Мононуклеары: моноциты и макрофаги. Мононуклеар - клетка-предшественница злокачественной клетки Мононуклеарные клетки

Лизировать опухолевые мишени известна давно.

Известно также, что мононуклеарные фагоциты, подобно другим клеткам системы иммунитета, могут оказывать как негативное, так и позитивное действие на рост опухоли.

Изучение мононуклеарных фагоцитов по сравнению с клетками других популяций киллерных клеток имеет сложности, обусловленные не только их функциональной и фенотипической гетерогенностью, что присуще и другим клеткам, но и их различиями в происхождении и локализации.

Объектом исследований в одних случаях являются моноциты периферической крови, в других - макрофаги, полученные в результате культивирования моноцитов (моноцитозависимые макрофаги), в третьих - резидентные макрофаги - макрофаги костного мозга и других тканей, головного мозга (клетки микроглии), печени (клетки Купфера), и в четвертых - макрофаги перитонеальной и плевральной полостей; очень редко исследуют дендритные клетки (ДК) -зависимые макрофаги.

К сложностям, обусловленным многообразием клеток, которые объединены в систему мононуклерных моноцитов, присоединяются еще трудности получения и выделения резидентных макрофагов различной локализации. Эти трудности существенно компенсируются возможностью исследования макрофагов, инфильтрирующих опухоль, что достаточно широко используют в различных экспериментах.

Нельзя не учитывать и еще одно важное обстоятельство, заключающееся в том, что оснований для заключения о полной и фенотипической идентичности этих различных мононуклерных фагоцитов нет, и это усложняет интерпретацию полученных результатов.

Взаимодействие маркофагов и опухолевых клеток

Изучение взаимодействия маркофагов и опухолевых клеток показало, что они не являются исключением и характер участия макрофагов во взаимодействии с опухолевыми клетками во многом зависит от свойств последних. Несколько неожиданным оказался еще один аспект этого взаимодействия - в отдельных случаях опухолевые клетки могут активировать макрофаги, выделяя различные стимулирующие факторы.

Во многих случаях убедительные доказательства участия мононуклеарных фагоцитов в опухолевом процессе получены при изучении моноцитов и макрофагов, инфильтрирующих опухоль, а также на основании анализа эффективности различной иммунотерапии и других видов терапии. Поэтому целесообразно выделить эти два вопроса в самостоятельные разделы.

Доказательства способности мононуклеарных фагоцитов лизировать опухолевые клетки получены при исследовании различных опухолей: меланомы, гепатоцеллюлярной карциномы, мезотелиомы, глиомы, карциномы молочной железы, желудка, кишечника, легкого, яичника и др.

Несомненно важная роль мононуклеарных фагоцитов в противоопухолевой защите во многом связана и с их способностью активно участвовать в формировании локального иммунитета. Этот хорошо известный общебиологический факт в полной мере проявляется и в борьбе с опухолевыми клетками.

Имеются доказательства того, что макрофаги занимают весьма существенное место и в борьбе с метастазами. Как известно, многие опухоли метастазируют в костный мозг. Появление отдельных опухолевых клеток, например карциномы органов желудочно-кишечного тракта, в костном мозгу может сопровождаться формированием метастазов, однако такие инвазивные клетки могут быть и уничтожены макрофагами.

Было показано, что различные изолированные клетки костного мозга человека, мышей и крыс очень быстро убивают опухолевые клетки. При последующем изучении этого в высшей степени интересного вопроса было установлено, что лизис опухолевых клеток не связан ни с резидентными макрофагами, ни с естественными киллерами (ЕК) .

Лизис в этих случаях осуществляют костномозговые гемопоэтические стволовые клетки (CD90), которые очень быстро дифференцируются в СD163-положительные клетки и осуществляют лизис как непосредственно контактируя с мишенями, так и продуцируя NO в результате активации iNOS. Из этих очень интересных данных следует, что способность гемопоэтических стволовых клеток быстро дифференцироваться в макрофаги позволяет им ограничивать экспансию микрометастазов в костный мозг. Это свидетельствует о роли макрофагов в локальной противоопухолевой защите.

