Базофилы

   Базофилы интерпретируются  в последние годы как небольшая, но мощная субпопуляция лейкоцитов, способных связывать врожденный и адаптивный иммунитет. Они могут быть активированы через IgE-зависимые и IgE-независимые механизмы для высвобождения предварительно образованных медиаторов и для продуцирования цитокинов Th2. В дополнение к своей роли в защитном иммунитете к гельминтам базофилы являются основными участниками аллергических реакций, таких как анафилаксия и реакции немедленной гиперчувствительности, реакции гиперчувствительности поздней фазы и реакции гиперчувствительности замедленного действия. Кроме того, базофилы вовлечены в патогенез аутоиммунных заболеваний, таких как волчаночный нефрит и ревматоидный артрит, а также модуляцию иммунных реакций на бактериальные инфекции, помимо всего их увеличение  является признаком миелогенных лейкозов. Разные сигналы для активации базофилов , дегрануляции, трансэндотелиальная миграция и иммунная регуляция, демонстрируют важную роль базофилов в развитии микросреды Th2. 

     Исторически базофилы в основном ассоциировались с реакциями немедленной гиперчувствительности, основанными на экспрессии на их клеточной поверхности высокоаффинного IgE-рецептора (FcƐRI) и высвобождении гистамина и других атопических медиаторов при сшивании FcƐRI  (  Chirumbolo S., 2012; Siracusa M, Artis D., 2010). Однако это восприятие ограниченной функциональности базофилов кардинально меняется, что свидетельствует об их экспрессии многочисленных рецепторов клеточной поверхности, которые при лигировании способны транскрипционно активировать базофилы с образованием цитокинов, стимулирующих и регулирующих адаптивные иммунные ответы Th2, что делает их важными для реакции гиперчувствительности поздней фазы и реакции гиперчувствительности замедленного действия, а также реакции немедленной гиперчувствительности (  Dvorak A., et.al., 1976; Wang H., et.al., 2010;  Sabato V., et.al., 2012 ).   

    Существует также доказательство того, что базофилы может иметь важное значение в патогенезе аутоиммунных заболеваний ( Charles N., 2010 ; et.al.,Warde N., 2010) физиологических реакций иммунной системы к инфекции ( Anyan W., et.al., 2010 ; Pelleau S., et.al. 2012) и миелоидных лейкозов.  Таким образом, базофилы становятся признанной потенциальной мишенью для использования в терапии атопии, аутоиммунитета и миелоидного лейкоза /

    Полученные из CD34 + миелоидных кроветворных предшественников в костном мозге, базофилы фенотипически и функционально отличаются от других лейкоцитов, включая тучные клетки. Хотя базофилы и тучные клетки имеют много общих характеристик, тучные клетки находятся в тканях, тогда как базофилы находятся в кровообращении и могут быть рекрутированы в ткани.  Ключевым отличием от тучных клеток является отсутствие экспрессии CD117 (c-kit) базофилами и высокая экспрессия CD123 (IL-3Rα) базофилами ( Valent P., et.al., 1989). Образование тучных клеток in vitro происходит, когда CD34 + клетки культивируются с фактором стволовых клеток (SCF, лиганд для CD117) и IL-6. В то время как в пробирке выводе базофилов происходит , когда CD34 + клетки культивировали с IL-3 в отсутствие SCF. В естественных условиях базофилы попадают в кровообращение со зрелым фенотипом и выживают примерно 5 дней ( Sokol C., Medzhitov R. , 2010). Следовательно, скорость оборота базофилов высока, и клетки-предшественники постоянно получают сигналы  о дифференцировке в базофилы для поддержания гомеостатического надзора на периферии.

    Базофилы можно морфологически отличить от других циркулирующих лейкоцитов по метахроматическому окрашиванию их цитоплазматических гранул с помощью Райта Гимзы или Толуидинового синего . Базофилы могут быть фенотипически идентифицированы с помощью многопараметрической проточной цитометрии или иммуногистохимии как FCƐ RI +, CD 123+ и CD303– (исключая плазмоцитоидные дендритные клетки). Базофилы также экспрессируют низкий уровень CD203c, который увеличивается с активацией базофилов и может соответствовать частичной дегрануляции ( Sabato V., et.al., 2012). ]. CD203c является гликозилированной трансмембранной молекулой типа II, которая принадлежит к семейству экто-нуклеотид-пирофосфатазо-фосфодиэстеразных (E-NPP3) ферментов.  Активация базофилов также индуцирует экспрессию CD69, в то время как дегрануляция базофилов коррелирует с экспрессией CD63 , как следствие слияния цитоплазматической мембраны гранул с клеточной поверхностью плазматической мембраной , которую называют "анафилактические дегрануляции" ( Bieneman A., et.al., 2005;  Kleine-Tebbe J., et.al., 2006; MacGlashan D., 2019; Crivellato E., et.al., 2011). CD69 является членом суперсемейства животных лектина С-типа, который функционирует в качестве рецептора, передающего сигналы, и экспрессируется практически на всех активированных гематопоэтических клетках. CD63 представляет собой гликопротеин семейства тетраспанинов 53-го ряда, экспрессирующийся в мембранах цитоплазматических гранул в базофилах, а также в других гранулоцитах. Экзоцитоз приводит к слиянию гранулярной мембраны с клеточной мембраной и, следовательно, к экспрессии CD63 на клеточной поверхности, где он функционирует для взаимодействия с интегринами.

