Особенности экспрессии антигенов иммунологического синапса у больных зрелыми лейкемизированными В-клеточными лимфопролиферативными заболеваниями Бадмажапова Дарима Сэмункоевна

Короткий опис

Бадмажапова Дарима Сэмункоевна. «Особенности экспрессии антигенов иммунологического синапса у больных зрелыми лейкемизированными В-клеточными лимфопролиферативными заболеваниями».: диссертация ... кандидата Медицинских наук: 14.01.21 / Бадмажапова Дарима Сэмункоевна;[Место защиты: ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр гематологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации], 2019
Особенности экспрессии антигенов иммунологического синапса у больных зрелыми лейкемизированными В-клеточными лимфопролиферативными заболеваниями Бадмажапова Дарима Сэмункоевна
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Бадмажапова Дарима Сэмункоевна
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Современная концепция развития опухолевых заболеваний

1.2 Иммунологический синапс

1.3 Активация и подавление функции Т-лимфоцитов

1.4 Лейкемизация зрелых В-клеточных лимфопролиферативных заболеваний

1.5 Субпопуляции Т-лимфоцитов

1.6 Механизм «истощения» Т-клеток

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристика больных

2.2 Методы исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Сравнение иммунофенотипических параметров B- и ^клеток доноров и пациентов лейкемизированными В-ЛПЗ

3.2 Сравнение иммунофенотипических параметров опухолевых B-клеток и ^ клеток у пациентов с различными типами лейкемизированных В-ЛПЗ

3.3 Анализ зависимости относительного количества FAS+, CD80+, CD86+, PD-1+, PD-L1+ B -клеток и субпопуляций ^клеток от возраста у доноров и пациентов лейкемизированными В-ЛПЗ

3.4 Сравнение иммунофенотипических параметров опухолевых B-клеток и Т-клеток пациентовс различными типами лейкемизированных В-ЛПЗ и контрольной группой

3.5 Сравнение иммунофенотипических параметров опухолевых B-клеток и Т-клеток у пациентов ХЛЛ в зависимости от клинико-лабораторных параметров

3.6 Сравнение иммунофенотипических параметров опухолевых B-клеток и Т-клеток у пациентов лимфомой из клеток мантийной зоны в зависимости от клинико-лабораторных параметров

3.7 Сравнение иммунофенотипических параметров опухолевых B-клеток и Т-клеток у пациентов лимфомой из клеток маргинальной зоны селезенкив

зависимости от клинико-лабораторных параметров

3.8 Сравнение групп пациентов ХЛЛ по экспрессии антигенов, участвующих в формировании иммунологического синапса, от необходимости в терапии

