Научная статья на тему 'Выработка IL-18 в  присутствии металлокомплексов γ-глобулина'

Выработка IL-18 в  присутствии металлокомплексов γ-глобулина Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
204
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
γ-ГЛОБУЛИН / МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСЫ / IL-18

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Чекнёв Сергей Борисович, Апресова М. А., Ефремова И. Е., Бабаянц А. А.

В работе показано, что в общем пуле цитокинов, вырабатываемых клетками крови человека в присутствии белков γ-глобулиновой фракции, их металлокомплексов с медью и цинком, а также катионов меди и цинка, примененных изолированно, содержится от 24,4±1,03 до 33,25±0,90 пг/мл интерлейкина-18 (

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Чекнёв Сергей Борисович, Апресова М. А., Ефремова И. Е., Бабаянц А. А.

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

Production of IL-18 in presence of metal-γ-globulin complexes

IL-18). Металлокомплекс γ-глобулина с цинком в условиях 24 ч инкубации клеток оказывается на 13-19% (р Present study used in vitro cultures of human peripheral blood cells (PBC) with addition of γ-globulins, or their complexes with copper and zinc, or single copper and zinc ions. We have shown that, among common pool of induced cytokines, interleukin-18 (IL-18) was detectable at a concentration of 24.4±1.03 to 33.25±0.90 pg/ml. IL-18 production in PBC after 24-h treatment with γ-globulin-zinc complexes zinc was higher by 13-19% than following 24-h incubation with control proteins, or zinc ions. Accordingly, IL-18 production in PBC after 72-h incubation with γ-globulin-copper complexes was higher than with control proteins. In parallel to IL-18, human PBC produce detectable interferon (IFN, up to 32 U/ml). We have shown a strong positive correlation between the peaks of IFN increase, and elevated IL-18 levels caused by γ-globulin-metal complexes. Hence, an opportunity for regulation of intracellular IL-18 and IFN production by γ-globulin-metal complexes at the level of basal cell functions was demonstrated in context of IFNγ induction, thus causing Th1-directed shift of immune response. γ-globulin, metal complexes, IL-18.

Текст научной работы на тему «Выработка IL-18 в  присутствии металлокомплексов γ-глобулина»

Медицинская иммунология 2013, Т. 15, № 1, стр. 13-20 © 2013, СПб РО РААКИ

Оригинальные статьи

ВЫРАБОТКА IL-18 В ПРИСУТСТВИИ

МЕТАЛЯОКОМПЯЕКСОВ

у-ГПОБУЛИНА

Чекнёв С.Б., Апресова М.А., Ефремова И.Е., Бабаянц А.А.

ФГБУ «НИИэпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва

Резюме. В работе показано, что в общем пуле цитокинов, вырабатываемых клетками крови человека в присутствии белков у-глобулиновой фракции, их металлокомплексов с медью и цинком, а также катионов меди и цинка, примененных изолированно, содержится от 24,4±1,03 до 33,25±0,90 пг/мл интерлейкина-18 (IL-18). Металлокомплекс у-глобулина с цинком в условиях 24 ч инкубации клеток оказывается на 13-19% (р < 0,002-0,02) более активным индуктором IL-18, чем контрольный белок и изолированно катионы цинка. Металлокомплекс у-глобулина с медью на 72 ч инкубации клеток на 8% (р < 0,1) активнее контрольного белка. Одновременно с IL-18, в числе других цитокинов, клетки крови человека вырабатывают интерферон (IFN), активность которого составляет до 32 ЕД/мл и сильно положительно коррелирует с «цинковым» и «медным» пиками индукции IL-18 связавшим металл у-глобулином. Обсуждается возможность реализации на уровне спонтанной продукции IL-18 клетками крови человека регулирующих эффектов металлокомплексов у-глобулина, обеспечивающих индукцию IFNy, поляризующего иммуногенез в направлении Th1.

Ключевые слова: у-глобулин, металлокомплексы, IL-18.

Cheknev S.B., Apresova M.A., Efremova I.E., Babajanz A.A.