Роль макрофагов в формировании локальной противоопухолевой защиты иллюстрируют и данные экспериментов с использованием внутрибрюшинного, подкожного и внутривенного введения опухолевых клеток и последующего изучения цитотоксичности клеток, изолированных из сальника.

В результате было показано, что макрофаги сальника мышей, иммунизированных как сингенными, так и аллогенными опухолями, проявляют цитотоксичность, которая предшествует цитотоксичности макрофагов перитонеальной полости, что наиболее четко проявляется в сингенной системе - факт, установленный только при внутрибрюшинном введении опухолевых клеток.

Эти данные были положены в основу гипотезы о том, что иммунологические реакции в условиях интраперитонеального введения опухолевых клеток инициируются в сальнике, что впоследствии приводит к формированию локального противоопухолевого иммунитета.

Несмотря на очевидные доказательства участия мононуклеарных фагоцитов как в системном, так и в локальном иммунологическом ответе, многое в этом вопросе остается неясным. Например, в высшей степени интересное и важное положение, высказанное S. Adamas еще 20 лет тому назад, что макрофаги выполняют различные функции на каждой стадии их активации и могут влиять на разные стадии опухолевого процесса, осталось практически не раскрытым.

С большой степенью вероятности можно говорить о том, что только при таком подходе, как учет фенотипа, локализации, функциональной активности мононуклерных фагоцитов, стадии процесса и биологии опухолевой клетки может быть внесена ясность во многие, иногда и противоречивые вопросы.

Подтверждением того, что мононуклерные фагоциты различного происхождения и локализации (а нередко и в пределах локализации в одном органе) различаются функционально и фенотипически, могут быть следующие факты.

Соответствующие данные были получены сравнительно давно, но предметом интенсивного изучения этот вопрос становится лишь в последние годы. Еще в 1987 г. было показано, что в ответ на внутрибрюшинное введение клеток липосаркомы, во-первых, резко увеличивается количество макрофагов перитонеальной полости, а во-вторых, по характеру ответа макрофагов можно выделить четыре типа: макрофаги экссудата, резидентные макрофаги, резидентные макрофаги экссудата и пероксидазонегативные макрофаги.

В последующие дни после перевивки перераспределяется состав мононуклеарных фагоцитов и увеличивается их количество в экссудате. Изучение цитотоксичности этих клеток после введения клеток липосаркомы показало, что в основном она была одинаковой, не коррелировала с каким-либо выявленным субтипом, за исключением макрофагов, негативных по пероксидазе, цитотоксичность которых различалась.

Исследование цитотоксичности альвеолярных макрофагов (лаваж) в отношении клеток рака легкого до и после лечения IFNy показало, во-первых, что сравнительно небольшой процент общего пула макрофагов проявляет цитотоксичность, а во-вторых, цитотоксичность большого количества макрофагов не активировалась IFNy и лишь небольшой процент макрофагов независимо от активации IFNy лизировал опухолевые клетки и этот лизис был опосредован выделением TNFa и NO. Все приведенные факты свидетельствуют о гетерогенности популяции альвеолярных макрофагов.

Сравнительная оценка цитотоксического и цитостатического действия мононуклеарных фагоцитов асцитической жидкости и моноцитов периферической крови больных раком легкого показала следуюидее. В асцитической жидкости было больше клеток с фенотипом CD14brightCD16+, чем в крови, большее количество клеток, экспрессирующих HLA-DR, а обработка IFNy активировала как цитостатическое, так и цитотоксическое действие именно CD14brightCD165+ макрофагов асцитической жидкости.

Зависимость характера влияния мононуклеарных фагоцитов от локализации очень наглядно иллюстрируют опыты с изучением микроглии - макрофагов головного мозга, инфильтрирующих глиому, которая, как известно, относится к высокоагрессивным опухолям.

Исследования показали, что основным хемоаттрактантом, который обеспечивает инфильтрацию глиомы крыс, является МСР-1. В опытах in vitro МСР-1 не влиял на рост опухоли, однако интрацеребральная трансфекция гена МСР-1 усиливала рост глиомы CNS-1 in vivo. Из этого следует вывод авторов о том, что МСР-1 необходим клеткам микроглии для их привлечения к глиоме, что в большей степени сопровождается усилением роста глиомы, чем ее ингибицией.

