Цитокины во влаге передней камеры глаза и их роль в развитии системного иммунного ответа на антигены тканей глаза Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Medical Immunology (Russia)/ Медицинская иммунология СООО^&еНЫЯ Meditsinskaya Immunologiya

2015, Т. 17, № 2, стр. 179-182 . . 2015, Vol. 17, No 2, pp. 179-182

© 2015, СПбРО РААКИ ShOVt COmmUniCtttlOnS © 2015, SPb RAACI

ЦИТОКИНЫ ВО ВЛАГЕ ПЕРЕДНЕЙ КАМЕРЫ ГЛАЗА И ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ СИСТЕМНОГО ИММУННОГО ОТВЕТА НА АНТИГЕНЫ ТКАНЕЙ ГЛАЗА

Куликова И.Г., Слепова О.С., Денисова Е.В., Ковалева Л.А., Макаров П.В., Ловпаче Д.Н.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Министерства здравоохранения РФ, Москва, Россия

Резюме. Работа посвящена исследованию связи между концентрацией различных цитокинов во влаге передней камеры глаза (ВПК) и развитием системного клеточного иммунного ответа на антигены тканей глаза, рассматриваемого в аспекте нарушения феномена «иммунного отклонения, связанного с передней камерой глаза (ИОПК)». Исследования проводились параллельно с помощью мультиплексного анализа цитокинов (использовался проточный цитометр) и реакции торможения миграции лейкоцитов. Обследовано 26 пациентов с различными формами офтальмопатологии (увеи-ты — 18, кератоувеиты — 3, глаукома — 5). Показано, что снижение уровня TGF-P1 и увеличение ряда провоспалительных, хемотаксических цитокинов в ВПК ассоциируется с развитием органоспецифи-ческой сенсибилизации.

Ключевые слова: цитокины, передняя камера глаза, органоспецифический аутоиммунитет, мультиплексный анализ, реакция торможения миграции лейкоцитов, офтальмопатология

CYTOKINES IN ANTERIOR EYE CHAMBER LIQUID: THEIR ROLE IN DEVELOPMENT OF SYSTEMIC IMMUNE RESPONSE TO OCULAR TISSUE ANTIGENS

Kulikova I.G., Slepova O.S., Denisova E.V., Kovaleva L.A., Makarov P.V., Lovpache D.N.

The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Abstract. The work is dedicated to studies of interrelations between the cytokine contents in the liquid from anterior eye chamber (AEC), and development of systemic immune response to ocular tissue antigens, described in terms of an anterior eye chamber-associated immune disturbance (ACAID phenomenon). The immune assays were conducted in parallel, using multiplex cytokine analysis (flow cytometry technique), and leukocyte inhibition migration reaction. Twenty-six patients with different forms of ophthalmic pathology were examined, including cases of uveitis (18), keratouveitis (3), glaucoma (5). It is shown that the reduced TGF-pi levels and increased concentrations of proinflammatory, chemotactic cytokines in AEC liquid are associated with development of organ-specific immune sensitization.

Keywords: cytokines, anterior eye chamber, organ-specific autoimmunity, multiplex analysis, migration inhibition test, leukocytes, ophthalmopathology

Адрес для переписки: Address for correspondence:

Куликова Ирина Геннадьевна Kulikova Irina G.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases

им. Гельмгольца» Министерства здравоохранения РФ 105062, Russian Federation, Moscow, Sadovaya-105062, Россия, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14/19. Chernogryazskaya str., 14/19. Тел.: 8(926) 386-40-29. Phone: 7(926) 386-40-29.

E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

Образец цитирования: For citation:

И.Г. Куликова, О.С. Слепова, Е.В. Денисова, Л.А. Ковалева, I.G. Kulikova, O.S. Slepova, E.V. Denisova, L.A. Kovaleva,

П.В. Макаров, Д.Н. Ловпаче, «Цитокины во влаге передней P.V. Makarov, D.N. Lovpache, "Cytokines in anterior eye chamber

камеры глаза и их роль в развитии системного иммунного liquid: their role in development of systemic immune response to

ответа на антигены тканей глаза» // Медицинская ocular tissue antigens", Medical Immunology, 2015, Vol. 17, no. 2,

иммунология, 2015. Т. 17, № 2. С. 179-182. pp. 179-182.

doi: 10.15789/1563-0625-2015-2-179-182 doi: 10.15789/1563-0625-2015-2-179-182

© Куликова И.Г. и соавт., 2015 DOI: http://dx.doi.org/10.15789/1563-0625-2015-2-179-182

Куликова И.Г. и др. Kulikova I.G. et al.