PRODUCTION OF IL-18 IN PRESENCE OF METAL-y-GLOBULIN COMPLEXES

Abstract. Present study used in vitro cultures of human peripheral blood cells (PBC) with addition of y-globulins, or their complexes with copper and zinc, or single copper and zinc ions. We have shown that, among common pool of induced cytokines, interleukin-18 (IL-18) was detectable at a concentration of 24.4±1.03 to 33.25±0.90 pg/ml. IL-18 production in PBC after 24-h treatment with y-globulin-zinc complexes zinc was higher by 13-19% than following 24-h incubation with control proteins, or zinc ions. Accordingly, IL-18 production in PBC after 72-h incubation with y-globulin-copper complexes was higher than with control proteins. In parallel to IL-18, human PBC produce detectable interferon (IFN, up to 32 U/ml). We have shown a strong positive correlation between the peaks of IFN increase, and elevated IL-18 levels caused by y-globulin-metal complexes. Hence, an opportunity for regulation of intracellular IL-18 and IFN production by y-globulin-metal complexes at the level of basal cell functions was demonstrated in context of IFNy induction, thus causing Th1-directed shift of immune response. (Med. Immunol., 2013, vol. 15, N1, pp 13-20)

Keywords: y-globulin, metal complexes, IL-18.

Введение

Как установлено предшествующими исследованиями и подтверждено работами последнего времени, белки у-глобулиновой фракции

Адрес для переписки:

Чекнёв Сергей Борисович, д.м.н.,

ФГБУ«НИИЭМим. Н.Ф. Гамалеи»

Минздрава России

123098, Москва, ул. Гамалеи, 18.

Тел.: (499) 190-43-88.

Факс: (499) 193-61-83.

E-mail: [email protected]

в режимах, приближенных к физиологическим, способны хелатировать из периглобулярного пространства катионы металлов и претерпевать в результате конформационные изменения, первично затрагивающие пространственную упаковку макромолекул в области их Fc-регионов [1, 17].

Вследствие таких конформационных преобразований меняются характеристики взаимодействия модифицированных металлом антител с Fc-рецепторами (FcR) клеток, что проявляется реализацией новых эффекторных свойств трансформированных по Fc-региону белков в индукции выработки клетками периферической крови

13

Чекнёв С.Б. и др.

Медицинская Иммунология

(КПК) человека основных иммуноактивных цитокинов [2, 3, 5-8].

Металлокомплексы у-глобулина индуцируют КПК человека к выработке интерферона-а (IFNa) и интерлейкина-1в (IL-1 в), определяющих развитие индуктивной фазы иммунного реагирования [3, 6], IFNy и IL-2, поляризующих иммуногенез в направлении Th1 и реализующих специализированную активность на уровне продуктивной фазы клеточного ответа [2, 5], IL-6 и фактора некроза опухоли a (TNFa), усиливающих провоспалительную составляющую иммуногенеза [7, 8].

В индукции IFNa, IFNy и раннего IL-2 белковые комплексы с медью выступают усилителями клеточного ответа, в то время как «цинковые» металлокомплексы у-глобулина ослабляют выработку цитокинов [2, 3, 5].

В отличие от указанных реакций, выработка КПК человека ранних IL-1 в и IL-6 усиливается белковым комплексом с цинком и ослабляется в присутствии «медного» металлокомплекса у-глобулина [6, 7].

Пролонгирование индукции приводит к изменению эффектов «цинкового» металлокомплекса белка в отношении выработки IL-1e и «медного» металлокомплекса у-глобулина в отношении выработки IL-6 [7]. Трансформированные связыванием катионов меди и цинка у-глобулины обретают общие свойства агонистов рационального ограничения воспалительных реакций (ослабление индукции IL-1 в) и одновременно — индукторов воспаления (усиление выработки IL-6) [7].

Продукция TNFa КПК человека усиливается белковыми металлокомплексами, образованными с катионами меди и цинка [8]. При этом «цинковый» у-глобулин в индукции TNFa оказывается активнее «медного» белка, даже несмотря на то, что последний реализует синергичное действие катионов меди и контрольного у-глобулина [8].

Как свидетельствуют полученные ранее данные, выработка КПК человека IL-1 в, IFNy и IL-2 в присутствии металлокомплексов у-глобулина регулируется на уровне транскрипционных механизмов [4] с возможными последующими посттранскрипционными или посттрансляционными модификациями [4-6].

Аналогично IL-1 в, на уровне посттрансляционных модификаций регулируется выработка биологически активной формы IL-18, требующая протеолитического процессинга незрелой формы цитокина [12, 15, 20]. Известно, что IL-18 служит мощным провоспалительным цитокином 1-го типа ответа, первично ответственным за индукцию IFNy [9, 16, 18, 19], а его мРНК консти-

тутивно представлена в мононуклеарных клетках большинства здоровых доноров [4].

