CC BY
90
УДК 616.9 Н.Г. Плехова
ЗНАЧЕНИЕ КЛЕТОК МОНОЦИТАРНО-МАКРОФАГАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В ПАТОГЕНЕЗЕ ФЛАВИВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ
ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии СО РАМН, Владивосток
В обзоре дано современое представление о механизмах реализации функционального предназначения моноцитов/макрофагов при флавивирусных инфекциях. Участие этих клеток в развитии противовирусного ответа организма разнообразно, и наряду с положительным эффектом, когда фагоциты способны поглощать и элиминировать флавивпрусы и инфицированные ими клетки, они могут оказывать отрицательное воздействие. Это выражается в том, что при репродукции фагоцитированных вирусов в макрофагах происходит их диссемина-ция посредством этих клеток в различные органы. В результате репродукции вирусов возникает депрессия функциональной активности макрофагов, и они приобретают новые функции. Такие клетки, продуцируя активные радикалы кислорода и оксида азота, помимо противовирусного действия инициируют процесс апоптоза клеток, в результате чего уничтожаются здоровые клетки в месте воспаления. Наряду с этим, репродукция флавивирусов в моноцитах/макрофагах также позволяет осуществить антигенпредставляющую функцию для стимуляции последующего лимфоцитарного и цитокинового ответа.
Ключевые слова: моноциты/макрофаги, флавивирусные инфекции
Функциональные свойства клеток моноци-тариого происхождения настолько многообразны, что их неполноценность, как следствие или причина патологического процесса, со временем неизбежно формирует системное поражение организма, сопровождающееся иммунологической недостаточностью. После выхода из костного мозга и циркуляции в периферической крови в течение трех дней моноциты мигрируют в ткани и органы, где дифференцируются в тканевые или резидентные макрофаги. При этом в процессе дифференцировки из промиелоцита в моноцит на поверхности плазматической мембраны клетки образуются многочисленные рецепторы, принимающие участие в процессах адгезии, эндо- и фагоцитоза, межклеточного взаимодействия и восприятия регуляторных воздействий. На мембране макрофага экспрессированы различные рецепторы, специфичные как для каждого класса иммуноглобулинов — FcR, так и для фракций активированного комплемента — CRI, CR3, CR4, при этом Fc-рецепторы опосредуют антителоза-висимую клеточную цитотоксичность, которая играет определенную роль при вирусных инфекциях. Также определено, что в процессе адгезии различных типов вирусов участвуют интегрины — гликопротеины, состоящие из различных комбинаций а и (3-цепей, экспрессированные на мембране этих клеток [1].
Предназначение моноцитов/макрофагов при вирусных инфекциях определяется их участием в продукции антител и интерферона, кооперации
с лимфоцитами и обеспечении подготовки более совершенных антител для стимуляции В-лимфо-цитов. Эти клетки могут принимать непосредственное участие в обезвреживании возбудителя, фагоцитируя зараженные вирусом клетки-мишени и их фрагменты или адсорбируя непосредственно на своей поверхности вирус с его последующим внутриклеточным поглощением [2]. На данный момент антивирусную активность моноцитов/макрофагов подразделяют на прямую и опосредованную [3]. Первая определяется внутриклеточной способностью макрофагов нарушать вирусную репликацию либо способствовать ей, а вторая обусловливается опосредованным влиянием моноцитов/макрофагов на вирус через продукцию различных биологически активных веществ, в том числе цитокинов. Также отмечается, что при развитии некоторых вирусных инфекций активированный макрофаг приобретает способность различать инфицированные и интактные клетки. Таким образом, значение моноцитов/макрофагов при вирусных инфекциях определяется их функциональным состоянием. С одной стороны, зараженные вирусом моноциты, взаимодействующие в первую очередь с инфекционным агентом, при их преобразовании в макрофаги могут служить источником данного возбудителя в организме. С другой стороны, для вирусов, инактивируемых макрофагами, эти клетки являются биологическим барьером, препятствующим распространению возбудителя из первичного очага инфекции с диссеминацией в высокочувствительные клет-
ки центральной нервной системы и паренхиматозных органов. Особое значение приобретает вопрос изучения моноцитарно-макрофагального воздействия именно в первые часы и сутки после заражения организма, причем необходимо учитывать, что конкретные механизмы активации этих клеток при различных вирусных инфекциях не идентичны и на данный момент находятся в стадии интенсивного изучения.