Приведенные данные наглядно показывают, что локализация мононуклеарных моноцитов отражается на их функциональной активности, фенотипе и интенсивности ответа на стимуляцияю IFNy.

В высшей степени интересным и важным представляется вопрос о том, каким образом биологические особенности опухолевых клеток влияют на макрофаги (супрессирующее влияние будет рассмотрено в третьей части монографии).

Исследование цитотоксичности перитонеальных макрофагов хомячков в отношении клеток двух линий меланомы (пигментной и безпигментной) показало, что макрофаги осуществляли лизис клеток безпигментной меланомы, что сопровождалось увеличением продукции IL-10 и NO. Подобный эффект не зарегистрирован в отношении клеток пигментной меланомы. Было также показано, что особенности меланомы определяют и ее чувствительность к TNFa и IL-6.

Много фактов, свидетельствующих о противоопухолевом эффекте NO, получены I. Fidler и соавторами.

В частности, показано, что, во-первых, трансфекция гена iNOS в опухолевые клетки рака почек может снижать количество метастазов, во-вторых, показана обратная корреляция между продукцией эндогенного NO и способностью клеток меланомы линии К-1735 к выживаемости (у сингенных мышей) и развитию метастазов.

Далее, изучение клеток различных линий меланом относительно их чувствительности к макрофагам под влиянием TGFP показало, что макрофаги лизируют клетки различных линий, однако наибольшей чувствительностью отличаются клетки линии B16BL6, в меньшей степени - B16F10 и еще меньше - B16F1. Таким образом, есть основания говорить о разной чувствительности, в частности клеток меланомы к лизису макрофагами. Выяснение причин такой неодинаковой чувствительности представляется весьма важным.

Чувствительность клеток к действию макрофагов

Заслуживают внимания и данные о динамике чувствительности нормальных мезотелиальных клеток и клеток мезотелиомы к действию макрофагов. Оказалось, что нормальные нетрансформированные клетки линий IAR-2 и Rat-1 были мало чувствительны к действию макрофагов; такая чувствительность была еще меньше выражена у трансформированных клеток.

Некоторые опухолевые клетки могут экспрессировать хемокины и их рецепторы. Изучение последних на клетках различных форм рака желудка (диффузная и интестициальная) показало, что эти клетки различаются по характеру экспрессии хемокинов. Клетки обоих форм экспрессировали CXCL-8 (IL-8) с превалированием на клетках диффузной формы рака; CXCL-1 - исключительно клетки диффузной формы (опухолевые клетки экспрессировали и рецепторы хемокинов), а перитуморальные макрофаги - CXCL-10 и CXCL-9 - хемоаттрактанты для Т-лимфоцитов.

Объяснением этих фактов может служить то, что взаимодействие опухолевых клеток с инфильтрирующими макрофагами индуцирует различные сигналы как в опухолевых клетках, так и в макрофагах. Такие сигналы могут активировать опухолевые клетки, которые приобретают способность выполнять роль хемоаттрактантов.

В связи с этим становится понятным, почему высокую инвазивность приобретают именно клетки диффузного рака, которые практически постоянно экспрессируют CD8 и CXCL-1. Полученные данные позволяют предположить, что взаимодействие различных опухолевых клеток и макрофагов может иметь различные последствия.

Более того, при взаимодействии макрофагов и опухолевых клеток экспрессия мРНК IL-8 наблюдалась исключительно в опухолевых клетках, что очень убедительно показано при исследовании макрофагов, инфильтрирующих ткань немелкоклеточного рака легкого человека; повышение уровня экспрессии в определенной степени связано с активацией NF-kappaB, которая увеличивается как в макрофагах, так и в опухолевых клетках.

Особого внимания не только из-за своей новизны, но и вследствие неординарности результатов заслуживают данные экспериментов, из которых следует, что в ряде случаев опухолевые клетки могут индуцировать активность макрофагов. На модели глиомы было показано, что IFNP усиливает цитотоксичность макрофагов против клеток глиомы.

