Лейкоциты в иммунологии с точки зрения дилетанта

   Когда я начинал писать эту заметку , я не ожидал, что столкнусь с большим количеством трудных вопросов, отчасти , обусловленных отсутствием у меня глубоких знаний , как в области иммунологии, так и гематологии. однако, по мере продвижения по этому интригующему пути , встречи с тем или иным феноменом были неожиданными и удивительными. Предлагаю читателю пойти вместе со мной дальше ...

Нейтрофилы

         Еще в древние времена считали, что «гной - благородное вещество: он состоит из храбрых клеток, которые никогда не бегут  обратно в кровеносные сосуды, чтобы уйти; все они умирают при исполнении служебных обязанностей. Также обратите внимание на двойное значение нагноения: оно указывает на наличие инфекции, но также и на то, что организм хорошо с ней борется». Исход битвы можно до некоторой степени предсказать по гною, как это наблюдалось еще в древние времена. Беловатый кремовый вид (и, следовательно, богатый полиамидными веществами) является «предпочтительным», потому что он указывает на то, что с инфекцией успешно борются. Отсюда его древнее латинское название pus bonum et laudable , «хороший и похвальный гной». Тонкий или зловонный гной свидетельствует о плохой защите от особо опасных бактерий.

    Нейтрофилы находясь , как-бы  на границе врожденного и адаптивного иммунитета исторически считались короткоживущими эффекторными клетками врожденной иммунной системы, поскольку они подвергаются спонтанному апоптозу in vitro, если они не спасены сигналами выживания, такими как воспалительные цитокины или микробные соединения . Однако это мнение редко учитывает представление о том, что нейтрофилы вносят важный вклад в рекрутинг, активацию и программирование других иммунных клеток. 

   Исследования показывают, что сами нейтрофилы секретируют целый ряд провоспалительных и иммуномодулирующих цитокинов и хемокинов, способных усиливать рекрутирующие и эффекторные функции других клеток. Нейтрофилы вступают во взаимодействия с целым рядом иммунных и неиммунных клеток, таких как дендритные клетки (DC), B-клетки, NK-клетки, CD4, CD8 и γδ T-клетки, а также мезенхимальные стволовые клетки,

     Нейтрофилы являются неотъемлемой частью врожденной иммунной системы, поскольку это – тип фагоцитов, который обычно находится в кровотоке. В частности, циркулирующие нейтрофилы в присутствии хемотаксических раздражителей быстро прилипают к эндотелиальным клеткам и направляются мигрирующим образом во внесосудистое пространство. Являясь подвижными, нейтрофилы считаются  одними из первых респондентов, которые быстро привлекаются к участкам инфекции, а высвобождение из них антимикробных факторов и растворимых медиаторов может, в свою очередь, усиливать воспалительный ответ. Следовательно, нейтрофилы необходимы не только для первоначального ответа на патогены после инфекции, но и для координации дальнейшего привлечения других лейкоцитов , то есть направления  соответствующего иммунного ответа.

   Нейтрофилы способны представлять различные фенотипы и функции при различных заболеваниях. Простое удаление нейтрофилов или прекращение их рекрутирования после воспаления может повлиять на воспалительные реакции более сложным образом, чем первоначально предполагалось. 

     Такие понятия, как «гетрофильность нейтрофилов» и «нейтрофильная пластичность», начали появляться в литературе . Это свидетельствует о том, что в патологических условиях нейтрофилы могут дифференцироваться в отдельные подмножества, определяемые различными фенотипическими и функциональными характеристиками, а именно «провоспалительные «N1» или «N2» (антивоспалительные). Учитывая обилие нейтрофилов в организме человека и их роль в борьбе с инфекцией, вполне вероятно, что функционально нарушенные нейтрофилы способствуют повышению восприимчивости к бактериальной инфекции.

     Появляются первые работы, в которых описывается роль нейтрофилов в формировании Т-клеточно-независимых ответов антител , но также сообщается о таких функциях, как презентация антигена и взаимодействия с Т-клетками.

Цитокины

        Помимо своей антимикробной функции, нейтрофил способен экспрессировать гены, кодирующие медиаторы воспаления, такие как факторы роста, хемокины и цитокины 

       Нейтрофилы приводят к секреции нескольких провоспалительных цитокинов. Воспаление, вызываемое цитокинами, может вызывать окислительный стресс и дальнейшее воспаление из-за дисфункции клеток в различных органах.

        В настоящее время признано, что нейтрофилы являются транскрипционно активными комплексными клетками (Ericson et al., 2014 ), которые продуцируют цитокины (Tecchio and Cassatella, 2016), модулируют деятельность соседних клеток и способствуют разрешению воспаления (Greenlee-Wacker, 2016 ), регулируют макрофаги для долгосрочных иммунных реакций (Chen et al., 2014 ), активно участвуют в патогенезе ряда заболеваний,  включая рак (Uribe- Querol and Rosales, 2015 ; Mishalian et al., 2017 ) и даже играют роль во врожденной иммунной памяти (Netea et al., 2016).