Семейство вирусов Flaviviridae включает три рода: Flavivirus, Pestivirus и Hepacivirus. Согласно новым принципам классификации, в род Flavivirus вошло около 70 вирусов [4], которые представлены сферическими вирионами диаметром 37-50 нм, и их геном образует положительная однони-тевая молекула РНК, включающая от 10000 до 11000 нуклеотидных оснований. РНК заключена в нуклеокапсид икосаэдрального типа, который покрыт липопротеиновым суперкапсидом, содержащим гликопротеиновые структуры около 10 нм длиной (эктодомены белка Е). Репродукция флавивирусов происходит в цитоплазме клеток. Флавивирусные инфекции у человека проходят по типу лихорадочных заболеваний, включая геморрагические лихорадки (вирусы Денге, Вессельброн, желтая лихорадка), энцефалитов (вирусы энцефалитов Сент-Луи, долины Мюррей, Повассан, Росио, Западного Нила, клещевого и японского энцефалитов), а также смешанных поражений, протекающих с развитием лихорадки и энцефалитов. Необходимо отметить, что в состав суперкапсида флавивирусов, который представляет собой радиально-симметричную решетку, входят основной структурный белок — гликопро-теин Е, молекулярной массой 52-54 кДа и мембранный белок М — 7-8 кДа. Активное участие в механизме связывания наружной поверхности этих вирусов с рецепторами плазмалеммы клетки-хозяина принимает белок Е, и с его помощью осуществляется вход флавивирусов в клетки путем рецептор-опосредованного эндоцитоза. Антигенные детерминанты этого структурного белка отвечают за гемагглютинирующие свойства флавивирусов и играют важную роль в его проникновении в клетку [5]. На примере вируса клещевого энцефалита с помощью различных методов было доказано, что белок Е, в противоположность гемагглютинирующим белкам слияния 1-го класса других вирусов, например, вируса гриппа, на поверхности суперкапсида формирует структуру не перпендикулярно (в виде игл) к плоскости вирусной мембраны, а параллельно [6]. При снижении значения pH, которое отмечается при входе вируса в клетку, гомодимерная структура белка Е преобразуется в гомотример-ную, что определяет активное участие этого белка
в механизме связывания наружной поверхносп вируса с рецепторами плазмалеммы клетки-,хозя ина, а также оказывает влияние на процесс слия ния мембранносодержащих органелл клетки пр! сборке вирионов [7]. Вход флавивирусов в клет ки осуществляется посредством его связыванш с а3-интегрином и неинтегриновым лектинопо добными рецептором ОС С-типа, наряду с этим! рецепторами в сорбции вириона на клеточно! поверхности могут принимать участие СЗ-компо нент комплемента и Бс-детерминанта иммуногло булина [8]. Процесс репродукции флавивирусо] инициируется в цитоплазме клеток, не затраги вая ее ядра.
В основном при инфекциях, вызванных фла вивирусами, возбудитель попадает в организл через место укуса насекомых, что вызывает мес тную воспалительную реакцию. Зачастую эта ре акция характеризуется ограниченным участко.\ гиперемии, отеком и некрозом кожи, а ее выра женность варьирует от едва заметных изменент до значительных участков некроза кожи. Пр! гистопатологическом обследовании обнаружи вается пикноз ядер эпидермиса, гиперкератоз, а ] сосочковом и сетчатом слоях кожи — васкулить и перисваскулиты мелких вен с деструктивны ми изменениями сосудов и инфильтратами ш их ходу [9]. В первые 3-е суток после зараженю инфильтраты в месте укуса состоят преимущес твенно из поли- и мононуклеарных фагоцитов г лишь затем на 2-3-ю неделю преобладающим! становятся лимфоциты. При этом у больных I ранний период виремии основная концентрации флавивирусов выявляется в крови и указываете* на присутствие вирусного антигена в лейкоцитар ных клетках [10].
