клеток микроба связывать РАР комплексы использовали колоние-дот-блот метод. Идентификацию стрептококковой субстанции, ответственной за связывание РАР ICs, проводили в Western-блоте, используя экстракты стрептококковых клеток, полученные путем обработки микробов ультразвуком. Для выявления связывания ТАТ комплексов использовали радио-иммунный метод с меченным 125I столбнячным ток-соидом.

Методы тестирования IgG Fc-связывающей активности у GAS

Радиоиммунологический метод ( РИА ). IgG Fc-связывающую активность интактных микробов в культуральной суспензии определяли по их способности связывать поликлональный нативный IgG человека или кролика, меченный 125I [б, 8]. Для иодирования иммуноглобулинов и столбнячного токсо-ида использовали хлораминовый метод Greenwood с соавторами [12 ].

Иммуноферментный анализ (колоние-дот - блот). Нитроцеллюлозную мембрану [13] наносили на поверхность кровяного агара с выросшими в течение 18-20 часов стрептококками на 20 минут. Затем мембрану переносили на 30 минут на фильтровальную бумагу, интенсивно смоченную литической смесью (200 мг SDS, 8 мл 5N раствора NaOH и 1мл р-мер-каптоэтанола на 200 мл дистиллированной воды). Затем мембрану отмывали PBS и инкубировали в течение 10 минут в блокирующем буфере (20 мМ Трис-HCl и 0,15 М NaCl, рН 7,4, содержащие 1% BSA с 25 мкг/мл ДНКазы). После отмывания в блокирующем буфере с добавлением 0,1% Tween-20 нитроцеллюлозную мембрану разрезали на полоски и каждую из полосок инкубировали с соответствующими иммунными комплексами, антителами и антигенами, входящими в состав комплекса или с РАР-сис-темой (Dako, Дания) для определения связывания микробами IgG.

Иммуноморфологическое и электронномикроскопическое исследование тканей

Иммуногистохимический метод. Для анализа использовали фиксированные в 4% параформальдегиде (в течение 12 часов) и депарафинированные тканевые срезы. Первые антитела наносили в разведении 1:50 в 0,01М фосфатном буфере рН 7,4, содержащем 1% BSA, и инкубировали в течение 1 часа при комнатной температуре. После отмывания в PBS тканевые срезы инкубировали в течение 1 часа со вторыми антителами, меченными пероксидазой. В качестве субстрата применяли 0,05% диаминобен-зидин-тетрагидрохлорид и 0,03% Н2О2 в РBS (в течение 5 минут), затем срезы промывали в дистиллированной воде [7, 8].

Фиксацию кроличьего IgG в тканях идентифицировали обработкой тканевых срезов козьими мо-носпецифическими антителами к IgG кролика с последующей обработкой срезов антителами к козьему IgG, меченными пероксидазой.

Депозиция С3 компонента комплемента выявлялась обработкой срезов первоначально кроличьей сывороткой к С3 компоненту комплемента человека (перекрестно реагирующему с С3 кролика) производства фирмы Dako (Дания), с последующей обработкой моноспецифической антисывороткой к кроличьему IgG, меченой пероксидазой.

Для определения продукции цитокинов IL-1 р, IL-6 и TNF-a в тканях кроликов срезы обрабатывали поликлональными мышиными антителами к IL-1 Р кролика, козьими антителами к IL-6 человека и козьими антителами к TNF-a кролика, соответственно.

В качестве вторых антител использовали антикозий IgG, либо антимышиный IgG, меченные пероксида-зой.

Для окрашивания тканевых срезов использовали гематоксилин-эозин. Тканевые срезы просматривали в микроскопе Axiomat (Opton). Подготовку срезов к трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ) проводили согласно рекомендациям Угрю-мова М.В. [5 ].