ГЛАВА 4.ОБСУЖДЕНИЕ

ГЛАВА 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Список літератури

Активация и подавление функции Т-лимфоцитов
Активация Т-лимфоцитов
Двусигнальная модель активации Т-лимфоцитов основана на том, что для активации Т-лимфоцитов требуется поступление двух сигналов, из которых первый обеспечивает распознавание антигена, а второй является ко стимулирующим. Система ко-стимулирующих антигенов строго организована и имеет ряд характерных особенностей. В каждой паре взаимодействующих антигенов один является конститутивным, т.е. спонтанно экспрессируется на покоящихся клетках, а второй индуцируется при активации. На одной клетке могут экспрессироватьсякак рецепторы, так и лиганды одних и тех же ко-стимулирующихантигенов [10].
Двусигнальная модель активации Т-лимфоцитов:1 сигнал взаимодействие ТКР с антигеном в составе ГКГ, расположенного на АПК; 2 сигнал взаимодействие ко-стимулирующего антигена CD28 Т-клетки с CD80 или CD86, экспрессирующихся на поверхности АПК (рисунок 4) [10, 102, 136].
Система ко-стимуляции обеспечивает Т-клеточную пролиферацию, продукцию ИЛ-2, клеточную адгезию, выживаемость клетки через активацию антиапоптического фактора Bcl-XL, что предотвращает анергию клеток и FAS-опосредованный апоптоз [26]. Также ко-стимуляторный путь CD28 CD80/CD86 участвует в выработке клетками хемокинов, необходимых для миграции клеток [41, 91]. Антиген CD28 всегда присутствует на мембране наивных Т-клеток в отличии от других антигенов. Исследования показывают, что CD28 играет ключевую ко-стимулирующую роль во время активации наивных Т-лимфоцитов [150]. Для клеток памяти, цитотоксических Т-лимфоцитов (ЦТЛ) данный ко-стимуляторный путь является необязательным и активация этих клеток зависит от аффинности ТКР к антигену и вида инфекционного агента [117, 196, 212].
Необходимость в ко-стимуляции была доказана экспериментами конца 1980-х годов, которые продемонстрировали анергию Т-клеток при отсутствии ко-стимуляторных сигналов [104, 150]. В другой работе, применение антител против CD80 и CD86 привело кподавлению активации Т-клеток in vitro, что также демонстрирует важную роль CD28 [182]. Более того, эксперименты на мышиных моделях показали, что ко-стимуляторное взаимодействие CD28 CD80/CD86 важено для формирования герминативных центров лимфоидных фолликулов [27] и для формирования Т-клеточнозависимого иммунного ответа. Ко-стимулирующий сигнал продлевает период нахождения Т-клеток в активированном состоянии и способствует дифференцировке Т-клеток в Т-клетки памяти. Таким образом, распознавание антигена без ко-стимуляции приводит к состоянию невосприимчивости Т-клеток к дальнейшей активации, называемое анергией.
В то же время, остаются вопросы в отношении функции ко-стимулирующих антигенов CD80 и CD86, так как они обладают схожими функциями и структурой. Предполагается, что антиген CD80 на АПК обеспечивают ко-стимулирующий сигнал T-хелперов 1 типа, а CD86 T-хелперов 2 типа [113]. В некоторых исследованиях, взаимодействие СD28 с CD86 не приводило к активации Т-клеток и было предположено, что СD86 необходим для определения степени аффинности ТКР к антигену: в случае высоко аффинного ТКР и длительного связывания Т-клетки с антигеном в составе ГКГ, на АПК появляется экспрессия CD80, что является сигналом к активации. Поэтому существует предположение, что СD86 функционирует лишь в тандеме с СD80 [49]. Также обнаружено, что CD86 может конститутивно экспрессироваться на дендритных клетках (ДК) и быстро экспрессируется на активированных Т- и В-клетках, а максимальная экспрессия антигена CD86 наблюдается через 2 суток, что обеспечивает доминирующий ко-стимулирующий сигнал [122]. CD80 не экспрессируется на покоящихся лимфоцитах и слабо выражен на ДК, пик его экспрессии наблюдается только через 4 5 суток после иммунизации, что значительно позже в отличие от CD86 [121].