  В ответ на вторжение патогенов нейтрофилы выделяют провоспалительные цитокины, которые рекрутируют дополнительные нейтрофилы и другие иммунные клетки.

    Существует взаимосвязь между TNF-α и центральной нейротрансмиттерной активностью, в частности серотонином (функция транспортера серотонина может быть увеличена TNF-α.)

      Появляется все больше свидетельств того, что нейтрофилы, с одной стороны, являются мишенью, а с другой - источником провоспалительных цитокинов, таких как IL-1 и TNF-α, хемокинов, таких как IL-8, и факторов роста, включая фактор стимулирования колоний гранулоцитов / моноцитов.   С другой стороны, сообщалось, что эти провоспалительные цитокины, в частности TNF-α и хемокины, могут также функционировать в качестве праймирующих агентов нейтрофилов, заметно усиливая их фагоцитоз, дегрануляцию, окислительные реакции.

       Воспалительные цитокины являются важными маркерами течения болезни, включая диагностику, выбор лечения и профилактику рецидивов.

     IL-2 и TNF модулируют функции нейтрофилов. Эти цитокины влияют на некоторые или все следующие функции нейтрофилов: адгезию, миграцию клеток, «респираторный взрыв», высвобождение лизосомальных ферментов и экспрессию рецепторов на клеточной поверхности. 

    Фактор некроза опухоли ( FNO) , особенно FNO -  альфа, остается одним из наиболее изученных цитокинов в отношении регуляции функции нейтрофилов. FNO  являются прямыми стимулами для "дыхательного взрыва" нейтрофилов и слабыми стимулами высвобождения лизосомальных ферментов.

     Цитокины усиливают клеточную адгезию и ингибируют миграцию нейтрофилов. ФНО усиливают реакцию окислительного взрыва и высвобождения лизосомального фермента на широкий спектр стимулов растворимых и дисперсных клеток. Эти изменения в клетке, по-видимому, тесно связаны с повышенным фунгицидным, бактерицидным, канцерогенным, и протозоацидная активность TNF-примированных нейтрофилов. 

    В отличие от TNF, IL-1 и IL-2 ингибируют адгезию нейтрофилов, и это свидетельствует о том, что семейство цитокинов представляет собой регуляторную систему. 

     Другой формой регуляции активности TNF-альфа и IL-1-нейтрофилов является высвобождение ингибиторов этих цитокинов. У исследователей  есть доказательства, которые показывают, что растворимый ингибитор ФНО-альфа (расщепленный продукт альфа-рецептора ФНО) связывает и ингибирует ФНО от активации и праймирования нейтрофилов . Праймирование нейтрофилов TNF включает связывание поверхностного рецептора, но не зависит от системы протеинкиназы C, чувствительного к коклюшу токсина, регулирующего белок гуанинового нуклеотида, и прямого взрыва активности дыхания ( Ferrante A., 1992). 

Эозинофилы

Иммунный плейотропизм эозинофилов

         Эозинофилы представляют собой сложные гранулоциты, способные реагировать на различные стимулы благодаря их многочисленным и изменчивым поверхностным рецепторам. Традиционно эозинофилы считают помимо  реакции на паразиты частью аллергических/астматических иммунных реакций.

     В таких органах, как легкие и желудочно-кишечный тракт, эозинофилы способны действовать как иммунорегуляторные клетки, а также оказывать прямое действие против паразитов и бактерий, причем,  ключевыми факторами здесь являются новые механизмы иммунной защиты в виде ловушек внеклеточной DNA. Кроме того, эозинофилы имеют важное значение в эффективном ответе против вирусных патогенов благодаря своей нуклеазной ферментативной активности и недавно было описано их участие  в иммунитете к коронавирусу SARS-CoV-2 при тяжелом остром респираторном синдроме. 

   Плейотропная роль эозинофилов бывает не только полезной, поскольку они могут быть также вредными, например, при таких заболеваниях, как аллергия, астма и эозинофильный эзофагит, где экзосомы исследователи считают важными звеньями патогенеза этих заболеваний.  Специфическая терапия, направленная на контроль за функциональной активностью эозинофилов с помощью таких моноклональных антител , как меполизумаб, реслизумаб, и бенрализумаб, сегодня перспективное лечение эозинофильного воспаления.

    Таким образом, эозинофилы являются универсальными иммунными клетками, способными действовать против широкого круга патогенов, от таких мелких, как вирусы, до более крупных, таких как паразиты, выполняя механизмы действия, включая синтез цитокинов, классическую дегрануляцию. , а также высвобождение экзосом и инструментов внеклеточных ловушек эозинофилов (EET), являющихся классическими и недавно открытыми методами, используемыми этими врожденными клетками.

  Цитокины и рецепторы эозинофилов

   Как и все лейкоциты, эозинофилы имеют широкий спектр поверхностных молекул и рецепторов, что позволяет им интегрироваться с врожденной и адаптивной иммунной системами.