Медицинская Иммунология Medical Immunology (Russia)/Meditsinskaya Immunologiya

Введение

В настоящее время большое внимание уделяется расшифровке основных механизмов, лежащих в основе иммунной привилегированности глаза. Прежде всего это относится к ACAID (anterior chamber associated immune deviation) — иммунному отклонению, которое проявляется при попадании растворимых антигенов в переднюю камеру глаз [4, 8]. Оно приводит (путем цепи сигнальных «цитокиновых» эффектов, проходящих через фильтрующую зону трабекулы и достигающих селезенки) к селективной антиген-специфической супрессии системного Th1-клеточного иммунного ответа и ГЧЗТ. Согласно современным представлениям, ключевая роль в реализации этого феномена отводится цитоки-нам [1, 3, 6, 7, 9]. В связи с этим вызывает интерес изучение концентрации цитокинов во влаге передней камеры (ВПК) глаза и их влияние на развитие системного иммунного ответа к антигенам тканей глаза в условиях офтальмопатологии.

Цель: изучение связи между развитием системного клеточного иммунного ответа на антигены тканей глаза и концентрацией цитокинов во влаге передней камеры глаза в условиях оф-тальмопатологии.

Материалы и методы

В исследование были включены 26 пациентов с разными клиническими формами патологии переднего отдела глаза, перенесшие хирургические вмешательства (осложненные увеиты — 18 чел., кератоувеиты с язвами роговицы — 3 чел., глаукома — 5 чел.). Материалом исследования служили: влага передней камеры больного глаза (ВПК), взятая во время операции, и периферическая кровь, взятая из локтевой вены в стерильные пробирки Valette c EDTA, непосредственно перед операцией.

В ВПК определяли одновременно содержание 16 цитокинов различного биологического действия: интерлейкины (IL-1 ß, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-17, IL-18), факторы некроза опухоли (TNFa, TNFß), интерфероны (IFNa, IFNy), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF-А); трансформирующий фактор роста (TGF-ß1). Иследование проводилось с помощью мультиплексного анализа на проточном цито-флуорометре FACS Canto II («Becton Dickinson», США) в программе BD FACS Diva с использованием наборов CBA (Th1/Th2 Cytokines Multiplex Kit, BD Biosciences, США); обработка данных — в программе FCAP Array (SoftFlow, США).

Системный иммунный ответ на антигены тканей глаза (роговица, хрусталик, увеальная ткань, S-антиген сетчатки) оценивали с помо-

щью реакции торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ) в 96-луночных микропланшетах [2]. Количественный учет результатов РТМЛ производили на инвертированном микроскопе и оценивали по индексу миграции (ИМ) — соотношение площадей миграции лейкоцитов в опыте (реакция с антигеном) и контроле (среда RPMI 1640«Sigma» без антигена). При оценке результатов за норму принимали интервал ИМ от 0,80 до 1,20. Показатели ниже 0,80 и выше 1,20 считали положительной реакцией, отражавшей системный клеточный иммунный ответ на органо-специфические антигены глаза.

Статистическую обработку результатов проводили в программе «BЮSTATD» ^-критерий Стьюдента, критерий Фишера). Показатель статистической значимости: р < 0,05.

Результаты

Мультиплексный анализ показал, что из 16 исследованных цитокинов в ВПК обнаруживались всего 10, с разной частотой: от 13-27% (^-2, Ш-10, ЮТа, №N7) до 46-77 % (Ш-1р, ^-6, ^-8, IL-18,VEGF-А) и 100% (TGF-pl ); практически отсутствовали ^-4, ^-5, ^-12, ^-17 и ТОТр, а уровни IFNa не превышали чувствительности теста.

Для выявления возможной связи между количественным содержанием какого-либо из цитокинов, присутствующих в ВПК больных глаз, и выявлением признаков системной органоспе-цифической аутосенсибилизации больные были разделены на две группы в зависимости от результатов РТМЛ: 1-ая группа (8 чел.) — положительный ответ хотя бы на один тканевой антиген; П-ая группа (18 чел.) — отсутствие ответа на оба антигена.

Наиболее существенные различия были выявлены при исследовании TGF-pl. Содержание его в ВПК «сенсибилизированных» больных (1-ая группа) оказалось значительно ниже, чем у «несенсибилизированных» (11-ая группа), что подтверждалось сравнением средних групповых уровней (р = 0,031) и результатами индивидуального анализа (табл. 1). Последний показал, что в 1-ой группе явно преобладали уровни TGF-pl ниже 1000 пкг/мл, тогда как во 11-ой группе более чем у половины больных они были выше 2000 пкг/мл.

Кроме того, в 1-ой группе больных («сенсибилизированных») была отмечена общая тенденция к повышению секреции в ВПК целого ряда провоспалительных цитокинов (^-1р, ^-2, ^-6, ^-18, 1К^), более или менее выраженная для каждого из них (табл. 1).