Предполагается, что преимущественная экспрессия антигенов CD80 и CD86 может зависить от локализации иммунного ответа на патоген, типа клеток и воздействия различных цитокинов [121]. Существуют данные, что преимущественная экспрессия CD86 наблюдается в лимфоидной ткани и обеспечивает доминирующий ко-стимулирующий сигнал на раннем этапе активации Т-клеток [27]. Антиген CD80 играет более значительную роль вподдержаниико-стимуляции Т-клеток в нелимфоидных тканях и при длительном воспалении. Установлено, что CD80 может взаимодействовать с PD-L1 и вызывать ингибирующее действие на Т-клетки [50]. Этозначительно усложняет систему ко-стимуляции.
Экспрессия антигенов CD80 иCD86 может быть и на Т-клетках [44], но их роль в функционировании Т-лимфоцитов до сих пор не ясна.
Подавление функции Т-лимфоцитов
Периферическая толерантность Т-лимфоцитов к собственным тканям, минимизация степени и продолжительности воспалительных реакций, подавление функции Т-лимфоцитовпосле элиминации патогена из организма осуществляются за счет экспрессии ингибирующих антигенов на Т-клетке. Ингибирующие антигены называются ИКТ иммунного ответа. ИКТ подавляют функцию Т-лимфоцитов за счет лиганд рецепторных взаимодействий. Опухолевые клетки способны использовать данные механизмы с целью «уклонения» от распознавания Т-лимфоцитами [105, 109, 151]. Основными ИКТ являются антигены CTLA-4 и PD-1, а их лигандами являются CD80/86 и PD-L1/PD-L2 соответственно [10, 81, 140].
Взаимодействие CD28 с CD80/86 служит сигналом к экспрессии на Т-клетке ингибирующих антигенов (CTLA-4 и PD-1). Считается, что CTLA-4 подавляет пролиферацию Т-клеток на начальных этапах иммунного ответа, в первую очередь в лимфатических узлах, тогда как PD-1 на поздних и прежде всего в периферических тканях [32, 73] (рисунок 5).
Наивные Т-клетки не экспрессируют ингибирующие антигены, что позволяет им активироваться во время инициации иммунного ответа. С другой стороны, эффекторные Т-клетки высоко экспрессируют ингибирующие рецепторы, когда патоген элиминирован и пролиферация клеток перестает быть полезной. Тем не менее, система регулирования ко-стимуляцииико-ингибирования сложна и до сих пор проводятся ее изучение [150].
CTLA-4 (CD152) член суперсемейства иммуноглобулинов, который представлен на активированных Т-клетках, а также конституционально на регуляторных Т-клетках (Трег) и ответственен за доставку ингибирующего сигнала, при этомподавление функции Т-лимфоцитов осуществляется за счет снижения выработки ИЛ-2. В Т-клетках синтез молекул CTLA-4 начинаетсявскоре после начала ко-стимуляции, но вначале они находятся внутри клетки и только через 48-72 часов CTLA-4 появляется на ее поверхности в зоне ИС. По сравнению с CD28, CTLA-4 обладает в 1000-2500 раз более высоким сродством к CD80 или CD86 [10] и подавляет функцию липидных рафтов [130], чтоприводит к нарушению формирования ИС [175]. Дополнительной функцией CTLA-4 является трансэндоцитоз CD86 и CD80 с поверхности АПК [165]. При отсутствии CTLA-4, Т-клетки активно пролиферируют [82]. Ключевой особенностью CTLA-4 является его быстрый эндоцитоз из плазматической мембраны в периферических тканях, в результате чего приблизительно 90% молекул CTLA-4 располагаются внутриклеточно [199]. Таким образом главнойзадачей CTLA-4CD80/86 взаимодействия является доставка ингибирующего сигнала в Т-клетку [44, 164, 165].
Механизм «истощения» Т-клеток
Впервые «истощение» функции Т-клеток было описано в начале 2000-х годов, как дисфункция антигенспецифических Т-клеток во время хронической вирусной инфекции у мышей на ЦТЛ [21, 204, 214]. С тех пор «истощение» Т-клеток было продемонстрировано на самых разных моделях животных и на человеке при хронических вирусных, бактериальных и паразитарных инфекциях, а также при опухолевых заболеваниях [204]. Это один из механизмов, который необходим для предотвращения разрушения иммунной системой собственных клеток и тканей, который заключается в подавлении функции эффекторных Т-клеток путем экспрессии большого количества ингибирующих антигенов. Такие Т-лимфоциты называются «истощенными». Данный механизм подавления функции Т-клеток используются вирусами и опухолевыми клетками [154, 166, 169, 204]. «Истощение» Т-клеток проявляется Т-клеточной дисфункцией, изменением метаболизма и транскрипционной регуляции клетокпридлительной персистенцией антигена или воспалении. «Истощенный» фенотип Т-клеток проявляется наличием экспрессии большого количества ингибирующих антигенов и отличается от анергии Т-клеток [204].