     Помимо регуляции транскрипционными факторами (GATA-1 и GATA-2, член семейства ETS PU.1, члены семейства CCAAT-усиливающих связывающих белков (C/EBP) C/ EBPα и C/EBPε, два ядерных фактора, близких к GATA-1 (FOG-1; Zfpm1) и регуляторному фактору интерферона 8 (IRF8; Irf8 или Icsbp), X-box-связывающему белку 1 (XBP1) и представителям Ikaros семейство цинковых пальцев (IkZF), Helios- Ikzf2) и Aiolos- Ikzf3) (Fulkerson P., 2017), цитокины поддерживают развитие линии эозинофилов, и действительно, активность IL-5, IL-3 и GM-CSF жизненно важно для развития эозинофилов 

    Таким образом, зрелые эозинофилы, как и незрелые предшественники этих клеток крови экспрессируют рецепторы для нескольких цитокинов: GM-CSF, IL-3 и IL-5, которые, в свою очередь, способствуют развитию и созреванию эозинофилов  из общего миелоидного предшественника, а также стимулируют эозинофилов к функциональной активности.

     IL-5 считается наиболее специфичным цитокином для эозинофилов и действует здесь на множество функциональных уровней и в разные моменты времени в течение жизни этих клеток. Помимо стимуляции пролиферации, дифференцировки и созревания экспрессирующих IL-5Rα предшественников эозинофилов в костном мозге, IL-5 способствует высвобождению эозинофилов в кровоток, а также активации и выживанию зрелых эозинофилов на периферии. Наиболее распространенным источником IL-5 является  CD4 типа 2.⁺ T (Th2) клетки, тучные клетки и врожденные лимфоидные клетки группы 2 (ILC2) (Mortaz E., et.al., 2015). IL-5 действует синергетически с эотаксинами, различными лигандами хемокинов с мотивом CC (CCL), которые являются селективными хемотаксическими факторами, опосредующими миграцию и рекрутирование этих клеток в ткани организма и их активацию (Kim HJ, Jung Y., 2020). Эотаксин (CCL11), эотаксин-2 (CCL24) и эотаксин-3 (CCL26), среди прочего, связываются с CC-хемокиновыми рецепторами-3 (CCR3) на клеточных мембранах эозинофилов и могут индуцировать хемотаксис при аллергическом воспалении. 5-оксо-6, 8, 11, 14-эйкозатетраеновая кислота (5-оксо-ЭТЕ) является еще одним хемоаттрактантом эозинофилов.

    Гетеродимерный рецептор интерлейкина 5 (IL-5) считается наиболее важным цитокиновым рецептором, экспрессируемым эозинофилами, поскольку IL-5 играет центральную и преобладающую роль во всех аспектах развития, активации и выживания эозинофилов.

   Несмотря на то, что цитокины IL-3 и (GM-CSF) менее специфичны для эозинофилов, чем IL-5, они также участвуют в активации и выживании тканевых эозинофилов посредством индукции экспрессии Bcl-xL (Schwartz C., et.al., 2015).

     Более того, аларминины, происходящие из эпителиальных клеток, IL-25 (также известный как IL-17E), IL-33 и (TSLP) способствуют эозинофилопоэзу за счет увеличения продукции IL-5 клетками ILC2. Интересно, что действие этих аларминов на эозинофилопоэз является не только косвенным из-за секреции IL-5 клетками ILC2, поскольку было описано, что IL-33 предшествует и способствует передаче сигналов IL-5 в процессе развития эозинофилов (Johnston L., et.al., 2015).  Наконец, стоит отметить роль таких молекул, как микроRNA, в регуляции онтогенеза стромального лимфопоэтина эозинофилов тимуса (Heffler E., et.al., 2017).

     IL-4, продуцируемый эозинофилами, также приводит к альтернативной активации макрофагов в жировой ткани, тем самым повышая толерантностю к глюкозе и защищая от жирения, формируемого в результате неправильного питания.

     Эозинофилы способны продуцировать ряд цитокинов, включая IL-1, трансформирующий фактор роста β, IL-3, IL-4, IL-5, IL-8 и TNF-α. Однако, эозинофилы обычно продуцируют меньшее количество цитокинов, чем другие клетки, принимающие участие в процессе воспаления такие как Т-клетки.

       Доминантные цитокины, продуцируемые клетками крови, различаются: базофилы экспрессируют  IL-4 и IL-13, но мало IL-5, тогда как тучные клетки продуцируют IL-5 и IL-13, но мало IL-4.  Несмотря на то, что эозинофилы способны экспрессировать ряд цитокинов, считается, что продукция цитотоксических гранулярных белков является их основной эффекторной функцией.

Эозинофилы, как регуляторы активности иммунной системы

   Роль эозинофилов в иммунной регуляции начинается в тимусе, где они контролируют клиренс апоптотических тимоцитов (Kim H., et.al., 2010).   