Наряду с этим сокультивирование клеток глиомы с макрофагами позволяет выявить, что опухолевые клетки выделяют фактор, усиливающий цитотоксичность макрофагов. Не менее впечатляющими являются и данные о том, что сокультивирование различных опухолевых клеток (рак кишечника, матки) с макрофагами in vitro активирует макрофаги и это сопровождается не только увеличением продукции TRAIL, но и усилением экспрессии рецепторов смерти (DR-4 и DR-5) опухолевыми клетками.

Нетрадиционными представляются и следующие данные. Уже отмечалось, что для привлечения макрофагов к участку развития опухоли, так же, как и других клеток, необходимо наличие хемоаттрактантов.

Оказалось, что трансфекция гена GM-CSF в клетки карциномы кишечника KM12SM сопровождается накоплением макрофагов и нейтрофилов - результат секреции хемоаттрактанта макрофагов МСР-1, который усиливает привлечение мононуклеарных клеток, экспрессию адгезивных молекул макрофагами и усиление контактзависимого лизиса опухолевых клеток.

Изучение взаимодействия опухолевых клеток и мононуклеарных фагоцитов (моноциты и моноцитозависимые макрофаги) на специально разработанной для этой цели модели дало возможность выявить, что такое совместное культивирование изменяет некоторые фенотипиче-ские особенности как опухолевых клеток, так и мононуклеарных фагоцитов. На моноцитах повышается уровень экспрессии CD16 (FcyRIII), CD54, CD68 и CD86, на некоторых опухолевых клетках - CD11a, CD58 и на всех взаимодействующих клетках - TNFaRII и HLA-DR (рис. 27).

Рис. 27. Изменение фенотипических особенностей макрофагов/моноцитов и опухолевых клеток при их совместном культивировании

Аналогичные изменения наблюдали и на моноцитозависимых макрофагах, однако при этом имели место и некоторые отличия, которые проявлялись в том, что только контакт с моноцитами (но не с моноцитозависимыми макрофагами) сопровождался усилением Fas/FasL взаимодействия.

Эти данные указывают не только на возможность модификации иммунофенотипа, как мононуклеарных фагоцитов, так и опухолевых клеток в условиях их взаимодействия, но и еще раз подтверждают, что полной идентичности фенотипических особенностей мононуклеарных фагоцитов различной локализации нет.

Следует обратить внимание еще на один факт, который имеет важное значение для проведения работ на разных экспериментальных моделях опухолевого процесса с использованием мышей различных линий, так как установлено, что макрофаги мышей различных линий различаются по способности продуцировать Н2O2 и метаболиты арахидоновой кислоты.

А именно: макрофаги мышей линии SENAR более чувствительны к действию канцерогенов, в частности химических, и выделяют значительно меньше указанных продуктов, чем

682 0

Несмотря на высокий питотоксический потенциал макрофагов, их непосредственное использование в адоптивной иммунотерапии еще не получило большого распространения, что во многом объясняется сложностями их получения.

Однако в последнее время появилась ограниченная информация об использовании адоптивного переноса макрофагов, в частности для лечения глиобластом.

Макрофаги в лечении рака

Активация мононуклеарных фагоцитов биспецифическими антителами, распознающими FcR и EGFR на клетках глиобластомы, обусловила усиление экспрессии HLA-DR, фагоцитоз и цитотоксичность; эти данные позволили сделать заключение о том, что мононуклеарные фагоциты вместе с указанными биспецифическими антителами могут быть использованы для адоптивной иммунотерапии глиобластом, клетки которых экспрессируют EGFR.

Практически весь опыт иммунотерапии рака прошлых лет, начиная с использования различных бактериальных субстанций и их продуктов (различные коринебактерии, сальмонеллы, дифтерийный, холерный, столбнячный токсины, продукты стенки бактерий различных видов, простейшие и др.), показал, что в механизме терапевтического действия такой иммунотерапии важное место принадлежит их влиянию на мононуклеарные фагоциты. Существенная роль отводится макрофагам и в реализации эффекта имммуномодуляторов растительного и синтетического происхождения (мурамидципептид, хитозан и др.).