Для доказательства участия моноцитов/мак рофагов в первичном ответе организма, инфи цированного флавивирусами, на модели различ ных животных был проведен ряд экспериментов Было выявлено, что у мышей с острой инфекцие! клещевого энцефалита, функциональные измене ния перитонеальных макрофагов характеризова лись повышенной фагоцитарной активностью ] отношении зараженных клеток. При подострой \ инаппарантной формах этой инфекции стимуля ция фагоцитоза отмечалась также и в отношен и ( неинфицированных клеток [2]. Противовирусна> активность макрофагов у животных усиливалас] с возрастом, фагоциты молодых мышей, заражен ных вирусом клещевого энцефалита, были боле( восприимчивы к инфекции, чем клетки взрослы] особей. При этом Рс-опосредованный эндоцито: вируса возрастал после предварительного воз действия на клетки лектина и антител к вирус? клещевого энцефалита [11]. Представляют ин
терес данные, полученные на модели зараженных вирусом клещевого энцефалита животных с предварительно супрессированной фагоцитарной активностью макрофагов, путем введения суспензии микроскопических частиц. У этих животных при остром клещевом энцефалите отмечалось повышение летальности и было обнаружено, что перитонеальные макрофаги иммунизированных и неиммунизированных животных в присутствии антител к вирусу клещевого энцефалита приобретали цитотоксичность в отношении инфицированных вирусом клеток-мишеней [12]. Тем не менее, П.С. Карасева с соавт. [13] выявили отсутствие связи между размножением вируса клещевого энцефалита в перитонеальных макрофагах in vitro и вирулентностью этого вируса in vivo, что дало основание определить незначительную роль циркулирующих макрофагов в барьерной функции у иммунизированных и неиммунизированных животных. При инфекции, вызванной вирусом Денге, у мышей было выявлено уменьшение количества макрофагов в селезенке и перитонеальной полости, при этом отмечалось угнетение их Fc-опосредованной фагоцитарной активности и снижение миграционной способности к месту воспаления [14]. Ультраструктурные исследования макрофагов мышей, зараженных Бразильскими флавивиру-сами (вирус желтой лихорадки, вирусы энцефалитов — Rosio, Bussuquara и Saint Louis), показали, что на 3-й день инфекции, независимо от типа вируса, обнаруживаются активированные клетки с повышенным количеством цитоплазматичес-ких выростов, у которых шероховатая и гладкая эндоплазматический сеть гипертрофирована и увеличена. В цитоплазме фагоцитов обнаруживается большое количество рибосом и синтезированных вирусных частиц [15]. Необходимо также отметить наличие данных о подавлении функциональной активности моноцитов крови у больных клещевым энцефалитом при более длительной и стабильной виремии [16]. Все вышесказанное позволяет сделать вывод об активном, несомненном участии клеток моноцитарно-мак-рофагальной системы в патогенезе инфекций, вызываемых флавивирусами.
Для выявления механизма взаимодействия клеток моноцитарно-макрофагальной системы с флавивирусами большое значение имеют исследования на модели in vitro. Так, при использовании различных популяций моноцитов/макрофа-гов человека и животных было доказано, что эти клетки являются мишенями при инфицировании многими флавивирусами. Причем к одному из уникальных свойств этих вирусов относится способность заражать популяции моноцитов/
макрофагов вне зависимости от стадии их диф-ференцировки. К таким вирусам принадлежат вирусы Денге, Кунин, японского и клещевого энцефалитов [8, 14, 16], притом, что скорость размножения других вирусов, например, вируса иммунодефицита человека и цитомегаловируса, коррелирует со степенью зрелости фагоцитов [17]. Исключение из флавивирусов составляет вирус Западного Нила, способность которого к размножению проявляется только в той культуре моноцитов, где под влиянием колониестимулиру-ющего фактора происходит преобразование этих клеток в макрофаги [18].
Из всех флавивирусов наиболее полноценно исследованы взаимоотношения клеток моноци-тарно-макрофагальной системы с вирусом Денге, причем скорость его размножения в макрофагах была выше, чем в периферических В-лимфоцитах, но ниже, чем в клетках лимфобластомы человека. При этом указывается, что как азиатский, так и американский геноварианты этого вируса вызывают в макрофагах и дендритных клетках человека продуктивную инфекцию, и от его генотипа зависела только интенсивность размножения, вероятно, в последующем оказывая влияние на развитие инфекции [19]. В отношении рецепторов, используемых вирусом Денге для проникновения в моноциты/макрофаги, существуют разноречивые мнения. Так, одни исследователи указывают, что для входа этого вируса в фагоциты человека не задействуются Рс-рецепторы этих клеток и в качестве возможных рецепторов используются мембранные протеины молекулярной массой — 27, 45, 67 и 87 кДа [20]. Другие же исследователи считают, что для вируса Денге характерно проникновение в макрофаги посредством рецепторов, чувствительных к трипсину, а также трип-син-резистентных Б с рецепторов — 22 [21].