      Эозинофилы также реализуют иммунные регуляторные и защитные функции. Медиаторы, полученные из эозинофилов, такие как TGFβ и TGFα , тромбоцитарный фактор роста , фактор роста эндотелия сосудов и фактор роста фибробластов , вносят вклад в восстановление тканей и ангиогенез.  IL-4, высвобождаемый из эозинофилов, играет роль в регенерации печени и мышц Способствуют ли эозинофилы восстановлению или повреждению тканей, вероятно, зависит от клинического контекста и конкретного заболевания. 

    Эозинофильные гранулы содержат многочисленные цитокины, такие как IL-4, IL-13, IL-25, TGFβ, IL-10 или IDO , что свидетельствует о способности их влиять на дифференцировку Т-клеток. Было показано, что эозинофилы подавляют дифференцировку Th1 / Th17 или активируют ответы Th2 в дренирующих лимфатических узлах. Эозинофилы модулируют активность дендритных клеток, тем самым косвенно влияя на поляризацию наивных Т-клеток в клетки Th2 . Эозинофилы также формируют гуморальный иммунный ответ. В костном мозге эозинофилы стимулируют выживание плазматических клеток, продуцируя IL-6 и лиганд, индуцирующий пролиферацию , а в кишечнике они способствуют переключению класса на IgA . Эти свойства позволяют эозинофилам формировать адаптивный иммунный ответ при аутоиммунных заболеваниях. 

    В легких эозинофилы действуют как антигенпрезентирующие клетки, экспрессирующие главный комплекс гистосовместимости (MHC) класса II и костимулирующие белки CD40, CD80 и CD86, активирующие Th2-ответы. Кроме того, эозинофилы индуцируют переключение класса В-клеток на IgA и влияют на привлечение Т-клеток в легкие. Действительно, эозинофилы очень универсальны, продуцируя цитокины T2, такие как IL-4, IL-13, цитокины T1, включая IFN-γ и IL-8, и такие иммунорегуляторные цитокины, как IL-10, TGF- β и GM-CSF.

Эозинофилия при аутоиммунных заболеваниях

   Благодаря своей универсальности эозинофилы могут играть важную роль эффекторных клеток при многих аутоиммунных заболеваниях.  Цитотоксические гранулы могут способствовать повреждению тканей, а их способность к антителозависимой клеточной цитотоксичности (ADCC) против мишеней млекопитающих позволяет им убивать клетки-хозяина, связанные антителами (Hallam C., 1982).

   Активированные эозинофилы часто обнаруживаются в областях фиброгенеза, что свидетельствует о потенциальной профибротической роли, которая может усиливать дисфункцию тканей при аутоиммунных заболеваниях. Более того, эозинофилы могут модулировать иммунный ответ за счет активации других элементов иммунного ответа; так, эозинофилы могут способствовать инициации аутоиммунных ответов, представляя антигены Т-клеткам и тем самым активируя их. Разнообразие и гетерогенность гранул эозинофилов, содержащих многочисленные цитокины, может влиять на дифференцировку Т-клеток. 

   Существует множество аутоиммунных заболеваний, при которых была продемонстрирована потенциальная роль эозинофилов, таких как буллезный пемфигоид, эозинофильный гранулематоз с полиангиитом (синдром Чарга-Стросса), болезнь Крона и первичный билиарный цирроз.

Лечение, направленное на эозинофилы

    Традиционно системное лечение глюкокортикоидами считалось терапевтическим подходом первой линии, правда со следующими исключениями: (1) эозинофилия из-за вторичной причины, такой как гельминтоз, гиперчувствительность к лекарственным средствам или новообразования; (2) пациенты с генными мутациями в PDGFRA или PDGFRB , у которых иматиниб является подходящим лечением; и (3) перекрывающиеся синдромы, которые могут реагировать на местное лечение глюкокортикоидами, такие как EGID . Как и в других лейкоцитах, кортикоиды вызывают апоптоз эозинофилов и ингибируют высвобождение цитокинов, участвующих в выживании эозинофилов. Теофиллин и антилейкотриены - классические противоастматические препараты, способствуют гибели эозинофилов из-за их противовоспалительного действия, как и обычные иммуносупрессоры, такие как циклофосфамид.  

  Биологические методы лечения появились как многообещающие терапевтические стратегии при эозинофильных заболеваниях. Некоторые из них, такие как алемтузумаб (анти-CD52), основаны на использовании антител против поверхностных молекул эозинофилов, хотя в этом случае терапия больше направлена ​​на тяжелые Т-клеточные новообразования или воспалительные заболевания. В этой области исследуются другие многообещающие стратегии, основанные на потенцировании апоптоза эозинофилов, включая молекулы-мишени, такие как связывающий сиаловую кислоту иммуноглобулин-подобный лектин 8 (Siglec-8), хотя его экспрессия как в регуляторных, так и в воспалительных эозинофилах может поставить под угрозу его эффективность. Другие разрабатываемые молекулы являются факторами, связанными с контролем клеточного цикла и регуляторными элементами внутриклеточного ионного баланса, такие как сенсибилизаторы кальция, обычно применяемые при сердечной недостаточности и оказывающие in vitro проапоптотическое действие на эозинофилы, такие как левосимендан или декстросимендан (Kankaanranta H., et.al., 2007). Альтернативные подходы основаны на веществах, влияющих на рекрутирование эозинофилов посредством механизма хемотаксиса, таких как антитела против эотаксин-1 (бертилимумаб) показали многообещающие результаты.