Данные, которые представлены ниже, в основном содержат доказательства участия макрофагов в различных видах современной иммунотерапии рака. Уже первый опыт применения IL-2 для лечения различных метастазирующих опухолей (использовали большие дозы IL-2 или его сочетание с другими цитокинами - IFNoc, TNFa, ЛАК, полученные из лимфоцитов периферической крови, а также инфильтрирующих опухоль и др.) показал, что в участках регрессии опухоли отмечали инфильтрацию макрофагами, CD4+- и СD8+Т-лимфоцитами. Эти данные свидетельствовали о том, что ответ на IL-2-терапию в равной степени ассоциируется как с Т-лимфоцитами, так и с макрофагами.

В последующем было показано, что макрофаги активно участвуют в реализации ремиссии опухолевого процесса и при совместном применении IL-2 и IL-12 при лимфоме мышей. При этом противоопухолевая активность макрофагов антителозависима и может осуществляться неспецифическим и специфическим путем (в процессе терапии обнаружены специфические антитела IgG2A). Особенно важным представляется вывод о том, что на первых этапах сочетанной терапии IL-2 и IL-12 основная роль принадлежит макрофагам и лишь на последующих - другим клеткам.

Нельзя не отметить и роль макрофагов в терапевтическом эффекте комбинированной терапии IL-2, IFNy и гистамина (в качестве адъюванта) при лечении метастазирующих меланом. Исследование моноцитов периферической крови и биопсийного материала показало, что хороший эффект от терапии сочетается с уровнем инфильтрации мононуклеарными фагоцитами.

Как эффекторные клетки макрофаги проявляют себя и при изолированной IL-12, а также сочетанной (IL-12 и IL-18) терапии. При введении IL-12 мышам с опухолями МСА 207 показано, что макрофаги превалируют в клеточном составе асцитической жидкости. Такие макрофаги обладают цитотоксической эффективностью и осуществляют лизис контактзависимым механизмом. Под влиянием IL-12 и IL-18 макрофаги продуцируют IFNy и NO и вместе с цитотоксическими лимфоцитами (ЦТЛ) и естественными киллерами (ЕК) обеспечивают лизис клеток глиомы.

Практически полную регрессию наблюдали после трансфекции плазмиды IL-13Ra в клетки плоскоклеточного рака; указанная регрессия опухоли сопровождалась выраженной инфильтрацией макрофагами и ЕК.

При исследовании IL-12-зависимой цитотоксичности установлено, что макрофаги могут действовать, используя ранее неизвестный механизм, который предусматривает контакт макрофагов с клетками-мишенями, но не зависит от перфорина, Fas/FasL и NO; эта способность макрофагов особенно выражена при сочетанном применении IL-12 с циклофосфамидом, что приводит к регрессии опухоли Sa-1.

Со способностью M-CSF влиять на выживаемость и дифференцировку мононуклеарных фагоцитов связывают высокий процент элиминации опухолевых клеток (меланома и тимома). В этих опытах впервые были получены доказательства того, что под влиянием M-CSF макрофаги способны элиминировать опухолевые клетки, используя механизм антителозависимой цитотоксичности с участием антител, специфичных к антигенам опухолевых клеток.

Трансфекция гена M-CSF в клетки неиммуногенной гепатоцеллюлярной карциномы (Нера 1-6) вызывала генерацию противоопухолевого ответа макрофагов и ЦТЛ против указанных клеток; такие результаты свидетельствуют, по мнению авторов, о целесообразности трансфекции гена M-CSF в указанные клетки при их использовании для вакцинации.

Макрофаги и цитотоксические лимфоциты являются важными компонентами механизма противоопухолевого действия различных противоопухолевых вакцин. Так, противоопухолевый эффект при вакцинации пептидами антигенов опухоли EG.70VA мышей обеспечивался макрофагами вместе с ЦТЛ. Однако удаление макрофагов перед вакцинацией нивелировало эффект цитотоксических лимфоцитов.

Лидирующая роль макрофагов показана и при вакцинации рекомбинантной вакциной с трансфекцией белка вируса папилломы на модели карциномы VX2. Приоритетность макрофагов в регрессии опухоли доказывалась тем, что лимфоциты, выделенные от вакцинированных мышей, не проявляли цитотоксичности, однако у таких мышей развивался гуморальный иммунологический ответ, и активация образовавшимися антителами индуцировала антителозависимую цитотоксичность макрофагов, которую авторы и рассматривают как ответственную за элиминацию опухоли.