При ультраструктурном исследовании культуры моноцитов, зараженных вирусом Денге, установлено, что его вход в клетки осуществляется путем фагоцитоза и макропиноцитоза. На это указывало наличие в цитоплазме моноцитов большого количества вакуолей с вирусными частицами, обнаруживаемыми после одного часа инкубации инфицированных клеток. В дальнейшем исследователи не наблюдали морфологических признаков репродукции этого вируса в моноцитах, что дало основание авторам считать маловероятным факт функционирования этих клеток в качестве источника вирусной инфекции. Также одним из доказательств этого вывода являлся обнаруженный после 2-х суток инкубирования апоптоз зараженных вирусом клеток, который характеризовался конденсированием хроматина вдоль мембраны ядра с последующей ядерной
фрагментацией, уменьшением размеров клеток и вакуолизацией их цитоплазмы. Эти данные дали основание авторам считать, что предполагаемая роль моноцитов/макрофагов в патогенезе заболевания, вызванного вирусом Денге, состоит в элиминации вирусных частиц и фагоцитировании остатков вирусиндуцированных апоптозных клеток [22]. Тем не менее, работами других исследователей [14] установлено, что дифференцировка в течение 45 дней зараженной вирусом Денге моно-цитарно-макрофагальной культуры клеток может поддерживать размножение вируса и продукцию ими цитокинов и хемокинов. Эти данные указывают на функциональную компетентность зрелых макрофагальных клеток в развитии вирусной инфекции. Таким образом, роль моноцитов/макрофагов в патогенезе инфекции, вызванной вирусом Денге, на данный момент рассматривается неоднозначно. Так, наряду с выявленным противовирусным действием моноцитов/макрофагов, характеризующимся поглощением, обезвреживанием, перевариванием и элиминированием вируса, эти клетки также могут являться мишенями для его размножения, в результате чего их функции дополняются новыми, что, в свою очередь, может оказывать влияние на первичный и адаптивный иммунный ответ организма.
Известно, что первичное накопление циркулирующих моноцитов крови в месте воспаления, регулируемое экспрессией адгезивных молекул, ведет к образованию клетками многих хемотакси-ческих факторов, в том числе первичных цитокинов, включая фактор некроза опухоли, интерлей-кины различных классов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-12, ИЛ-15, ИЛ-18), интерферон аир (ИФН), фактор трансформирующего роста р (ФТР р), хе-мокиноподобный интерлейкин 8 и макрофагаль-ные воспалительные протеины — МИП-1а, МИП-1Р, МИП-1, МИП-2, МИП-3 и другие [14]. Такая секреция первичных цитокинов и хемокинов дифференцированными фагоцитами предполагает региональное накопление медиаторов в различных тканях, где находится вирус, инициируя при этом местное воспаление. При флавивирусных инфекциях у человека была обнаружена дисрегуляция цитокинпродуцирующей функции моноцитов крови. Так, у больных клещевым энцефалитом в первые дни заболевания наблюдалось снижение ИФН-а и ИФН-у-продуцирующей активности лейкоцитов, которое коррелировало с тяжестью и длительность заболевания, тогда как манифестация лихорадочной формы этого заболевания сопровождалась возрастанием продукции этими клетками ФНО-а и ИНФ-у [16]. Причем изменение продукции данных цитокинов положительно коррелировало со степенью активности патологи-
ческого процесса и выраженностью клиническс симптоматики нейроинфекции. Секреция мон< цитами ИЛ-12, напротив, изменялась пропо] ционально длительности персистенции вируса организме и не зависела от клинической картин заболевания [23]. При геморрагической лихора, ке, вызванной вирусом Денге, отмечается увел] чение секреции макрофагами больных многг основных цитокинов, кроме ИЛ-12, тогда как пр простой лихорадке Денге на фоне возрастай^ продукции этих цитокинов отмечается уменьш ние количества ИЛ-8, ИЛ-10 и фактора роста — [14]. При этом исследователями отмечается, чт ранняя секреция цитокинов моноцитами/макр< фагами при флавивирусных инфекциях мож( формировать локальный специфический град! ент для привлечения различных циркулируют^ субпопуляций лейкоцитов крови к месту инф! цирования [17], одномоментно воздействуя на Э1 дотелиоциты. Подобное опосредованное действр цитокинов, особенно ИЛ-12, ИЛ-1Р и ФНО-увеличивает проницаемость сосудов и экспресси адгезинов для усиления функциональной актш ности лейкоцитов и диапедеза. В результате этог процесса количество клеток в месте локализаци антиген-представляющих макрофагов возрастае и под влиянием синергического действия цитога нов и хемокинов, секретируемых ими, клеточнь: инфильтраты функционально становятся боле полноценными. Необходимоотметить,чтоцитою ны продолжительного действия, такие как ИЛ-1! ИЛ-1Р и ИФН-а, могут оказывать влияние н дифференцировку, активизацию и представлени клеток антиген-специфического вторичного ли\ фоцитарного ответа в тканях [24]. Таким обра:«)л специфично активированные эффекторные маг рофаги оказывают цитотоксичное действие ка на сам флавивирус, так и на клетки, зараженны им, а секреция ими ИФН-у, ИЛ-2 и других мед1-аторов, в конечном итоге, может модифицироват иммунный ответ организма.