   Рандомизированные клинические испытания тяжелой эозинофильной астмы продемонстрировали, что использование биологических препаратов, нацеленных на 2-й тип (омализумаб, меполизумаб, реслизумаб, бенрализумаб и дупилумаб), позволяет добиться значительного снижения обострений астмы и использования пероральных кортикостероидов, при этом улучшая функцию легких.

    Последние исследования сосредоточены на провоспалительных медиаторах, таких как простагландины и алармины, включая стромальный лимфопоэтин тимуса (TSLP). Тезепелумаб представляет собой гуманизированное моноклональное антитело, таргетированное на ранее упомянутый TSLP. Этот цитокин активирует врожденные лимфоидные клетки 2-го типа (ILC2), которые способны вызывать воспаление иммунного ответа Т2 с важной ролью эозинофилов .

Базофилы

     Базофилы в течении длительного времени рассматривали , как клетки, которые связаны исключительно с аллергическими реакциями и реакциями гиперчувствительности, однако, их роль в иммунной сети на самом деле гораздо более интригующей и сложной, чем предполагалось ранее. Кроме того, тот факт, что количество базофилов очень мало, предполагает, что они должны в основном служить регуляторными клетками иммунитета, а не эффекторными лейкоцитами, как до сих пор полагает большинство врачей.

     Базофилы считаются клетками способными к фагоцитозу, однако , не все авторы придерживаются этой точки зрения.  

     Базофилы и тучные клетки, имеют функциональное сходство, например, такое как экспрессия высокоаффинного рецептора IgE (FcεRI) на своей мембране и участие в аллергических реакциях и реакциях гиперчувствительности, отсюда и мысль , что они происходят из общего предшественника гематопоэза, тогда как их раздельная дифференцировка происходит за счет дифференциальной экспрессии специфических транскрипционных факторов. STAT5, P1-RUNX, GATA1, GATA2 и C/EBPα участвуют в дифференцировке базофилов, в то время как STAT5, GATA1, GATA2, FOG-1 и MITF имеют основополагающее значение для детерминации тучных клеток (Huang H, et.al., 2016). Согласно Arinobu et al., различное взаимодействие дозировки и времени экспрессии факторов транскрипции C/EBPα и GATA-2 регулирует судьбы тучных клеток, базофилов и эозинофилов по сравнению с их миелоидными предшественниками. На самом деле, в течение долгого времени базофилы были функционально несовместимы с тучными клетками из-за их общей активности в отношении аллергии, а также потому, что, подобно тучным клеткам, они выделяют гистамин, простагландины и лейкотриены, участвуют во врожденном иммунитете, выделяют цитокины, такие как IL4 и IL13 и cпособны экспрессировать FcεRI. Тем не менее, из-за сложных взаимодействий между базофилами и другими иммунными клетками тучные клетки довольно далеки от сравнения с базофилами в отношении аллергии по сравнению с другими гранулоцитами, такими как эозинофилы, которые больше похожи на базофилы во время аллергической реакции.

    Вазоактивные медиаторы, такие как лейкотриены и гистамин, играют роль в стимулировании иммунного ответа со стороны тучных клеток тканей, эти же медиаторы должны в основном оказывать регулирующее действие на иммунный провоспалительный ответ через базофилов.

      Базофилы принимают участие в иммунных реакциях, например, «очищая» организм от биологически активных веществ, путем их поглощения. В условиях «покоя» базофилы продуцируют гепарин, гистамин, серотонин, а при сенсибилизации - вещества, при локальном выделении которых развивается аллергическое воспаление.

   Особого внимания заслуживает малое количество базофилов в циркулирующей крови, поскольку оно может указывать на основную регулирующую роль этих клеток во врожденном и приобретенном иммунитете, а не на традиционную эффекторную функцию при гиперчувствительности и атопическом ответе (Merluzzi S,  et.al., 2015)

     В зависимости от иммунного микроокружения и иммунного нарушения, возникшего при этиопатологическом инсульте, базофилы выделяют разные медиаторы и экспрессируют разные мембранные маркеры. Это должно гарантировать, что эти лейкоциты будут реагировать на несколько различных модальностей биологического ответа в иммунной сети.

Рецепторы базофилов

      Базофилы способны к экспрессии различных рецепторов цитокинов (например, IL-3R, IL-5R и GM-CSFR), хемокинов (CCR2 и CCR3), комплемента (CD11b, CD11c, CD35 и CD88), простагландина (CRTH2), F c-рецепторов иммуноглобулина (F c RI и F c RII b), поверхностная экспрессия последнего напрямую коррелирует с концентрацией свободного Ig E. 