Существенное место занимает противоопухолевая активность макрофагов и в эффекте иммуномодулирующих препаратов различного происхождения. Так, иммуномодулятор ОК-432 усиливает цитотоксичность макрофагов, что проявляется усилением активности лактатдегидрогеназы, кислой фосфатазы, усилением секреции NO, а также фагоцитарной активности.

Возобновление интереса к использованию иммуномодификаторов растительного происхождения, в частности полученных из мицелия, позволило выявить тот факт, что макрофаги и в этих случаях играют роль в регрессии опухоли; различные фракции экстракта мицелий неодинаково эффективны в их действии на клетки метастазирующих и неметастазирующих опухолей.

Грибковые полисахариды, в частности полученные из Phellinus linteus, наряду с противоопухолевым обладают и иммуномодулирующим действием. Механизм этого действия не в полной мере ясен, однако показано, что обработка макрофагов in vitro указанным полисахаридом индуцирует продукцию NO, а также усиливает лизис клеток меланомы В16 in vivo.

Функции макрофагов (секреторный и клеточный ответы) могут изменяться и под влиянием мукополисахаридов грибов. Перитонеальные макрофаги после обработки этими мукополисахаридами усиливали цитотоксичность против клеток меланомы В16, что сопровождалось повышением активности миелопероксидазы, усилением продукции Н2O2, O2, NO, TNFa.

Участие макрофагов в противоопухолевой защите подтверждают и результаты иммунотерапии с использованием комбинированного иммуномодулятора иринотексана для лечения рака поджелудочной железы. Эти результаты показали, что терапевтическая эффективность (снижение роста и количества метастазов в печень) прямо коррелирует с инфильтрацией макрофагами в участках поражения и увеличения ими экспрессии iNOS.

Особого внимания заслуживают данные о том, что и в терапевтической эффективности ряда препаратов, известных как химиопрепараты, существенная роль принадлежит макрофагам.

В этом аспекте несомненно интересны новые данные о действии известного химиопрепарата таксола, который ингибирует рост опухоли, но не убивает опухолевые клетки. Оказалось, что преинкубация макрофагов с таксолом значительно снижает способность к выживаемости клеток линии рака мочевого пузыря мышей (МВТ2).

Использование различных модельных систем привело к заключению, что после инкубации с таксолом макрофаги убивают опухолевые клетки, реализуя NO-зависмый механизм апоптоза. Кроме того, под влиянием таксола опухолевые клетки выделяют фактор, стимулирующий активность макрофагов и выделение NO. Из этих данных следует, что при определенных условиях опухоль может выделять фактор, усиливающий противоопухолевую активность макрофагов.

Терапия линомидом, используемым для лечения плоскоклеточной карциномы языка, увеличивала секрецию TNFa макрофагами перитонеальной полости и способствовала снижению уровня васкуляризации опухоли.

Химический препарат с эстрогенной активностью бисфенол А способен влиять на продукцию цитокинов клетками системы иммунитета и усиливать продукцию TNFa, iNOS макрофагами мышей. Наряду с этим было показано, что этот препарат ингибирует липополисахарид-индуцированную продукцию TNFa и NO. Полученные факты дали основание авторам сделать заключение о способности этого препарата регулировать функции клеток системы иммунитета снижением уровня NO и TNFa ингибицией NF-kappaB через рецептор эстрадиола.

Приведенные работы, а также ряд других фактов показывают, что химические препараты разнонаправленно влияют на макрофаги. Этот факт, во-первых, является важным для изучения механизма действия различных химиопрепаратов на систему иммунитета, а во-вторых, свидетельствует о необходимости учета этих способностей химиопрепаратов при назначении химиотерапии.

Противоопухолевое действие макрофагов является важным компонентом эффективности фототерапии, которая применялась в комплексе с витамин-Д3-связывающим фактором, активирующим макрофаги.

В опытах, проведенных на плоскоклеточной карциноме, показано, что роль макрофагов в регрессии опухоли связана с их привлечением к участку воспаления, которое вызывает фототерапия. Указанный связывающий фактор был использован и для экспериментальной терапии карциномы Эрлиха у мышей, когда было показано, что предварительная инкубация макрофагов с этим фактором сопровождалась выраженной их активацией; последующее введение макрофагов приводило к радикальной регрессии этой опухоли (использовали различные варианты терапии) уже после одной или двух инъекций.