Наличие в спектре иммуноактивных цитокинов, вырабатываемых в присутствии металлокомплексов у-глобулина, IFNy, который не индуцируется в отсутствие IL-18 [9, 10], и IL-1 в, имеющего общие с IL-18 внутриклеточные сигнальные пути [12, 13, 15], позволяет предполагать, что связывающие катионы металлов и кон-формационно изменяемые в результате этого связывания белки у-глобулиновой фракции могут индуцировать (или регулировать) выработку IL-18 КПК человека.

Целью работы явилась оценка выработки IL-18 КПК человека в присутствии металлокомплексов человеческого сывороточного у-глобулина с катионами меди и цинка.

Материалы и методы

Индукцию IL-18 в суспензиях клеток, полученных разведением проб цельной периферической венозной крови человека (106 клеток в 1 мл), проводили в полной питательной среде, приготовленной на основе среды двойной Игла (ФГУП Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П. Чумакова РАМН), дополненной 2% плазмы донорской крови, L-глутамином (из комплекта к флакону среды), гентамицином (20 ЕД/мл) и гепарином (до 5,0 ЕД/мл), в течение 24, 48 и 72 ч при 37 °С во влажной атмосфере, содержавшей 5% СО2. Использовали пластиковые плоскодонные 24-луночные планшеты (Costar).

Образцы модифицированного катионами меди или цинка человеческого сывороточного у-глобулина (исходный препарат — ICN) применяли в конечной концентрации 0,5 мкг/мл. Параллельно оценивали действие контрольных препаратов у-глобулина и солевых растворов меди (водный сульфат, Merc) и цинка (хлорид), содержание катионов в которых соответствовало количеству металла, связавшегося с белком на стадии получения экспериментальных образцов.

В качестве контрольных по меди и цинку использовали у-глобулины, приготовленные из той же порции белка, что и соответствующие опытные (модифицированные), и прошедшие все те же стадии обработки, но не содержавшие в растворе солей меди или цинка. Растворы контрольных белков дополняли по объему необходимым количеством 0,15 М NaCl.

Контрольными индукторами выработки IL-18 служили: вирус болезни Ньюкасла (ВБН) в дозе 10 ЦПД на клетку и фитогемагглютинин Р (ФГА, Difco, 1,0 мкг/мл).

Содержание IL-18 в супернатантах индуцированных КПК определяли методом ИФА с использованием ELISA Processor II (Behring). На-

14

2013, Т. 15, № 1

Выработка IL-18 в присутствии металлокомплексов у-глобулина

боры для ИФА (ЗАО «Вектор-Бест») применяли согласно инструкции фирмы-производителя, с дополнительными технологическими контро-лями.

Каждый образец полученных супернатантов тестировали в исходном состоянии и в разведении 1/10 питательной средой RPMI-1640 (Gibco). Каждое разведение каждого образца и всех использованных контролей экспериментальной системы (ВБН, ФГА, нативный у-глобулин, спонтанная продукция IL-18 КПК) тестировали не менее чем в двух параллельных лунках микропланшетов.

Титрование (определение биологической активности) IFN, индуцированного модифицированными металлом у-глобулинами и их белковыми и катионными контролями на сроки инкубации КПК 24, 48 и 72 ч, проводили на монослойной культуре диплоидных фибробластов эмбриона человека (Медико-генетический научный центр РАМН) против 1 ЦПД50 вируса энцефаломиокардита мышей. Использовали пластиковые плоскодонные 96-луночные микропланшеты (Nunclon или Costar). Исходная концентрация клеток составляла 2 х 105 в 1 мл суспензии.

При статистической обработке результатов достоверность различия средних величин устанавливали с помощью t-критерия Стъюдента. Расчеты произведены с использованием матема-

тического аппарата программы Microsoft Office Excel.

Результаты

Полученные данные обнаруживают, что в раннем (24 ч инкубации клеток) пуле цитокинов, вырабатываемых в присутствии образцов контрольного и модифицированного катионами меди и цинка у-глобулина, а также катионов металлов, примененных изолированно, содержится от 26,2±0,49 до 32,8±0,38 пг/мл IL-18 (рис. 1). ФГА индуцировал выработку КПК 29,4±0,82 пг/мл IL-18. В присутствии ВБН клетки вырабатывали 29,5±1,07 пг/мл IL-18. Спонтанная продукция цитокина КПК составляла 31,25±0,44 пг/мл.

Белок, трансформированный связыванием цинка, индуцирует на 13% (р < 0,02) больше IL-18, чем контрольный у-глобулин, и на 19% (р < 0,002) больше цитокина, чем катионы цинка, примененные изолированно (рис. 1).