Учитывая эту тенденцию, мы провели сравнительную оценку частоты одновременного

2015, Т. 17, № 2 2015, Vol. 17, No 2

Цитокины во влаге передней камеры глаза Cytokines in anterior eye chamber liquid

ТАБЛИЦА 1. СОДЕРЖАНИЕ TGF-p1 В ВПК У «СЕНСИБИЛИЗИРОВАННЫХ» И «НЕСЕНСИБИЛИЗИРОВАННЫХ» АНТИГЕНАМИ ТКАНЕЙ ГЛАЗА БОЛЬНЫХ

I-ая II-ая

Группы Уровни TGF-p1 (пкг/мл)"--.^ группа РТМЛ пол. (П = 8) группа РТМЛ отр. (П = 18)

Средний групповой (M±m) 1366±290 р = 0,031 2134±179

< 1000 5 (62,5%) 3(16,7%)

Индивидуальные 1000-2000 1 ( 12,5%) 5 (27,8%)

> 2000 2 (25,0%) 10 (55,5%)

выявления указанных цитокинов, а также ^-8 и TNFa у пациентов двух групп. Анализ показал, что в 1-ой группе в подавляющем большинстве случаев (6 из 8; 75,0%) в ВПК обнаруживались одновременно 4 и более из этих семи цитокинов (в среднем 4,0±0,46); во 11-ой группе эти показатели были достоверно ниже: 4 из 18 случаев (22,2%; р = 0,026) и 2,83±0,20 (р = 0,012) соответственно.

Мы не выявили какой-либо связи между развитием клеточного иммунного ответа на антигены тканей глаза и наличием или отсутствием в ВПК таких цитокинов, как ^-4, ^-5, ^-10, Ш-12, Ш-17, ЮТр, VEGF-А.

Обсуждение

Показатели нормы для цитокинов, содержащихся во внутриглазных жидкостях здорового человека, в частности в ВПК, неизвестны и, по понятным причинам, едва ли могут быть достоверно определены. Данные, полученные при исследованиях животных, свидетельствуют о явном преобладании в нормальной ВПК иммуно-

супрессивных факторов, что во многом обеспечивает реализацию феномена ИОПК — важного звена защиты глаза, способствующего, в частности, предотвращению аутоиммунных реакций [5, 10].

Результаты проведенного нами клинико-им-мунологического исследования выявили связь между концентрацией ряда цитокинов, секре-тируемых в ВПК глаза, и развитием системного иммунного ответа на антигены тканей глаза (индикатором которого в данной работе явилась «положительная» РТМЛ), что может свидетельствовать о срыве механизма, ответственного за ИОПК.

Исходя из полученных нами данных, основными патогенетическими факторами (в рамках 16 исследованных цитокинов), способствующими развитию системной органоспецифической сенсибилизации при заболеваниях глаз, являются падение ниже определенного уровня концентрации TGF-pl (важнейшего иммунорегуляторного медиатора) и увеличение содержания целого ряда цитокинов, обладающих провоспалительными, хемотаксическими свойствами (^-1р, ^-2, ^-6, ^-8, ^-18, TNFa, №N7) и, что особенно важно, играющими ключевую роль в запуске иммунного ответа на различные антигенные стимулы (^-1 р, Ш-2).

Мы полагаем, что результаты проведенного исследования могут иметь значение для понимания механизмов развития органоспецифической аутосенсибилизации в условиях офтальмопато-логии, подтверждая теоретические представления о срыве феномена ИОПК. Кроме того, выявленные конкретные, количественные показатели сдвигов в локальном цитокиновом статусе могут служить критериями раннего прогнозирования (или подтверждения) нарушений аутоиммуните-та, что важно для клинической практики, в частности для определения тактики лечения.

100

80

60

40

20

к

IL-1P

ш

О сенсиб. □несенсиб.

цитокины

IL-2

IL-6

IFNy

2500

2000

1500

1000

500

lifi_

IL-18 TGF-P1

О сенсиб. О несенсиб.

цитокины

Рисунок 1. Средние уровни цитокинов в ВПК у «сенсибилизированных» и «несенсибилизированных» антигенами тканей глаза больных

0

0

Куликова И.Г. и др. Kulikova I.G. et al.

Медицинская Иммунология Medical Immunology (Russia)/Meditsinskaya Immunologiya

Список литературы / References

1. Кетлинский С.А., Симбирцев А.С. Цитокины. СПб.: ФОЛИАНТ, 2008. С. 497-533. [Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S. Cytokines]. St. Petersburg: FOLIANT, 2008, pp. 497-533.