Установлено [16], что не все вирусы в один;: ковой степени чувствительны к действию баъ терицидных ферментных систем моноцитов макрофагов. Одни легко инактивируются фаге цитами (группа I), а другие резистентны к дейс твию макрофагов и способны к активной и не редко длительной репродукции (группа II). Есл размножающийся в макрофагах вирус обладае цитопатической активностью в отношении кле ток жизненно важных органов (мозг, печень), т обычно развивается острая инфекция, как правило, с летальным исходом. В тех случаях, когда вк рус не вызывает деструкции макрофагов и други клеток хозяина, формируется иерсистентный ти инфекции. Поэтому определенное значение при
обретают исследования, связанные с изучением ферментативного состояния клеток моноцитар-но-макрофагальной системы в ответ на заражение флавивирусами, которые относятся ко второй группе. Нами при анализе метаболической активности макрофагов, зараженных вирусом клещевого энцефалита, было установлено, что в момент его проникновения и размножения в клетках выявляется стимуляция кислородзависимых ферментных систем [25]. На это указывало повышение активности как НАДФ-оксидазного комплекса первого порядка (плазматические мембраны), так и активности митохондриальных ферментов третьего порядка — лактатдегидрогеназы, сукцинатдегид-рогеназы и цитохромоксидазы. Волнообразное изменение активности этих ферментов в макрофагах в первом периоде (до 3 ч) отражало реакцию клеток на проникновение вирусов, а во втором (с 5 и до 48 ч) — наличие синтеза и выхода вирусных частиц во внеклеточное пространство. Помимо этого, в макрофагах, зараженных вирусом КЭ, отмечалась активная наработка метаболитов NO, которая в начальном периоде инфекции (15 мин -4 ч) коррелировала с изменением активности ферментов кислородзависимого метаболизма клеток. В поздние сроки наблюдения (от 1 до 4-х сут.) была выявлена активность фермента — суперок-сиддисмутазы, принимающей участие в ликвидации избыточного количества активных метаболитов кислорода, а также лизосомальных ферментов — неспецифической эстеразы и кислой фосфата-зы. Таким образом, первоначальное повышение активности клеточных ферментов указывало на период активации макрофагов, а последующее их повышение — на период увеличения их синтетической активности.
Исследования последних десятилетий роли оксида азота (N0) в биологических системах дали новый стимул в изучении патогенеза вирусных заболеваний. В организме N0 образуется путем окисления аминокислоты L-аргинин атомом кислорода в присутствии фермента — синтазы окиси азота — NOS, что приводит к образованию NO. Определено, что N0 оказывает прямое противовирусное действие, и поэтому исследования нитроксидобразующей активности моноцитов/ макрофагов, которые относятся к одним из главных поставщиков метаболитов NO, при вирусных инфекциях приобретает особенное значение. На это также указывают данные о том, что внутри-фагоцитарный дефицит окиси азота относится к одной из главных причин незавершенности фагоцитоза и в этом случае может сформироваться персистируюшая инфекция [26].
В исследованиях T.R. Kreil и М.М. Eibl [27] было показано, что инфицированные вирусом
клещевого энцефалита макрофаги мышей значительно снижают продукцию NO. Введение в культуру инфицированных макрофагов ИФН-у увеличивало нитроксидобразующую активность этих клеток, а комбинация интерферона с ФНО-а приводила к ее ингибированию, что, вероятно, осуществлялось через индукцию синтеза фагоцитами ИФН-р и а вирусом клещевого энцефалита. Высокие уровни производства NO in vitro не оказывали ингибирующего воздействия на репликацию этого вируса. При заражении популяций моноцитов/макрофагов вирусом Западного Нила определено его стимулирующее воздействие на адгезивную и нитроксидпродуцирующую активность этих клеток [28]. Также при инфицировании макрофагальной культуры вирусом Японского энцефалита выявлен внутри- и внеклеточный стимулирующий эффект ИФН-у на нитроксидобразующую активность клеток. Причем в этих фагоцитах установлено NO-опосредованное ингибирующее действие на репликацию данного вируса [29]. Наряду с увеличением in vitro уровня NO, выделяемого моноцитами крови больных, инфицированных вирусом Денге, в этих же клетках была установлена эспрессия индуцибельной NO-синтазы [30] и доказано, что для полноценного антивирусного действия макрофагальных клеток необходима также активация кислород-зависимой ферментной системы. В этом случае при одномоментной продукции активных метаболитов кислорода и NO происходит образование пероксинитрита, который, в свою очередь, усиливает цитотоксичность макрофагов в отношении вируса Денге [14].