Белок, модифицированный связыванием меди, в индукции раннего IL-18 достоверно не отличается по активности от контрольного у-глобулина и катионов меди, примененных изолированно (рис. 1). Одновременно, расчеты, учитывающие различия в активности белков, контрольных по меди и цинку, обнаруживают, что в присутствии металлокомплекса у-глобулина с медью выработка IL-18 оказывается в 1,2 раза

Рисунок 1. Выработка IL-18 КПК человека в присутствии белков у-гпобулиновой фракции и их металлокомплексов (24 ч инкубации, M±m, n = 8)

Примечание. Здесь и на рис. 2 и 3 по оси ординат: концентрация IL-18, пг/мл; ось абсцисс проведена по концентрации IL-18 10,0 пг/мл. Здесь и на рис. 2 и 3: 1 - контрольный по цинку у-глобулин, 2 - модифицированный цинком у-глобулин, 3 - цинк, 4 - контрольный по меди у-глобулин, 5 - модифицированный медью у-глобулин, 6 - медь.

Здесь и на рис. 2 и 3 концентрации: 1,2, 4 и 5 - 0,5 мкг/мл; 3 - 1,5 нг/мл; 6 - 1,0 нг/мл.

* - р < 0,02 по сравнению с показателями контрольного по цинку у-глобулина (1); ** - р < 0,01 и *** - р < 0,002 по сравнению с показателями цинка (3).

15

Чекнёв С.Б. и др.

Медицинская Иммунология

меньше, чем в условиях воздействия белка, связавшего катионы цинка.

Катионы меди, примененные изолированно, в контрольной дозе 1,0 нг/мл индуцируют выработку в 1,2 раза (р < 0,01) больших количеств IL-18, чем цинк. Как и в последующем изложении, прямое сравнение правомерно, поскольку для оценки выработки IL-18 в присутствии катионов меди и цинка (как и всех остальных, параллельно исследованных образцов) использовали суспензии КПК, полученные из одной и той же исходной.

В течение последующих 24 ч инкубации (к 48 ч наблюдения) содержание IL-18 в культуральной жидкости клеток, инкубированных в присутствии исследованных образцов, меняется незначительно, с некоторой тенденцией к нарастанию в присутствии катионов меди и трансформированного ими у-глобулина и снижению в условиях воздействия белка, модифицированного цинком, и катионов цинка, примененных изолированно.

В результате, в пуле цитокинов, вырабатываемых на 48 ч в использованной экспериментальной системе, содержится от 24,4±1,03 до 33,25±0,90 пг/мл IL-18; отмеченные для ранних (24 ч) сроков наблюдения закономерности выработки IL-18 принципиально не меняются (рис. 2).

Металлокомплекс у-глобулина с цинком проявляет менее выраженную, чем на предшествующем этапе исследования, индукционную активность относительно своих белкового и катионного контролей; катионы меди изолированно становятся в 1,4 раза (р < 0,01) активнее катионов

цинка; комплекс у-глобулина с медью — на 13% (р < 0,1) активнее модифицированного цинком белка (рис. 2).

При этом ФГА индуцировал выработку КПК 34,8±1,46 пг/мл IL-18. В присутствии ВБН клетки вырабатывали 26,7±1,58 пг/мл IL-18. Спонтанная продукция цитокина КПК составляла 31,1±0,73 пг/мл.

В динамике следующих 24 ч наблюдения (к 72 ч инкубации клеток) показатели выработки IL-18 в присутствии у-глобулина, трансформированного связыванием цинка, и катионов цинка изолированно выравниваются на уровне контрольного по цинку у-глобулина; выработка IL-18 в присутствии металлокомплекса у-глобулина с катионами меди, а также его белкового и катионного контролей снижается в 1,2-1,3 раза

(р < 0,001).

Таким образом, в позднем (72 ч инкубации) пуле цитокинов выработка IL-18 в присутствии металлокомплексов у-глобулина, а также их белковых и катионных контролей составляет от 24,75±0,78 до 27,25±0,24 пг/мл (рис. 3). ФГА индуцировал выработку КПК 33,7±0,26 пг/мл IL-18. В присутствии ВБН клетки вырабатывали 27,5±0,39 пг/мл IL-18. Спонтанная продукция цитокина КПК составляла 28,9±0,51 пг/мл.

«Цинковый» пик активности у-глобулина полностью нивелируется; в присутствии трансформированного связыванием меди у-глобулина выработка IL-18 оказывается на 8% (р < 0,1) больше, чем в условиях воздействия контрольного белка (рис. 3).