  Некоторые цитокины позволяют базофилам действовать как иммунорегуляторные клетки. Инкубация базофилов с IL-3 in vitro увеличивает экспрессию бета-субъединицы рецептора IgE мембраны базофилов, FcεRI. Повышенная регуляция бета-субъединицы FcεRI конкурирует с альфа-субъединицей того же высокоаффинного IgE-рецептора, FcεRIα, таким образом модулируя аллергическую реакцию. Мы не знаем, могут ли базофилы сами по себе объяснить эффективность иммунотерапии аллергенами посредством индукции анергии, но на самом деле их сложные отношения с иммунной системой могут привести к более правильной и тщательной интерпретации их биологии.

Базофилы и лимфоциты

    С иммунной точки зрения, базофилы являются циркулирующими врожденными клетками, которые не только вызывают микрососудистую проницаемость, позволяющую трансмигрировать лейкоцитам в воспаленные ткани, но также вносят вклад в иммунный ответ Th2, поскольку они являются наиболее важными CD3-негативными клетками, продуцирующими IL-4.

    Помимо иммунорегуляторной активности, основная эффекторная функция базофилов заключается в активации проницаемости микрососудов и стимулировании Th2-ответа, направленного на выработку специфических IgE-антител (Chirumbolo S., et.al., 2012). Во время так называемой псевдоаллергической реакции базофилы проявляют в основном иммунорегуляторную активность, например, по отношению к лекарствам, ксенобиотикам и химическим веществам, и особенно для некоторых не связанных с IgE реакций гиперчувствительности к лекарственным средствам (IDHRs).

    Базофилы активно участвуют в эрадикации гельминтов у инфицированного хозяина посредством Th2-опосредованного ответа вместе с другими врожденными иммунными клетками и дендритными клетками, поскольку базофилы высвобождают IL-4 и IL-13 и реагируют на дополнительные цитокины, участвующие в ответе, такие как IL-9 , IL-5, IL-33 и IL -18.

Участие базофилов во врожденном иммунитете было тщательно изучено. Например, недавно на мышиных моделях было показано, что помимо IL-4 базофилы выделяют также IL-6, который способен индуцировать наивные CD4 ⁺ T-клетки к дифференцировке Th17 и ответу Th17 как in vitro , так и in vivo . На самом деле, роль базофилов в Th17-опосредованном иммунитете исследовалась при воспалительных заболеваниях легких и кишечника, где в недавних сообщениях подчеркивается участие базофилов в увеличении экспрессии цитокинов Th17/Th1 в CD4 ⁺ T-клетках памяти.

   Данные исследований свидетельствуют о том, что активация и развитие базофилов может стимулироваться стромальным лимфопоэтином тимуса (TSLP) и что, вероятно, могут существовать две различные функциональные линии базофилов, т.е. базофилы, вызываемые TSLP и вызываемые IL-3 (Siracusa M., et.al., 2012).   Исследователи аллергии могут быть заинтересованы в выяснении того, могут ли эти две предполагаемые функциональные субпопуляции базофилов по-разному влиять на любой иммунотерапевтический подход, т.е. имеют ли эти клетки дифференциальный иммунологический профиль и/или поведение при иммунотерапии специфическим аллергеном.

Базофилы при аллергии

   Во время аллергии базофилы представляют собой циркулирующие клетки, которые высвобождают различные медиаторы, чтобы направить приобретенный иммунитет на подавление реакции на аллергию и гиперчувствительность. Эта иммунная активность проявляется в тканях, где слизистый барьер, алармин IL-33 из эпителия и микробиома играют важную роль в иммунной активности тучных клеток, базофилов и эозинофилов.

    Основная задача базофилов - организовать иммунный ответ, чтобы ослабить причину «возгорание воспаления», опосредованного аллергеном. При этом они могут даже усилить воспаление.

   Hекоторые маркеры, экспрессия которых активируется при активации базофилов, такие как CD203c, заслуживают интереса в качестве возможных прогностических биомаркеров при неаллергической иммунотерапии, например, при десенсибилизации карбоплатином.

    Во время аллерген-иммунотерапии базофилы сами по себе могут ослаблять аллергию, вызванную терапией, даже без надзора, опосредованного иммунными Т-клетками. Возможный механизм — анергия базофилов. В случае пероральной иммунотерапии арахисом (OIT) недавно был описан механизм базофильной анергии.  Согласно последним взглядам, анергию базофилов следует рассматривать как механизм противодействия чрезмерной активации клеток, в том числе по отношению к минорным антигенам, и он часто включает подавление тирозинкиназы Syk.

    Анергия является хорошо известным механизмом подавления в иммунных клетках и используется для модулирования реакции лимфоцитов во время воспаления. Механизм может существенно отличаться в отношении десенсибилизации базофилов и тучных клеток, которая может быть вызвана иммунотерапией с последовательной провокацией аллергеном и, следовательно, иммунной десенсибилизацией, процессом, который должен быстро ослаблять реактивность базофилов неспецифическим образом, действуя на уровне вероятно, выше передачи сигналов p38-MAPK. Кроме того, роль IL-3 в механизме анергии особенно интригует и может даже предположить, что «анергические» базофилы принадлежат к определенной субпопуляции активированных клеток (Siracusa M., et.al., 2012).