Таким образом, очевидно, что способность моноцитов/макрофагов к продукции NO имеет определенное значение в патогенезе флавивирусных инфекций. Причем, представляет интерес, каким образом NO может ингибировать репродукцию вируса: либо оказывая действие на сам процесс синтеза вирусных частиц, либо опосредованно через активацию защитных механизмов клетки. Действительно, на различных клеточных культурах было продемонстрировано, что N0 в равной степени влияет как на репликацию вируса, так и на инфицированные клетки. Так, на модели макрофагальной культуры, зараженной вакцинным ДНК-содержащим вирусом, выявлено, что индуцируемый под влиянием ИФН-у NO через инактивацию рибонуклеиновой редуктазы клеток воздействует на поздние стадии репликации вируса, включая ДНК-синтез, синтез белков и созревание вирионов. Флавивирусы являются типичными цитозольными вирусами, поскольку их репликация устойчива к воздействию актиномицина Д и РНКзависимый РНКполимеразный комплекс
ассоциирован с внутриклеточными мембранами, что определяет механизм биосинтеза вирусного РНК-генома в цитоплазме инфицированных клеток. Исходя из этого, механизм воздействия N0 может быть несколько иным; доказано, что N0 обладает прямым ингибирующим действием на репликацию вируса Японского энцефалита путем блокирования синтеза его РНК и белков, а также ограничения реализации вирусных частиц из инфицированных клеток [29].
Итак, для понимания механизмов иммунологических реакций организма и их роли в патогенезе флавивирусных инфекций необходима комплексная оценка значения фагоцитоза, роли интерферона, антител и местных факторов иммунитета, где ключевыми клеточными элементами являются моноциты/макрофаги. Как указывают приведенные выше данные, функциональная выраженность этих клеток при флавивирусных инфекциях разнообразна. Так, наряду с тем, что моноциты/ макрофаги могут осуществлять положительный противовирусный эффект путем поглощения, обезвреживания и элиминации вирусов и инфицированных ими клеток, при этом активизируясь и продуцируя в месте заражения цитокины, эти клетки могут также обладать и отрицательным воздействием. В первичном иммунном ответе оно выражается в том, что при репродукции вирусов в макрофагах и дальнейшей диссеминации их в различные органы фагоциты выступают в роли своеобразного «Троянского коня», тем самым опосредуя образование местных очагов воспаления. При этом возникает как депрессия функциональной активности клеток, так и проявление нежелательных последствий подобного изменения, а именно, уничтожение здоровых клеток в месте воспаления за счет чрезмерной продуцирии активных радикалов кислорода и N0. Эти метаболиты способны помимо противовирусного действия инициировать процесс апоптоза клеток и увеличивать проницаемость капилляров. Таким образом, моноциты/ макрофаги при флавивирусном инфицировании организма не всегда проявляют себя в качестве защитного барьера. В то же время, активация данных клеток при репродукции в них вируса позволяет им осуществить антигенпредставляющую функцию для стимуляции В- и Т-лимфоцитов и активации цитотоксических Т-лимфоцитов для уничтожения инфицированных клеток при развитии специфического иммунного ответа.
Существует мнение, что успешный исход вирусного заболевания происходит при достижении баланса между индукцией антивирусных механизмов и повреждающими эффектами в различных тканях организма. На данный момент
определено, что чувствительность моноцитов/ макрофагов к вторжению инфекта зависит от пла-топодобного рецептора TLR, а стимуляция или ингибиция этих клеток осуществляется через Jak-Stat механизм (киназный сигнальный преобразователь — Janus и активатор транскрипции — Stat). К одному из сигналов контроля за течением вирусных инфекций относят у-интерферон, синтез которого также зависит от функционального сигнала трансдукции — Stat 1, тогда как сигнал Stat3 активизируется рядом цитокинов, включающих ИЛ-10, ИЛ-6 и ИЛ-27. Недавно было доказано, что регуляция продукции макрофагами цитокинов осуществляется подобной Stat-активацией их рецепторов или сигнальных компонентов, что и определяет важность данного механизма в контроле над вирусной инфекцией [17].