Результаты

Способность стрептококков группы А связывать иммунные комплексы

В модельных опытах с использованием референс-штамма GAS типа М12(1800) было установлено, что оптимальным соотношением антител и антигена в РАР комплексах является соотношение 2:3, а оптимальным для связывания иммунных комплексов является рН 5,5. В колоние-дот-блоте (рис.1) для детекции связывания комплексов различными М типами GAS удалось установить, что среди всех исследованных референс-штаммов можно выделить типы, отрицательные по связыванию ICs (М3, М6, М49- и Т27), положительные по связыванию ICs (М12, М4-, М19, М57, М59, М60) и типы, связывающие как ICs, так и нативный IgG человека и кролика (М1, М5, М4+, М49+, М14, М22, М28, М55, М73 и М76). Большинство типов второй подгруппы относятся к «нефритогенным» типам.

Из 21 клинического изолята типа М12 только два оказались отрицательными по связыванию РАР

Рис.1. Детекция связывания РАР комплексов стрептококками группы А типа М12 (штаммы 1800, 257 и 305) в колоние-дот-блоте. 1 - контроль связывания антигена (пероксидаза); 2 - контроль связывания антител (кроличий IgG, выделенный из антипероксидазной сыворотки); 3 - связывание РАР иммунных комплексов.

ІСб комплексов, в то время как 19 изолятов того же типа в колоние-дот-блоте связывали иммунные комплексы и не связывали нативный IgG человека и кролика.

Рис.2. Тканевые изменения в почечной ткани кроликов, инъецированных референс-штаммом стрептококка типа М12(1800) (а, б, в, г, е) и клиническим изолятом М12(305) - негативным по связыванию иммунных комплексов (д).

Продукция ыр (а), TNF-a (б), ^-6 (в) - показано стрелками - и отсутствие синтеза ыр (д) мезангиальными клетками почечного клубочка. Депозиция 1дС на базальной мембране почечного клубочка (г) - показано стрелками. Склероз капилляров почечного клубочка (е). а, в, г, д Х850; б, е Х700; е- окраска гематоксилин-эозином.

Для связывания 125!-ТАТ комплексов референс-штаммом оптимальным оказалось соотношение антител и антигена 1:1 и pH буфера б,0. Для большинства референс-штаммов связывание ТАТ комплексов не превышало 40%, за исключением двух типов стрептококков М1 и М4+: где для М1 связывание ICs составляло 9б%, а для М4+ - б0%. По-видимому, у IgG Fc-позитивных штаммов GAS связывание ICs должно осуществляться за счет IgG FcBPs.

Большинство клинических изолятов (19 из 21) были способны связывать 30-40% ТАТ комплексов. Только один штамм 12(305) был негативным по связыванию обоих видов ICs. Все изоляты и референс-штамм М12 (1800) практически не связывали нативные IgG человека и кролика: связывание 125I-IgG не превышало 3,7-5,9% (табл.1).

В Western-блот анализе была идентифицирована субстанция с молекулярным весом порядка 48-50 КD, ответственная за связывание ICs стрептококками типа М12.

Индукция экспериментального гломерулонефрита у кроликов GAS типа М12

Для индукции экспериментального гломерулонефрита были использованы следующие штаммы типа М12: референс-штамм М12(1800) и клинический штамм 12(257) - положительные по связыванию РАР и ТАТ комплексов, а также клинический штамм 12(305) - отрицательный по связыванию обоих видов ICs.

Табл. 1. СПОСОБНОСТЬ GAS ТИПА М12, РЕФЕРЕНС-ШТАММА (1800) И КЛИНИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОВ ИНДУЦИРОВАТЬ ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТ У КРОЛИКОВ

Штамм Cвязывание нативного IgG Связывание РАР и ТАТ иммунных комплексов Продукция анти-IgG Депозиция IgG и С3 в почечной ткани Продукция IL-1p, IL-6, TNF-a Индукция гломеру- лонефрита

М12/1800 2,5% +* 43,5%** 1: 320 + + +

M12/257 3,5% + 37,4% 1: 160 + + +

M12/305 3,0% _ 5,7% <1: 10 - - -

* - связывание РАР комплексов: + наличие, _ отсутствие; ** - процент связывания ТАТ комплексов в РИА.