Положительный результат от фототерапии в сочетании с активированными макрофагами был отмечен и в опытах с карциномой крыс. Такая комбинированная (интра- или перитуморальная) фототерапия с использованием активированных макрофагов стимулировала клеточноопосредованный иммунитет, увеличивала показатель выживаемости животных и снижала частоту развития карцином.

В связи с увеличивающимся интересом к использованию иммунотерапии для лечения химиорезистентных опухолей заслуживают внимания результаты проведения иммунотерапии мышей, которым вводились клетки мелкоклеточной карциномы легкого человека, характеризующейся множественной лекарственной резистентностью (клетки экспрессировали белок p-gp).

Иммунотерапия проводилась химерными антителами против p-gp, которые in vitro индуцировали антителозависимую цитотоксичность перитонеальных макрофагов; комбинация этих антител с трансфекцией M-CSF останавливала развитие метастазов. Такие результаты послужили основанием для вывода о целесообразности проведения клинических испытаний указанного выше метода иммунотерапии.

Значимость мононуклеарных фагоцитов в системе иммунитета против опухоли

Мононуклеарные фагоциты представляют собой гетерогенную субпопуляцию клеток. Сложный и длительный эволюционный путь обеспечил им широкий спектр регуляторных влияний и возможность реализации различных эффекторных функций. Значение мононуклеарных моноцитов не ограничивается презентацией антигена, фагоцитозом и цитотоксичностью.

Способность мононуклеарных фагоцитов продуцировать не только различные цитокины и другие медиаторы, но и ряд гормонов, экспрессировать рецепторы для нейромедиаторов не оставляет сомнений в том, что в сложных взаимодействиях между нервной, эндокринной и иммунной системами макрофаги занимают весьма значимое место. Раскрытие многих сложностей взаимодействия между отдельными клетками системы иммунитета привело к трансформации взглядов на роль макрофагов.

Так, если в течение длительного периода времени макрофаги рассматривались как один из основных факторов врожденного иммунитета, то в настоящее время не вызывает сомнений и их активное участие в приобретенном иммунитете, реакциях трансплантационного иммунитета, различных воспалительных процессах, таких патологических процессах, как атеросклероз и др.

Очень велика роль макрофагов и в противоопухолевой защите благодаря тому, что они обладают разнообразными механизмами, способными лизировать опухолевые клетки. Более того, взаимодействие специфических противоопухолевых антител с Fc-рецепторами обеспечивает мононуклеарным фагоцитам участие в формировании специфической противоопухолевой защиты.

Общая информация позволяет сделать следующие заключения:

Первое

Мононуклеарные фагоциты - гетерогенная субпопуляция клеток, различающихся фенотипически и функционально, обладающая способностью к осуществлению различных эффекторных, а также регуляторных функций.

Второе

Основные функции мононуклеарных фагоцитов - презентация антигена, фагоцитоз, цитотоксичность, взаимодействие с другими клетками системы иммунитета, участие во врожденном и приобретенном иммунитете, трансплантационных реакциях, а также взаимодействие с клетками эндокринной и нервной систем.

Третье

Мононуклеарные фагоциты способны к дифференцированному распознаванию апоптотических и некротических телец, что раскрывает новый аспект их биологической роли в регуляции иммунологического и тканевого гомеостаза.

Четвертое

Мононуклеарные фагоциты обладают большим противоопухолевым потенциалом, который может реализовываться на различных этапах опухолевого процесса и проявляться в отношении метастазирующих и неметастазируюших опухолей различных гистогенеза и локализации.

Пятое

Цитотоксическое действие мононуклеарных фагоцитов в отношении опухолевых клеток обеспечивается разнообразными механизмами лизиса и такое разнообразие позволяет характеризовать мононуклеарные фагоциты как клетки, которые обладают очень высоким цитотоксическим потенциалом.

Шестое

Цитотоксичность макрофагов , имеющих различное происхождение, различается.