Таким образом, применение современных методов исследования позволит раскрыть молеку-лярно-генетические механизмы активизации и депрессии клеток моноцитарно-макрофагальной системы при вирусных инфекциях. Это сделает возможным в ближайшем будущем охарактеризовать целевые гены и идентифицировать молекулярные посредники, которые могут ингибировать разрушение вирусами клеток и тканей и в конечном итоге контролировать развитие иммунного ответа организма.
THE IMPORTANCE OF MONOCYTE/ MACROPHAGE CELLS SYSTEM IN PATHOGENESIS OF FLAVIVIRUSIS INFECTION
N.G. Plekhova
In the review the modern representation about realization mechanisms of monocytes/macrophages functional destination in flavivirus infections was given. The difference participation of this cells in development of antiviral response of organism was shown, and alongside with the presence of positively effects when phagocytes ingested and eliminated fla-viviruses, as well as infected macrophages can have negative influence. This is expressed in the form of the spread of ingested flaviviruses reproduced in macrophages in different organs. In result of virus reproduction the depression of cellular functional activity appears and they gain the new functions. This cells, producting the reactive radicals of oxygen and nitrogen oxide, besides the antiviral effect initiate the process of cell apoptosis, with the result that the normal cell in foci inflammation are killing. At the same time the reproduction of flaviviruses in monocytes/macrophages influences the realization of anti-gen-representational function for the stimulation of lymphocyte and cytokine response.
Литература
1. С Rig: a macrophage complement receptor required for phagocytosis of circulating pathogens / K.Y. Helmy, K.J.Jr. Katschke, N.N. Gorgani et al. // Cell. - 2006. -Vol. 124. - P. 915-927.
2. Молекулярные и клеточные основы патогенеза клещевого энцефалита / Р.Ф. Насырова, Н.В. Рязанцева, Н.Г. Жукова и др. // Бюл. сиб. мед. — 2006. — Приложение 1. — С. 42-51.
3. Baskin, H.S. Herpes simplex virus type 2 synergizes with interferon-y in the induction of nitric oxide production in mouse macrophages through autocrin secretion of tumour necrosis factor a / H.S. Baskin // Gen. Virol.
- 1997. - Vol. 78. - P. 195-203.
4. Гайдамович, С.Я. Семейство Togaviridae / С.Я. Гайдамович, Н.В. Логинова // Общая и частная вирусология. Т. 2. - М„ 1982. - С. 49-94.
5. Lindenbach, B.D. Flaviviridae: the viruses and their replication / B. D. Lindenbach, С. M. Rice //In Fields virology (Eds. by D. M. Knipe, P. M. Howley, D. E. Griffin et al.). Philadelphia Pa.: Lippincott Williams and Wilkins, 2001.-P. 991-1041.
6. Heinz, F. X. Structures and mechanisms in flavivi-rus fusion / F. X. Heinz, S. L. Allison // Adv. Virus Res.
- 2000. - Vol. 55. - P. 231-269.
7. Single point mutation in tick-borne encephalitis virus prM protein induces a reduction of virus particle secretion / K. Yoshii, A. Konno, A. Goto et al. // Gen. Virol.
- 2004. - Vol. 85. - P. 3049-3058.
8. A model to study neurotropism and persistency of Japanese encephalitis virus infection in human neuroblastoma cells and leukocytes / K.D. Yang, W.-T. Yeh, R.-F. Chen et al. //J. Gen. Virol. - 2004. - Vol. 85. - P. 635-642.
9. Иерусалимский, А.П. Клещевой энцефалит / А.П. Иерусалимский. — Новосибирск, 2001. — 258 с.
10. West Nile virus (WNV): generalities and implications for blood transfusion / P. Gallian, X. De Lambal-lerie, P. De Micco et al. // Trunsfus. Clin. Boil. - 2005. -Vol. 12.-P. 11-17.
11. Kopecky, J. Interaction of tick-borne encephalitis virus with mouse peritoneal macrophages. The effect of antiviral antibody and lectin / J. Kopecky, L. Grub-hoffer, E. Tomkova // Acta Virol. - 1991. - Vol. 35. -P. 218-225.
12. Role of macrophages in the pathogenesis of experimental tick-borne encephalitis in mice / V.V. Khozinsky, B.F. Semenov, M. Gresikova et al. // Acta Virol. — 1985. -Vol. 29. - P. 194-202.
13. Исследование in vitro макрофагальной барьерной функции у мышей, вакцинированных от клещевого энцефалита и зараженных флавивирусами различной вирулентности / П.С. Карасева, Л.И. Котлубей, Л.Б. Эльберт и др. // Журн. эпидемиол., микробиол. и им-мунобиол. - 1983. - Т. 12. - С. 57-60.