Почечная ткань шести кроликов, которым штаммы М12(1800), М12(257) и М12(305) вводились с целью индукции процесса, была подвергнута иммуноморфологическому и гистологическому исследованию. Суммарные данные по способности микробов типа М12 инициировать гломерулонефрит приведены в таблице 1 и на рисунках 2 и 3. Как следует из таблицы, депозиция IgG и С3 была выявлена на базальной мембране почечных клубочков у четырех кроликов, инъецированных культурами М12(1800) и М12(257). У этих же кро-

ликов отмечалась продукция провоспалительных цитокинов мезангиальными и эндотелиальными клетками: 1Ь-1р, 1Ь-6 и TNF-a. При микроскопии почечной ткани указанных кроликов были обнаружены интенсивные деструктивно-дегенеративные изменения, характерные для мембранознопролиферативного гломерулонефрита. Ни у одного из кроликов, получивших инъекции культуры М12(305), не наблюдали депозицию IgG и С3, продукцию цитокинов или деструкцию почечной ткани (табл. 1, рис. 2 и 3).

Рис.3. Морфологические изменения в почечной ткани кроликов после инъекций стрептококков типа М12: референс-штамма 12(1800) и клинических изолятов 12(257) и 12(305), позитивного и негативного по связыванию иммунных комплексов. ТЕМ.

а) М12(1800). Деструктивно-дегенеративные изменения подоцитов (показано стрелками), деструкция эндотелия и выраженная пролиферация мезангиальных клеток. Х 28000.

б) М12(257). Интенсивное утолщение базальной мембраны, пролиферация мезангиальных клеток и атрофия клубочка. Х 24000.

в) М12(305). Расширение и наполнение клубочковых петель, незначительная гипертрофия подоцитов без выраженных дегенеративных изменений. Х32000.

г) Почечная ткань нормального кролика. Х 28000.

Обсуждение

Острый гломерулонефрит - тяжелое поражение аппарата почечных клубочков, развивающееся как последствие перенесенной стрептококковой инфекции кожи или верхних дыхательных путей [10, 22,

23, 24]. Возникая остро, как APSGN, процесс может приобретать хроническое течение и нередко приводит к дисфункции почек и к формированию вторичной гипертонии с летальным исходом [22]. Сложность изучения патогенетических механизмов стрептококкового гломерулонефрита вызвана его многофакторностью и связана с отсутствием адекватной заболеванию экспериментальной модели.

Ранее нами выдвинута и в последующем обоснована концепция об инициирующей роли IgG Fc-свя-зывающих М подобных белков стрептококка группы А в индукции APSGN [2, 3, 4]. Она основана на способности IgG FcВРs белков GAS играть ключевую роль в патогенности стрептококков. Известно, что при GAS инфекции в крови больных резко возрастает концентрация IgG [19]. Этот факт, по-видимому, является следствием того, что IgG организ-ма-хозяина при взаимодействии с IgG FcBPs приобретает аутоантигенные свойства в результате конформационных изменений в молекуле аутологичного иммуноглобулина G. Образующиеся при этом анти-IgG и, как следствие, иммунные комплексы IgG - анти-IgG способны «откладываться» в области базальной мембраны гломерул, что при условии депозиции в этих же структурах С3 компонента комплемента должно приводить к продукции ме-зангиальными клетками клубочков различных про-воспалительных цитокинов и к формированию условий для проявления иммунного воспаления и деструктивных процессов в почечной ткани [1, 2]. Таковы основные положения выдвинутой концепции.

Описанный процесс вызывался исключительно штаммами GAS, обладающими IgG Fc-связываю-щей активностью в отношении нативного мономерного IgG. Именно эти штаммы обладают «нефритогенной» потенцией и часто выделяются от больных с APSGN. Исключение составляли штаммы типа М12, которые не способны реагировать с нативным IgG человека и кролика [20, 21]. Обращало на себя внимание то обстоятельство, что штаммы М12 типа, как правило, могли индуцировать у кроликов синтез анти-IgG, приводили к депозиции IgG и С3 комплемента на базальной мембране гломерул и к экспрессии их клетками провоспалительных ци-токинов [6].