    Первоначально базофилы были замечены  за их быстрое высвобождение гистамина и синтез лейкотриена C4 (LTC4) после сшивания IgE, связанного с их FcƐ RI, и впоследствии за их синтез IL-4 и IL-13 в ответ на сшивание FcƐ RI . Базофилы содержат приблизительно 1 пг гистамина / клетка и могут синтезировать больше IL-4 и IL-13 / клетка, чем другие лейкоциты. Таким образом, базофилы обладают способностью связывать врожденный и адаптивный иммунитет, включая способность индуцировать и размножать иммунные ответы Th2 . Сложность активации базофилов также подтверждается их чувствительностью к IgE-независимым механизмам, включающим лигирование toll-подобных рецепторов (TLR) 2 и 4, IL-3R, IL-5R, IL-18R, IL33R (ST2), C5aR, лейкоцитов ингибиторные рецепторы (LIR), хемокиновый рецептор (CCR) 2, CCR3, рецептор хемоаттрактанта, гомологичный Th2 (CRTH2), рецептор фактора колониестимулирующего фактора гранулоцитов макрофагов (GM-CSFR, CD116), CD32 (FcγRII), CD62L и CD40L. Базофильная дегрануляция в значительной степени ограничивается сигналами, индуцированными сшивкой Fc-RI, или анафилатоксином C5a, и в меньшей степени IL-3 . Другие IgE-независимые стимулы способствуют выработке преимущественно цитокинов Th2 (IL-4, IL-13 и, в меньшей степени, IL-5), но одни эти стимулы не вызывают дегрануляции базофилов.

IL-3

   Помимо своей роли в содействии дифференцировке базофилов, IL-3 является физиологически важным усилителем чувствительности базофилов к агонистическим факторам и эффекторным функциям базофилов.  В частности, в присутствии IL-3 усиливается дегрануляция базофилов и синтез цитокинов Th2 в ответ на сшивание Fc-RI. Роль IL-3 в базофильной биологии невозможно переоценить. Она важна для многих функций в течение жизненного цикла базофилов и служит для стимулирования передачи сигналов, роста и высвобождения медиатора, и часто имеет усиленные эффекты в сочетании с другими стимулами. Например, IL-3 является синергетическим с IL-33 стимуляцией синтеза базофилом цитокинов Th2 ( Pecaric-Petkovic T., et.al.,  2009). 

Литература 

• Anyan WK, Kumagi T, Shimogawara RF, et al. Schistosome eggs have a direct role in the induction of basophils capable of a high level of IL-4 production: Comparative study of single- and bisexual infection of Schistosoma mansoni in vivo. Tropical Medicine and Health. 2010;38(1):13–22
• Bieneman AP, Chichester KL, Chen YH, Schroeder JT. Toll-like receptor 2 ligands activate human basophils for both IgE-dependent and IgE-independent secretion. J Allergy Clin Immunol. 2005;115:295–30
• Charles N, Hardwick D, Daugas E, et al. Basophils and the T helper 2 environment can promote the development of lupus nephritis. Nat Med. 2010;16(6):701–707. This was the first report potentially linking basophils to the pathogenesis of autoimmune lupus nephritis.
• Dvorak AM, Mihm MC, Dvorak HF. Degranulation of basophilic leukocytes in allergic contact dermatitis reactions in man. J Immunol. 1976;116:687–695
• Chirumbolo S. State-of-the-art review about basophil research in immunology and allergy: is the time right to treat these cells with the respect they deserve? Blood Transfus. 2012;10:148–164.
• Crivellato E, Beatrice N, Ribatti D. The history of the controversial relationship between mast cells and basophils. Immunology Letters. 2011;141(1):10–17
• Kleine-Tebbe J, Erdmann S, Knol EF, et al. Diagnostic tests based on human basophils: potentials, pitfalls and perspectives. Int Arch Allergy Immunol. 2006;141:79–90.
• MacGlashan D. Jr. Expression of CD203c and CD63 in human basophils: relationship to differential regulation of piecemeal and anaphylactic degranulation processes. Clin Exp Allergy. 2010;40:1365–1377.
• Pecaric-Petkovic T, Didichenko SA, Kaempfer S, et al. Human basophils and eosinophils are the direct target leukocytes of the novel IL-1 family member IL-33. Blood. 2009;113:1526–1534
• Pelleau S, Diop S, Dia Badiane M, et al. Enhanced basophil reactivities during severe malaria and their relationship with the plasmodial histamine releasing factor PfTCTP. Infect Immune. 2012;80(8):2963–2970.
• Sabato V, Verweij MM, Bridts CH, et al. CD300a is expressed on human basophils and seems to inhibit IgE/FcƐ RI-dependent anaphylactic degranulation Clinical Cytometry. 2012;82B:132–138.
• Siracusa MC, Artis D. Basophil Functions During Type 2 Inflammation: Initiators, Regulators and Effectors. The Open Allergy Journal. 2010;3:46–51
• Sokol CL, Medzhitov R. Emerging functions of basophils in protective and allergic immune responses. Mucosal Immunology. 2010;3(2):129–137. This review explained the role of basophils in promoting Th2 immune responses
• Valent P, Schmidt G, Mayer P, et al. Interleukin-3 is a differentiation factor for human basophils. Blood. 1989;73(7):1763–1769
• Wang H, Fang Y, Barrenas F, et al. Allergen challenge of peripheral blood mononuclear cells from patients with seasonal allergic rhinitis increases IL-17RB, which regulates basophil apoptosis and degranulation Clinical & Experimental Allergy. Clinical Et Experimental Allergy. 2010;40:1194–1202
• Warde N. Activated basophils exacerbate lupus nephritis by amplifying production of autoreactive IgE. Nat Rev Rheumatol. 2010;6(8):438.