14. Chatuwedi, U.C. Macrophage & dengue virus: Friend or foe? / U.C. Chaturvedi, R. Nagar, R. Shrivastava // Indian J. Med. Res. - 2006. - Vol. 124. - P. 23-40.
15. Barros, V.E.D. Cytopathological changes induced by selected Brazilian flaviviruses in mouse macrophages / V.E.D. Barros, J. A. Thomazini, L.T.M. Figueiredo //J. Microscopy. - 2004. - Vol. 216. - P. 5-14.
16. Особенности фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови у больных клещевым энцефалитом / Н.П. Пирогова, О.В. Михайлова, М.Р.
Карпова и др. // Бюл. эксп. биол. и мед. — 2002. — Приложение 1. — С. 82-85.
17. Chen, Y.-C. Activation of terminally differentiated human monocytes/macrophages by Dengue virus: productive infection, hierarchical production of innate cytokines and chemokines, and the synergistic effect of lipopolysac-charide / Y.-C. Chen, S.-Y. Wang // J. Virol. - 2002. -Vol. 76. - P. 9877-9887.
18. Expression of CCR5 increases during monocyte differentiation and directly mediates macrophage susceptibility to infection by human immunodeficiency virus type 1 / D.L. Tuttle, J. K. Harrison et al. //J. Virol. - 1998. -Vol. 72. - P. 4962-4969.
19. Monocytes/macrophages are a potential target in human infection with West Nile virus through blood transfusion / M. Rios, M.J. Zhang, A. Grinev et al. // Transfusion - 2006. - Vol. 46. - P. 659-662.
20. Cologna, R. American genotype structures decrease dengue virus output from human monocytes and dendritic cells / R. Cologna, R. Rico-Hesse //J. Virol. - 2003. -Vol. 77. - P. 3929-3938.
21. Moreno-Altamirano, M.B. Non Fc receptor-medi-ated infection of human macrophages by dengue virus serotype 2 / M.B. Moreno-Altamirano, F.J. Sanchez-Gar -cia, M.L. Munoz // J. Gen. Virol. - 2002. - Vol. 83. -P. 1123-1130.
22. Ultrastructure studies on dengue virus type infection of cultured human monocytes / J.A. Mosquera, J.P. Hernandez, N. Valero et al. // Virol. J. - 2005. - Vol. 2.
- P. 26-36.
23. Нарушение продукции цитокинов мононукле-арами периферической крови при персистенции вируса клещевого энцефалита / Н.В. Рязанцева, В.В. Новицкий, А.П. Зима и др. // Журн. неврол. и психиатрии.
- 2006. - № 12. - С. 57-62.
24. Increased production of interleukin-8 in primary human monocytes and in human epithelial and endothelial cell lines after dengue virus challenge /1. Bosch, K. Xhaja, L. Es-tevez et al. //J. Virol. - 2002. - Vol. 76. - P. 5588-5597.
25. Метаболическая активность макрофагов / Н.Г. Плехова, Л.М. Сомова, Е.И. Дробот и др. // Биохимия.
- 2007. - Т. 72. - С. 236-246.
26. Ратникова, Л.И. Современные представления о патогенезе клещевого энцефалита / Л.И. Ратникова, Л.В. Тер-Багдарасян, И.Л. Миронов // Журн. эпидемиол. и инфек. болезней. — 2002. — № 5. — С. 41-46.
27. Kreil, T.R. Nitric oxide and viral infection: NO antiviral activity against a flavivirus in vitro, and evidence for contribution to pathogenesis in experimental infection in vivo / T.R. Kreil, M.M. Eibl // Virol. - 1996. - Vol. 219.
- P. 304-306.
28. Shen, J. Adherence status regulates the primary cellular activation responses to the flavivirus West Nile / J. Shen, J. M. Devery, N.J. King // Immunol. - 1995. -Vol. 84. - P. 254-264.
29. Inhibition of Japanese encephalitis infection by nitric oxide: antiviral effect of nitric oxide on RNA virus replication / Y.-L. Lin, Y.-L. Huang, S.-H. Ma //J. Virol.
- 1997. - Vol. 71. - P. 5227-5235.
30. Inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression in monocytes during acute Dengue Fever in patients and during in vitro infection / P.C. Neves-Souza, E.L. Azere-do, S.M. Zagne // Bio. Med. Central Infect. Dis. - 2005.
- Vol. 5. - P. 64-72.