Рисунок 2. Выработка IL-18 КПК человека в присутствии белков у-глобулиновой фракции и их металлокомплексов (48 ч инкубации, M±m, n = 4)

Примечание. * - р < 0,1 по сравнению с показателями цинка (3) или модифицированного цинком у-глобулина (2); ** - р < 0,01 по сравнению с показателями цинка (3).

16

2013, Т. 15, № 1

Выработка IL-18 в присутствии металлокомплексов у-глобулина

Рисунок 3. Выработка IL-18 КПК человека в присутствии белков у-гпобулиновой фракции и их металлокомплексов (72 ч инкубации, M±m, n = 8)

Примечание. * - р < 0,1 по сравнению с показателями контрольного по меди у-глобулина (4).

Оценка активности IFN показывает, что в присутствии образцов модифицированного катионами меди и цинка у-глобулина, контрольных образцов белка и катионов металлов, примененных изолированно, выработка IFN КПК человека составляет от 4 до 32 ЕД/мл. ФГА индуцировал выработку КПК IFN на уровне активности 1632 ЕД/мл, ВБН — с активностью 80-160 ЕД/мл, спонтанная продукция IFN КПК оценивалась на уровне не более 4 ЕД/мл.

Активность IFN в культуральной жидкости КПК определялась уже по истечении первых 24 ч индукции, составляла от 4 до 32 ЕД/мл и проявляла некоторую тенденцию к снижению (до 4-16 ЕД/мл) в течение последующих 48 ч инкубации клеток.

На первые сутки индукции титры вырабатываемого КПК IFN не коррелировали с продукцией IL-18. Начиная с 48 ч наблюдения обнаруживался пик активности «цинкового» металлокомплекса у-глобулина (32 ЕД/мл активности IFN против 8 и 16 ЕД/мл в контролях), сильно положительно коррелировавший с «цинковым» пиком выработки IL-18 (см. рис. 2) и пролонгировавшийся до 72 ч индукции (16 ЕД/мл активности IFN против 8 ЕД/мл в контролях), когда выработка IL-18 в присутствии опытных и контрольных образцов у-глобулина в опытах с цинком уже практически не различалась (см. рис. 3).

В позднем (72 ч инкубации клеток) пуле индуцированных цитокинов обнаруживался пик активности «медного» металлокомплекса у-глобулина (16 ЕД/мл активности IFN против 4 ЕД/мл в контролях), сильно положительно

коррелировавший с «медным» пиком выработки IL-18 (см. рис. 3).

Обсуждение

Современная теория воспаления рассматривает IL-18 в качестве одного из наиболее мощных, ключевых провоспалительных цитокинов — создающего клеткам иммунной системы воспалительное окружение и занимающего особо значимую, «иерархическую» позицию в инициации воспалительного ответа [11, 14, 15].

Реализация провоспалительной активности IL-18 связана с усилением экспрессии генов и секреции IL-1 в, IL-8, IL-17, TNFa, ряда хемокинов и других провоспалительных медиаторов [14, 15, 18]. Она способствует поляризации иммуногенеза в направлении Th1, которая первично обусловливается индукцией выработки IFNy и экспрессии маркера активации CD25 [9, 11, 18, 19]. В индукции выработки IFNy и экспрессии клетками СВ25 IL-18 действует синергично IL-12, IL-21 и IFN I типа [9, 10, 11, 19]. Он прямо вовлечен в развитие воспалительных процессов в слизистой оболочке кишечника и синовиальной ткани суставов [14, 18], а утрату вирус-спец-ифическими CD8+T-лимфоцитами способности экспрессировать a-цепь рецептора IL-18 трактуют как один из механизмов «перекалибровки» иммунной системы в условиях хронического инфицирования, исключающей возможность развития тяжелой иммунопатологии [11].

Выраженная провоспалительная активность и плейотропность действия IL-18, мРНК которого конститутивно синтезируется, аналогично

17

Чекнёв С.Б. и др.

Медицинская Иммунология

IFNa, в мононуклеарах большинства здоровых доноров [4, 14-16, 18], естественно, предполагают существование эффективных механизмов ограничения воспалительной составляющей ответа, которые бы препятствовали переходу биологической реакции воспаления, связанной с продукцией IL-18, в аутореактивное повреждение собственных клеток организма.

Такие механизмы, действительно, существуют и реализуются как на этапе биосинтеза IL-18, так и на уровне регуляции активности зрелого, секретированного белка.

В первом случае речь идет о том, что IL-18, как и IL-1 в, в ответ на активацию ТоП-like рецепторов синтезируется в форме предшественника, для созревания и секреции которого в биологически активной форме потребно включение NODlike рецепторов инфламмасом, катализирующих посттрансляционный протеолитический процессинг незрелого цитокина с участием каспазы-1 и протеинкиназы а [12, 15, 20].