2. Куликова И.Г., Слепова О.С., Илуридзе С.Л. Модификация тестов, направленных на выявление аутоиммунных реакций при заболеваниях глаз // РОЖ, 2013. Т. 6, № 1. С. 69-72. [Kulikova I.G., Slepova O.S., Iluridze S.L. Modification of tests aimed at identifying the autoimmune reaction in eye diseases. Rossiyskiy oftoVmologtcheskiy zhurnal = Russian Ophthalmological Journal, 2013, Vol. 6, no. 1, pp. 69-72. (In Russ.)]

3. Слепова О.С. Патогенетическая роль цитокинов при различных заболеваниях глаз как основа прогнозирования и выбора тактики иммунокорректирующего лечения // РОЖ, 2008. Т. 1, № 3. С. 36-42. [Slepova O.S. The pathogenetic role of cytokines in various eye diseases as basis for prognostication and the choice of immune correction tactics. Rossiyskiy oftoVmologtcheskiy zhurnal = Russian Ophthalmological Journal, 2008, Vol. 1, no. 3, pp. 36-42. (In Russ.)]

4. Dariene A. Dart, Reza Dana, Patricia D'Amore, Jerry Y. Niederkorn. Immunology, infiammation and diseases of the eye. Academic Press., 2013, pp. 50-57, 38-42.

5. Denniston A.K., Kottoor S.H., Khan I., Oswal K., Williams G.P., Abbott J., Wallace G.R., Salmon M., Rauz S., Murray P.I., Curnow S.J. Endogenous cortisol and TGF-beta in human aqueous humor contribute to ocular immune privilege by regulating dendritic cell function. J. Immunol., 2011, Vol. 186, no. 1, pp. 305-11.

6. Horie S., Sugita S., Futagami Y., Kawaguchi T., Kamoi K., Shirato S., Mochizuki M. Human iris pigment epithelium suppresses activation of bystander T cells via TGFbeta-TGFbeta receptor interaction. Exp. Eye Res., 2009, Vol. 88, pp. 1033-42.

7. Kitaichi N., Namba K., Taylor A.W. Inducible immune regulation following autoimmune disease in the immune-privileged eye. J. Leukoc Biol., 2005, Vol. 77, pp. 496-502.

8. Stein-Streilein J., Streilein J.W. Anterior chamber associated immune deviation (ACAID): regulation, biological relevance, and implications for therapy. Int Rev Immunol., 2002, Vol. 21, pp. 123-52.

9. Sugita S., Horie S., Nakamura O., Futagami Y., Takase H., Keino H., Aburatani H., Katunuma N., Ishidoh K., Yamamoto Y., Mochizuki M. Retinal pigment epithelium-derived CTLA-2alpha induces TGFbeta-producing T regulatory cells. J. Immunol., 2008. Vol. 181, pp. 7525-36.

10. Taylor A.W. Ocular immunosuppressive microenvironment. Chem Immunol. Allergy., 2007, Vol. 92, pp. 71-85.

Авторы:

Куликова И.Г. — старший научный сотрудник, лаборатория иммунологии и вирусологии, ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Министерства здравоохранения РФ, Москва, Россия

Слепова О.С. — д.б.н., профессор, заведующий лабораторией иммунологии и вирусологии, ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Министерства здравоохранения РФ, Москва, Россия Денисова Е.В. — к.м.н., старший научный сотрудник, отделение патологии глаз у детей, ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» МЗ РФ, Москва, Россия

Ковалева Л.А. — научный сотрудник, отделение инфекционных и аллергических заболеваний глаз, ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Министерства здравоохранения РФ, Москва, Россия

Макаров П.В. — д.м.н., ведущий научный сотрудник, отделение травматологии, реконструктивной, пластической хирургии и глазного протезирования, ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Министерства здравоохранения РФ, Москва, Россия

Ловпаче Д.Н. — к.м.н., научный сотрудник, отделение глаукомы, ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» МЗ РФ, Москва, Россия

Поступила 05.11.2014 Отправлена на доработку 07.11.2014 Принята к печати 02.03.2015

Authors:

Kulikova I.G., Senior Research Associate, Laboratory of Immunology and Virology, The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Slepova O.S., PhD, MD (Biology), Professor, Head, Laboratory of Virology and Immunology, The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Denisova E.V., PhD (Medicine), Senior Research Associate, Department of Pediatric Ocular Pathology, The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Kovaleva L.A., Research Associate, Department of Infectious and Allergic Eye Diseases, The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Makarov P.V., PhD, MD (Medicine), Senior Research Associate, Department of Traumatology, Reconstructive Plastic Surgery and Ocular Prosthetics, The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Lovpache J.N., PhD (Medicine), Research Associate, Department of Glaucome, The Moscow Helmholtz Research Institute of Eye Diseases, Moscow, Russian Federation

Received 05.11.2014 Revision received 07.11.2014 Accepted 02.03.2015