Изучение способности широкого набора рефе-ренс-штаммов GAS разного серотипа реагировать с иммуноглобулинами позволило разделить их на три подгруппы: отрицательные и положительные по связыванию ICs, а также положительные по связы-

ванию ICs и нативного IgG. При этом все возможные «нефритогенные» типы укладывались в последние две подгруппы и преимущественно во вторую подгруппу. По-видимому, присутствие IgG FcBPs белков принципиально значимо для проявления этого свойства у GAS. Мы допускаем, что взаимодействие FcBPs, c одной стороны, и мономерного либо агрегированного IgG или искусственно сформированных иммунных комплексов, с другой, - реализуется посредством феномена Fc рецепции, хотя проявления этого реагирования у разных типов могут иметь различные механизмы и степень выраженности. В соответствии с этим ответ организма-хозяина (индукция анти-IgG, уровень С3 комплемента и тканевой депозиции иммунных комплексов и пр.) должен также проявляться по-разному. Приведенные в работе данные обнаружили способность клинических штаммов типа М12 связывать искусственные иммунные комплексы (РАР и ТАТ комплексы). Из 21 исследованного изолята только два оказались лишенными способности связывать ICs.

Как следует из экспериментов, только штаммы типа М12: М12(1800) и М12(257), связывающие ICs, проявляли «нефритогенность» и приводили к развитию аналога APSGN у подопытных кроликов. Введение кроликам штамма М12(305), лишенного способности связывать ICs, не вызывало поражения сосудистого аппарата почечных клубочков, характерного для мембранозно-пролиферативного гломерулонефрита. Незначительные изменения, показанные на рис. 2 и 3, были преходящими и подверженными быстрому обратному развитию, а сама «нефритогенная» активность штаммов не зависела от вида иммунных комплексов. По-видимому, в условиях in vivo для инициации стрептококкового гломерулонефрита достаточно присутствие в организме хозяина различных видов и форм ICs, способных связываться со стрептококками группы А типа М12.

Благодарности

Исследования были поддержаны грантом РФФИ (02-04-49223), грантом Президента России (НШ-2206.2003.4), а также грантами Alfred Osterlund Foundation, Royal Physiographical Society, Swedish Institute (Visby programme).

Список литературы

1. Бурова Л.А., Тотолян А.А. Роль стрептококковых рецепторов в формировании микробного очага и развитии иммунопатологических состояний // Ревматология. - 1988. - № 3. - С.9-12.

2. Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пигаревский П.В., Гладилина М.М., Молчанова И.В., Селивер-

стова В.Г., Терн А., Линдал Г., Тотолян А.А. Стрептококковые IgG Fc-связывающие белки-факторы инициации экспериментального гломе-рулонефрита // Бюл. экспер. биол. мед.- 1999. -128. - № 11. - С.548-552.

3. Тотолян А.А., Бурова Л.А. Критический анализ предполагаемых механизмов патогенеза по-стстрептококкового гломерулонефрита // Микроб. антимикроб. химиотерап. - 2001. - 3.- №4.-С.316-323.

4. Тотолян А.А., Бурова Л.А., Нагорнев В.А., Пи-гаревский П.В., Шален К. Сердечно-сосудистые поражения при инфекционных заболеваниях // Вестник Российской Академии медицинских наук. -

2003. - №2. - С.56-61.

5. Угрюмов М.В. Современные методы иммуноцитохимии и гистохимии.// Итоги науки и техники. Серия “Морфология человека и животных”.-Т.15. - М.: Наука, 1991.-117 с.

6. Burova L.A., Koroleva I.V., Ogurthzov R.P., Mu-rashov S.V., Svensson M.-L., Schalen C. Role of streptococcal IgG Fc-receptor in tissue deposition of IgG in rabbits immunized with Streptococcus pyogenes // APMIS. - 1992. - Vol. 100. - P.567-574.

7. Burova L.A., Nagornev V.A., Pigarevsky P.V., Gladilina M.M., Seliverstova V.G., Schalen C., Toto-lian A.A. Triggering of renal tissue damage in rabbit by IgG Fc-receptor-positive group A streptococci // AP-MIS. - 1998. - Vol. 106. - P.277-287.

8. Burova L., Thern A, Pigarevsky P., Gladilina M., Seliverstova V., Gavrilova E., Nagornev V., Schalen C., Totolian A. Role of group A streptococcal IgG-binding proteins in triggering experimental glomerulonephritis in the rabbit // APMIS. - 2003. - Vol. 111. - P.955-962.