    Фундаментальную роль может играть IL4, который в случае базофилов должен активировать и усиливать Th2-ответ только при аллергии, тогда как при терапии аллергенами, где преобладают механизмы десенсибилизации аллергии, IL4 базофилов индуцирует Treg-ответ, в то же время базофилы могут способствовать ингибированию продукции IL4 CD4 ⁺ Т-клетками.

    В течение нескольких минут после заражения аллергеном, т.е. после связывания аллергена с комплексом FcεRI/IgE, базофилы продуцируют и высвобождают лейкотриен-B4 (LTB4). Исследования показали , что высвобождение LTB4 из лейкоцитов предшествовало анергии в этих клетках.

Базофилы и макрофаги

  В литературе сообщалось о способности базофилов модулировать иммунный ответ организма в отношении макрофагов М2, поскольку базофилы, по-видимому, регулируют их дифференцировку. Базофилы, активированные TLR4 или TLR2, вместе с макрофагами являются звеньями этиопатогенеза  аутоиммунного панкреатита 1 типа  , и, что интересно, эта патология характеризуется высоким уровнем базофилов в сыворотки и инфильтрацией поджелудочной железы IgG ₄ , которые, как известно, индуцируются базофилами для подавления реакций гиперчувствительности.

    Таким образом, некоторые сложные патологии иммунной системы связаны с базофилами, при этом механизм аллергии напрямую здесь не задействован, но эти клетки тесно связаны с иммуномодуляцией.

Моноциты

   Иммунная система человека традиционно делится на врожденный и приобретенный (адаптивный) иммунитет. Моноциты и их дифференцированное потомство играют важные регуляторные и эффекторные роли, как во врожденном, так и приобретенном иммунитете.  (Tacke and Randolph, 2006, Ziegler-Heitbrock, 2007). 

    Моноциты крови являются одними из основных клеток врожденной иммунной системы и играют важную роль в фагоцитозе, продукции цитокинов, активации Т-клеток посредством презентации антигена и иммуномодуляции (Auffray C., et.al, 2009).

   По крайней мере, моноциты обеспечивают решение двух задач: удаление «отходов и мусора» и уничтожения вторгшихся патогенов. Так, например, макрофаги избавляются от старых эритроцитов и удаляют включения эритроцитов в селезенке. Они также убирают «мусор» в местах инфицирования или повреждения тканей.

     Активированные моноциты и макрофаги высвобождают IL-1, IL-6, TNF и INF-α / β - цитокины, участвующих в регуляции гемопоэза. Моноциты подвержены иммунной модуляции за счет хемокинов. Хемокины MIP-1α, MIP-1β и RANTES, продуцируемые CD8 ⁺ Т-клетками, ингибируют инфицирование вирусом иммунодефицита человека штаммами моноцитов-трофических-1

    Во время воспалительного ответа моноциты рекрутируются в места воспаления с помощью CCL2 (классические моноциты) или CX 3 хемокинового лиганда 1 (CX3CL1; резидентные моноциты) и впоследствии дифференцируются в эффекторные клетки (Ziegler-Heitbrock F., 2007).

      Адгезия требует взаимодействия моноцитов и эндотелия. Активированные моноциты мигрируют из кровотока в ткани, плотно прилипая к эндотелиальным поверхностям благодаря взаимодействию интегринов (CD11a-c и CD18), экспрессируемых на клеточной мембране моноцитов и молекуле межклеточной адгезии -1 (ICAM-1) или ICAM-2 на эндотелиальной поверхности. Наконец, активированный моноцит движется через эндотелий к месту воспаления или инфекции. Предварительные исследования показывают, что уровни экспрессии молекулы адгезии моноцитов сравнимы в периферической крови новорожденных и взрослых (Schibler S., 2000).

    В зависимости от экспрессии поверхностных маркеров, моноциты могут далее «размножать» иммунный ответ, секретируя медиаторы воспаления, включая цитокины и хемокины (провоспалительные моноциты), вызывая антигенпрезентирующие клетки, включая макрофаги и дендритные клетки, или сами проявлять активность антигенпрезентирующих клеток. (т.е. способность к восстановлению тканей и фагоцитоз) (Khandelwal et al., 2011).

         Моноциты действуют как фагоциты при некоторых воспалительных заболеваниях и являются второй линией защиты организма от инфекции. Фагоцитарные моноциты продуцируют противовирусное вещество интерферон. 

    Макрофаги могут активировать синтазу оксида азота, что приводит к синтезу оксида азота. В свою очередь, устойчивое производство оксида азота наделяет макрофаги цитостатической или цитотоксической активностью против вирусов, бактерий, грибов, простейших, гельминтов и опухолевых клеток.  Предполагают, что макрофаги вносят вклад в патогенез как атеросклероза, так и инсулинорезистентности. Инсулинорезистентные макрофаги в стенке артерии подвергаются усиленному апоптозу, что может привести к увеличению богатых липидами ядер, усилению воспаления и большему образованию бляшек.