Во втором случае можно говорить о синтезе IL-18-связывающего белка, естественного антагониста цитокина, снижающего при взаимодействии с IL-18 индукцию последним выработки IFNy и IL-8, ослабляющего продукцию ряда других провоспалительных цитокинов, хемокинов и медиаторов, ингибирующего реальное воспаление, замкнутое на активность IL-18 [16, 18].

В полном соответствии с представлениями о постоянно действующем ограничении на индукцию IL-18, в использованной нами экспериментальной системе, воспроизводящей близкие к физиологическим режимы активации КПК человека, ни ФГА, ни ВБН, ни один из примененных опытных образцов и их контролей не индуцировали выработку IL-18, превосходящую спонтанную продукцию цитокина КПК.

Только ФГА к 72 ч наблюдения реализовал потенциал индуктора (повышение выработки IL-18 КПК человека на 17%, р < 0,001). ВБН, напротив, на 48 ч инкубации клеток проявлял способность ингибировать спонтанную продукцию IL-18 (снижение выработки в 1,3 раза, р < 0,02).

В то же время, как показывают полученные данные, металлокомплексы белков у-глобулиновой фракции, образованные с катионами цинка и меди, регулируют выработку IL-18 КПК человека в пределах ее спонтанной продукции. Для реализации указанных эффектов регуляции спонтанная продукция цитокина должна быть несколько снижена. Очевидно, КПК синхронизируются на уровне активности, меньшем, нежели спонтанная, ослабляется действие механизмов, препятствующих индукции цитокина, и металлокомплексы у-глобулина, первично трансформированные по Fc-региону, получают

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

возможность реализовать свой индуцирующий потенциал.

Именно так реализуется пик активности «цинкового» белка, регистрируемый в раннем (24 ч индукции) пуле иммуноактивных цитокинов (см. рис. 1), который ослабляется в условиях пролонгирования инкубации КПК до 48 ч (см. рис. 2) и становится почти незаметным в позднем (72 ч инкубации клеток) пуле индуцированных цитокинов (см. рис. 3). На эти сроки наблюдения выработка IL-18 в присутствии контрольных белков и катионов цинка, примененных изолированно, оказывалась на 14-19% (р < 0,001-0,002), на 2440% (р < 0,002-0,01) и на 9% (р < 0,02-0,05), соответственно, меньше спонтанной выработки IL-18 КПК человека.

Аналогично, в позднем (72 ч инкубации клеток) пуле индуцированных цитокинов обнаруживается пик активности «медного» у-глобулина (см. рис. 3), реализующийся на фоне сниженной по сравнению со спонтанной на 10-17% (р < 0,01) выработки IL-18 в присутствии контрольного белка и примененных изолированно катионов меди.

Сопоставление полученных данных с результатами оценки активности вырабатываемого в примененных условиях IFN обнаруживает, что пик индукции IFN «цинковым» у-глобулином, проявляющийся на 48-72 ч инкубации клеток, следует за пиком активности трансформированного катионами цинка белка в отношении выработки IL-18, реализующимся в раннем (24 ч индукции) пуле иммуноактивных цитокинов, и сохраняется даже на фоне снижения эффектов металлокомплекса в сравнении с действием контрольного у-глобулина.

Поскольку, как установлено нами ранее, в 24 ч пуле индуцированных металлокомплексами у-глобулина с цинком цитокинов в достаточных количествах содержится IFNa [3], который способен в комбинации с IL-18 индуцировать выработку IFNy [11], а обнаруженные нами эффекты индукции IFN по биологической характеристике (48-72 ч инкубации клеток, сопоставимость с эффектами ФГА) правомерно относить к активности IFNy, можно полагать, что взаимодействие присутствующих в раннем пуле IFNa и IL-18 обусловливает последующую индукцию IFNy, ведущую к смещению иммуногенеза в направлении Th1.

На возможность усиления в присутствии IL-18 иммунного ответа 1-го типа указывали уже цитированные публикации [9, 10, 11, 15, 18, 19]. Эта возможность подтверждается и данными по меди — сильная положительная корреляция выработки IFN и индукции IL-18 трансформированным медью у-глобулином регистрируется

18

2013, Т. 15, № 1

Выработка IL-18 в присутствии металлокомплексов у-глобулина

на сроке 72 ч инкубации, т.е. в динамике, соответствующей по биологической характеристике (включая сопоставимость с эффектами ФГА) продукции IFNy.