9. Creti R. Emm-types, virulence traits and antibiotic resistance genes of S.pyogenes strains isolated from carriers and infections. // International Symposium «Glo-bal burden of Streptococcal disease and European battle against it- mnclusion of Strep-EURO project». Lund, Sweden 22-23 May, 2006. - P.23.

10. Cunningham M.W. Pathogenesis of group A streptococcal infections. // Clin. Microbiol. Rev. - 2000.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- Vol. 13. - P.470-511.

11. Johansson P.J. Malone C.C., Williams R.C.Jr, Retnoningrum D.S., Cleary P.P. Streptococcus pyogenes type M12 protein shows selective binding to some human immunoglobulin G3 myeloma proteins / / Infect. Immun .- 1994.- Vol. 62. - №8. - С.3559-3563.

12. Greenwood F.C., Hunter W.M., Glover J.S. The preparation of 125 I-labelled human growth hormone of high specific activity // Biochem. J. - 1963. - Vol.89, P.114-123.

13. Handman E., Jarvis H.M. Nitrocellulose-based assays for the detection of glycolipids and other anti-

gen: mechanism of binding to nitrocellulose // J. Immunol. Meth. - 1985. - Vol.83. - P.113-123.

14. Martin D.R. Rheumatogenic and nephritogenic group A streptococci // In: Streptococci and the Host / eds.: Horaud T., Bouvet A., Leclercq R., De Montclos H., Sicard M. - New York: Plenum Press, 1997. -Vol.418. - P. 21-27.

15. Motie M., Brockmeier S., Potempa L.A. Binding of model soluble immune complexes to modified C-reactive protein // J. Immunol. - 1996. - Vol.156. - P.4435-4441.

16. Papaparaskevas J., Stathi A., Tassios P.T., Za-chariadou L., Pangalis A., Legakis N.J. Microbiological, epidemiological and clinical investigation of invasive Group a streptococcal infections, Greece 2003-

2004. // International Symposium «Global burden of Streptococcal disease and European battle against it-conclusion of Strep-EURO project». Lund, Sweden 2223 May, 2006. - P.24.

17. Retnoningrum D.S., Podbielski A., Cleary P.P. Type M12 protein from Streptococcus pyogenes is a receptor for IgG3 // J. Immunol. - 1993. - Vol.150. - №6.

- P.2332-2340.

18. Retnoningrum D.S., Cleary P.P. M12 protein from Streptococcus pyogenes is a receptor for immunoglobulin G3 and human albumin // Infect. Immun. -1994. - Vol.62. - P.2387-2394.

19. Rodrigues-Iturbe B., Carr R.I., Garcia R., Rabide-au D., Rubio L., McIntosh R.M. Circulating immune complexes and serum immunoglobulins in acute poststreptococcal glomerulonephritis // Clin. Nephrol. -1980. - Vol.13. - P.1-4.

20. Schalen C., Christensen P., Kurl D., Sramek J., Svensson M.-L. Interaction of nephritis strain-associated group A streptococci with aggregated human IgG // In: Recent Advances in Streptococci and Streptococcal Diseases / eds. Kimura Y., Kotami S., Shiokawa

S. -London: Reedbooks Ltd., 1985. - P. 81-82.

21. Schalen C., Kurl D.N., Christensen P. Independent binding of native and aggregated IgG in group A streptococci // APMIS, Sect. B. - 986. - Vol.94. -P.333-338.

22. Silva F.G. Acute postinfectious glomerulonephritis and glomerulonephritis complicating persistent bacterial infection. In: Jennette J.C., Olson J.L., Schwartz M.M., Silva F.G., editors. Hepinstall’s pathology of the kidney. 5th ed. Philadelphia:Lippincott-Raven Publishers, 1998. - P. 389-453.

23. Stollerman G.H. Rheumatic fever and streptococcal infection. In: Stollerman G.H., editor. Clinical cardiology monographs. New York: Grune and Stratton, 1975. - P.1-303.

24. Stollerman G.H. Rheumatogenic streptococci and autoimmunity // Clin. Immunol. Immunopathol.

- 1991. - Vol.61. - P.131-142.

поступила в редакцию 01.09.2006 принята к печати 20.10.2006

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.