     Моноциты, макрофаги и дендритные клетки экспрессируют большое количество белков клеточной поверхности, играющих функциональную роль в биологии фагоцитов. Рецепторы распознавания микробных паттернов являются важным компонентом врожденного иммунитета, в котором они распознают и обнаруживают молекулярные паттерны, связанные с патогенами, что приводит к активации моноцитов, макрофагов и дендритных клеток (и нейтрофилов) как части реакции хозяина на уничтожение вторгающихся патогенов.

     Mоноциты обладают долговременной памятью после стимуляции фрагментами патогена или вакцинации в процессе, называемом «тренированный иммунитет» (Netea M., et.al., 2016).

Лимфоциты

Толерантность иммунной системы

    Толерантность - способность иммунной системы игнорировать определенные пептиды, которые могут стать потенциальными триггерами для иммунных ответов.  Потребность в самостоятельной толерантности (self-tolerance) логична: поскольку иммунная активация эндогенными пептидами должна была бы разрушать ткани. Толерантность также имеет отношение к безопасным антигенам окружающей среды, таким, например, как продукты питания или пыльца. Снижение толерантности к эндогенным или экзогенным антигенам может привести к аутоиммунным заболеваниям или аллергии.

Центральная толерантность

     Центральная толерантность достигается посредством негативного отбора (селекции). Т – клетки (в вилочковой железе) и В - клетки (костного мозга) элиминируются, если имеет место «само – реактивность» (self-reactive). Центральная толерантность носит неполный характер: только наиболее self-reactivity лимфоциты удаляются, выполняя определенную роль из обширного репертуара лимфоцитов. Кроме того, некоторые self – reactive T- клетки трансформируются в регуляторные Т – клетки (Tregs) вместо своей ликвидации.

Периферическая толерантность

  На периферии собственные антигены не обычно влияют на иммунный ответ. Несколько механизмов защищают аутантигенную реактивность Т – клеток, что является опять – таки причиной аутоиммунных болезней. Эти механизмы включают в себя: отсутствие костимуляции, необходимой для активации Т – клеток (костимулирующие молекулы , такие , как CD40 или CD28 обнаружены на антиген – презентирующих клетках  но не в других тканях организма) , Tregs секретируют IL-10 и TGF – бета в присутствии аутоантиген реактивных Т – клеток, таким образом, эти цитокины подавляют окружение Т – клеток.

Оральная толерантность

     Оральная толерантность необходима поскольку желудок и кишечник полны разными антигенами, которые могут стать потенциальными триггерами для иммунных реакций. Эпителиальные клетки желудочно – кишечного тракта секретируют TGF – бета, благодаря которому Т – клетки распознают антиген в пище или в безопасных для желудочно – кишечного тракта бактериях, которые стали Treg специфичными для таких антигенов. Эти Tregs также играют роль в периферической толерантности по отношению к безопасным гастроинтестинальным антигенам.

   Оральная толерантность сегодня используется для лечения аллергии или аутоиммунных заболеваний.  Например, аллергия к пыльце некоторых трав может быть устранена длительным сублингвальным приемом этой пыльцы. Th2 клетки, которые провоцируют аллергию эффективно переключаются на Tregs, появляющиеся в результате орального поступления антигена пыльцы трав.

Дендритные клетки и лимфоциты

    В - и Т-лимфоциты являются медиаторами иммунитета, но их функция находится под контролем дендритных клеток. 

    Дендритные клетки на периферии захватывают и обрабатывают антигены, экспрессируют костимулирующие молекулы лимфоцитов, мигрируют в лимфоидные органы и секретируют цитокины, чтобы инициировать иммунные ответы. Они не только активируют лимфоциты, они также переносят Т-клетки к антигенам, которые являются врожденными для организма (аутоантигены), тем самым сводя к минимуму аутоиммунные реакции.  Кроме того, воздействие цитокинов, таких как фактор некроза опухоли (TNF) -a или CD40, вызывает изменение фенотипа DC и продукцию цитокинов и может усиливать способность DC активировать Т- клетки.

   Экспрессия DC молекул человеческого лейкоцитарного антигена (HLA), CD80, CD83 и CD86, заметно повышена при воздействии huCD40LT даже по сравнению с воздействием TNF-α. Первоначально наблюдается только умеренное продуцирование цитокинов, в то время как запуск TNF-α или CD40, особенно, индуцирует усиленную продукцию IL-6 и IL-12 p40. 

     После стимуляции дендритные клетки продуцируют высокие уровни IL-10 -  одного из наиболее сильнодействующих иммунодепрессивных цитокинов, частично препятствующих полному созреванию DC.

      После того, как DC долгое время были «заброшенным» типом клеток, сгодня они могут быть легко получены для молекулярного м клеточноего биологического анализа. Новые исследования показали, что эти клетки способны манипулировать иммунной системой.