Сказанное позволяет заключить, что даже спонтанной выработки IL-18, строго контролируемой механизмами, препятствующими усилению провоспалительной составляющей иммунного реагирования, оказывается достаточным для поддержания физиологического уровня напряженности иммунитета, особенно если клетки синхронизируются по сигнальным путям, ответственным за выработку этого цитокина.

Условие синхронизации клеток по активности сигнальных путей индукции IL-18 видится критически значимым в получении описанных эффектов «цинкового» металлокомплекса у-глобулина. Только с этих позиций может быть предположительно объяснено определенное расхождение результатов с данными более ранних исследований, в которых трансформированный связыванием катионов цинка у-глобулин реализовал меньшую индуцирующую активность в отношении IFNy, чем его белковый и катионный контроли, а выработка IL-18 не отслеживалась [2]. Вопрос, следовательно, требует дальнейших, более детальных исследований.

В любом случае, в метаболических процессах, замкнутых на транспорт и обмен в микроокружении клетки катионов металлов, связывающие медь и цинк белки у-глобулиновой фракции плазмы выступают естественным, физиологическим фактором, регулирующим продукцию IL-18, поскольку их конформационные преобразования, происходящие в результате хелатирования (или донорствования) катионов металлов и ведущие к обретению молекулами антител новых эффекторных свойств в отношении КПК человека, экспрессирующих FcR, могут реализоваться в ходе нормальных межмолекулярных взаимодействий.

В результате, в присутствии трансформированных связыванием катионов металлов молекул антител, на базальном уровне регуляции клеточной активности индуцируется выработка КПК человека IL-18 и IFNa, ведущая в условиях их взаимодействия между собой к синтезу IFNy и смещению иммуногенеза в направлении Th1 [11, 18].

Список литературы

1. Чекнёв С.Б., Ефремова И.Е., Денисова Е.А., Юшковец Е.Н. Иммуноферментный анализ модифицированного катионами металлов у-глобулина на низких концентрациях образцов // Росс. иммунол. журнал. — 2008. — Т 2 (11), № 1. - С. 55-62.

2. Чекнёв С.Б., Бабаянц А.А., Денисова Е.А. Индукция выработки интерферона конформа-ционно измененными белками у-глобулиновой фракции плазмы крови // Бюлл. эксперим. биол. и медицины. — 2008. — Т 146, № 11. — С. 526-530.

3. Чекнёв С.Б., Бабаянц А.А., Ефремова И.Е., Юшковец Е.Н. Обнаружение ИФН-a, вырабатываемого в присутствии белков у-глобулиновой фракции плазмы крови // Там же. — 2009. — Т. 147, № 5. — С. 544-548.

4. Чекнёв С.Б., Мезенцева М.В., Шаповал И.М., Наровлянский А.Н. Экспрессия генов цитокинов в условиях индукции человеческим сывороточным у-глобулином и его металлокомплексами с цинком // Мед. иммунология. — 2010. — Т. 12, № 3. — С. 171-176.

5. Чекнёв С.Б., Ефремова И.Е., Писков-ская Л.С., Мездрохина А.С., Юшковец Е.Н., Бабаянц А.А. Металлокомплексы человеческого сывороточного у-глобулина индуцируют выработку раннего ИЛ-2 // Росс. иммунол. журнал. — 2012. — Т. 6 (15), № 2. — С. 147-154.

6. Чекнёв С.Б., Ефремова И.Е., Писков-ская Л.С., Юшковец Е.Н., Бабаянц А.А. Выработка раннего ИЛ-1р, индуцированного металлокомплексами человеческого сывороточного у-глобулина // Бюлл. эксперим. биол. и медицины. — 2012. — Т. 154, № 9. — С. 326-329.

7. Чекнёв С.Б., Ефремова И.Е., Мездрохина А.С., Бабаянц А.А. Оценка выработки IL-6 клетками крови человека в присутствии металлокомплексов у-глобулина // Мед. иммунология. — 2012. — Т. 14, № 6. — С. 483-489.

8. Чекнёв С.Б., Ефремова И.Е., Апре-сова М.А., Бабаянц А.А. Индукция выработки ФНО-a металлокомплексами белков у-глобулиновой фракции, образованными с катионами меди и цинка // Бюлл. эксперим. биол. и медицины. — 2012. — Т. 154, № 12. — С. 726-729.