Временная экспрессия наклеточной поверхности PD-1 инициируется при активации Т-клеток, но устойчивая экспрессия является характерным маркером «истощения» Т-клеток [21, 204]. Под влиянием антигена PD-1 наблюдается уменьшение пролиферации Т-клеток, снижение секреции воспалительных цитокинов, включая ФНО-, ИФН- и ИЛ-2. Транскрипционный фактор Т-хелперов 1 типа и ЦТЛ T-bet,способен подавлять экспрессию PD-1 [107, 156]. Повторные антигенные стимуляции приводят к снижению транскрипционного фактора T-bet, что вызывает повышение экспрессии антигена PD-1 и ингибирование активации Т-клеток.
По данным ряда исследований применение анти-PD-1 терапии позволяет восстановить эффекторную функцию Т-клеток против вирусной инфекции и опухолевых клеток [21]. Однако в других работах на мышинной модели хронической вирусной инфекции было показано, что такое восстановление происходит лишь частично: после применение анти-PD-1 терапии восстанавливается лишь небольшой процент «истощенных» Т-клеток [24].
«Истощение» CD4+ Т-клеток имеет много общих черт с «истощением» CD8+ Т-клеток при хронической вирусной инфекции, включая гиперэкспрессию ингибирующих рецепторов (например, PD-1 и LAG-3) и нарушение продукции эффекторных цитокинов (например, ФНО- и ИФН-), при этом Т-хелперы «истощаются» раньше ЦТЛ [54].
«Истощенные» Т-клетки можно отличить от анергии и старения на основе их молекулярных механизмов, т.к. анергия возникает из-за отсутствия ко-стимулирующих сигналов, а старение клетки характеризуется остановкой роста после активной пролиферации клетки. «Истощенные» Т-клетки возникают из клеток, которые приобрели эффекторную функцию, но из-за непрерывной стимуляции ТКР постепенно снижают свою функцию [42].
В основе «истощения» Т клеток лежат как минимум 3 ингибирующих механизма: наличие ингибирующих молекул на поверхности Т-клеток (таких как PD-1), влияние ингибирующих цитокинов (например, ИЛ-10), влияние иммунорегуляторных клеток (Т-рег). Более подробно изучено «истощение» ЦТЛ, чем Т-хелперов. При вирусных инфекциях CD4+ клетки секретируют ИЛ-21, который поддерживает CD8+ вирус-специфические лимфоциты, но Т-хелперы способны секретировать и ИЛ-10, который, наоборот, ингибирует противовирусный иммунный ответ.
Известно, что во время хронической вирусной инфекции CD8+ Т-клетки, экспрессируют на своей поверхности PD-1 и приобретают «истощенный» иммунофенотип, который характеризуется иерархической и прогрессирующей потерей функции цитотоксичности и потерей продукции ИЛ-2, а затем и других цитокинов, таких как ФОН- и ИНФ- [13, 21, 62]. Имеются данные об экспрессии PD-1 на опухоль-инфильтрирующих Т-лимфоцитах, что указывает на их «истощенный» иммунофенотип. На начальных этапах происходит гиперэкспрессия антигена PD-1. Далее количество ингибирующих антигенов только увеличивается. В тот момент, когда на мембране появляется экспрессия антигена LAG-3, Т-лимфоцит не способен снова активироваться, так как LAG-3, связываясь с ГКГ доставляет в Т-клетку только ингибирующий сигнал [204] (Рисунок 8).
Т-клетки при ЛПЗ имеют функциональные дефекты и изменения в экспрессии генов, которые схожи с «истощенными» Т-клетками при хронических вирусных инфекциях [204, 216].
В настоящее время разрабатываются стратегии для восстановления функции «истощенных» Т-клеток путем использования моноклональных антител против поверхностных антигенов ИКТ [153].