9. Chaix J., Tessmer M.S., Hoebe K., Fus6ri N., Ryffel B., Dalod M., Alexopoulou L., Beutler B., Brossay L., Vivier E., Walzer T. Priming of NK cells by IL-18 // J. Immunol. — 2008. — Vol. 181. — P. 16271631.

10. Fagundes C.T., Costa W, Cisalpino D., Amaral F.A., Souza P.R.S., Souza R.S., Ryffel B., Vieira L.Q., Silva T.A., Atrasheuskaya A., Ignatyev G., Sousa L.P., Souza D.G., Teixeira M.M. IFN-y production depends on IL-12 and IL-18 combined action and mediates host resistance to Dengue virus infection in a nitric oxide-dependent manner // PLoS Neglected Tropical Diseases. — 2011. — Vol. 5, N 12. — E1449.

11. Ingram J.T., Yi J.S., Zajac A.J. Exhausted CD8 T cells downregulate the IL-18 receptor and become unresponsive to inflammatory cytokines and

19

Чекнёв С.Б. и др.

Медицинская Иммунология

bacterial co-infections // PLoS Pathogens. — 2011. — Vol. 7, N 9. - E1002273.

12. Kaushik D.K., Gupta M., Kumawat K.L., Basu A. NLRP3 inflammasome: key mediator of neuroinflammation in murine Japanese encephalitis // PLoS One. - 2012. - Vol. 7, N 2. - E32270.

13. Lousberg E.L., Diener K.R., Fraser C.K., Phipps S., Foster P.S., Chen W, Uematsu S., Akira S., Robertson S.A., Brown M., Hayball J.D. Antigen-specific T-cell responses to a recombinant Fowlpox virus are dependent on MyD88 and interleukin-18 and independent of Toll-like receptor 7 (TLR7)-and TLR9-mediated innate immune recognition // J. Virology. - 2011. - Vol. 85, N 7. - P. 3385-3396.

14. Ruth J.H., Park C.C., Amin M.A., Lesch C., Marotte H., Shahrara S., Koch A.E. Interleukin-18 as an in vivo mediator of monocyte recruitment in rodent models of rheumatoid arthritis // Arthritis Research and Therapy. - 2010. - Vol. 12, N 3. - R118.

15. Sahoo M., Ceballos-Olvera I., del Barrio L., Re F. Role of the inflammasome, IL-1p and IL-18 in bacterial infections // Scientific World Journal. -2011. - Vol. 11. - P. 2037-2050.

16. Schuhmann D., Godoy P., Weiss C., GerloffA., Singer M.V., Dooley S., Bocker U. Interfering with interferon-y signalling in intestinal epithelial cells: selective inhibition of apoptosis-maintained secretion of anti-inflammatory interleukin-18 binding

protein // Clin. Exp. Immunology. - 2011. - ЛЫ. 163, N 1. - P. 65-76.

17. Sib6ril S., M6nez R., Jorieux S., de Romeuf C., Bourel D., Fridman W.-H., Ducancel F., Stura E.A., Teillaud J.-L. Effect of zinc on human IgG1 and its FcyR interactions // Immunol. Letters. - 2012. -Vol. 143. - P. 60-69.

18. Sivakumar P.V, Westrich G.M., Kanaly S., Garka K., Born T.L., Derry J.M., Viney J.L. Interleukin 18 is a primary mediator of the inflammation associated with dextran sulphate sodium induced colitis: blocking interleukin 18 attenuates intestinal damage // Gut. - 2002. - Vol. 50, N 6. - P. 812-820.

19. Sporri R., Joller N., Hilbi H., Oxenius A. A novel role for neutrophils as critical activators of NK cells // J. Immunol. - 2008. - Vol. 181. - P. 71217130.

20. Takahashi H.K., Watanabe T., Yokoyama A., Iwagaki H., Yoshino T, Tanaka N., Nishibori M. Cimetidine induces interleukin-18 production through H2-agonist activity in monocytes // Molec. Pharmacol. - 2006. - Vol. 70. - P. 450-453.

поступила в редакцию 03.07.2012 принята к печати 25.07.2012

Опечатки

Редакция и авторы вносят, соответственно, изменение в публикацию статьи Чекнёва С.Б., Ефремовой И.Е., Мездрохиной А.С., Бабаянц А.А. «Оценка выработки IL-6 клетками крови человека в присутствии металлокомплексов у-глобулина» в предыдущем номере журнала «Медицинская иммунология» (2012, Т. 14, № 6, стр. 483-488). В связи с преобразованием Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации в Министерство здравоохранения Российской Федерации повторно публикуем название учреждения (исправление касается и адреса для переписки): ФГБУ «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва

20

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.