Седьмое

Способность мононуклеарных фагоцитов к активному и быстрому лизису опухолевых клеток после стимуляции обосновывает перспективу их использования для адоптивной иммунотерапии рака, а также ее сочетанного использования с другими видами иммунотерапии.

Восьмое

Участие макрофагов не только обеспечивает противоопухолевую эффективность различных видов иммунотерапии, но и способствует реализации терапевтического эффекта химио- и фототерапии.

Бережная Н.М., Чехун В.Ф.

1218 0

Макрофаги и моноциты относятся к так называемым профессиональным антигенпрезентирующим клеткам и, согласно современным представлениям, объединены в систему мононуклеарных фагоцитов, в которую также входят монобласты и промоноциты.

Подобно нейтрофилам они участвуют в обеспечении первой линии защиты против различных чужеродных воздействий.

Наряду со своими основными функциями - представление антигена, фагоцитоз и цитотоксичность - эти клетки осуществляют и различные регуляторные влияния. Современные представления о мононуклеарных фагоцитах свидетельствуют об их участии как во врожденном, так и приобретенном иммунитете.

В отличие от других клеток, обладающих выраженной способностью к фагоцитозу (нейтрофилы, тучные клетки, базофилы, эозинофилы), как моноциты периферической крови, так и тканевые макрофаги являются предметом интенсивного изучения, что нашло отражение во множестве публикаций. Не осталось в стороне и изучение роли мононуклеарных фагоцитов при опухолевом процессе, что способствовало накоплению множества данных, расширяющих информацию по этому вопросу.

Характеристика макрофагов

Сегодня известно, что роль мононуклеарных фагоцитов проявляется не только в фагоцитировании и презентации антигена - функциях, которые наиболее изучены, но и регуляторными влияниями, которые они оказывают на функции других клеток, что в целом определяет разностороннюю форму участия моноцитов и макрофагов в поддержании как иммунологического, так и тканевого гомеостаза.

Характеристика мононуклеарных фагоцитов как антигенпрезентирующих клеток была дана в первой части монографии. В связи с этим нам представляется целесообразным ограничить изложение данных этой главы, во-первых, сведениями, которые отражены в литературе последних лет, а во-вторых, теми, которые могут иметь значение для понимания их роли в опухолевом процессе.

Макрофаги - долгоживущая популяция клеток, их максимальное количество находится в соединительной и лимфоидной тканях, особенно ассоциированных со слизистой оболочкой. Как известно, своеобразным аналогом макрофагов в печени являются клетки Купфера, которые фагоцитируют, осуществляют процессинг и представление различных антигенов, а в мозгу - клетки микроглии и астроциты.

Контроль созревания моноцитов в костном мозгу осуществляется такими цитокинами, как IL-3, GM-CSF, M-CSF, IFNa/в; избирательным фактором роста мононуклеарных фагоцитов является M-CSF.

Известно, что моноцитопоэз усиливается провоспалительными цитокинами макрофагов по принципу обратной связи: после дифференцировки моноцитов в макрофаги последние начинают продуцировать цитокины, которые, в свою очередь, усиливают моноцитопоэз.

На различных его стадиях превалирующая роль принадлежит различным цитокинам, однако в конечном счете основными в этом процессе являются IL-3, GM-CSF, M-CSF, IL-9, IL-11, IFNy, IL-4. Моноциты могут быть прямыми предшественниками дендритных клеток in vivo, которые стали известны как CD8a+дендритные клетки (ДК) и могут осуществлять перекрестную презентацию антигена CD8+ Т-лимфоцитам.

Поверхностная мембрана макрофагов в высшей степени мозаична, так как формируется большим количеством различных соединений (белками, углеводами, липидами), ее наружная и внутренняя поверхности связаны и характеризуются способностью быстро и постоянно синтезировать вещества, которые ее формируют, что обеспечивает надежность реализации мононуклеарными фагоцитами их важнейших функций (фагоцитоза, цитотоксичности и др.). Такая мобильность, очевидно, является результатом сложного эволюционного пути, который прошли фагоцитирующие клетки.

Поверхность мембраны мононуклеарных фагоцитов изобилует различными рецепторами, из которых наиболее разносторонне изучены FcR для иммуноглобулинов, а также рецепторы к цитокинам, гормонам, различным фракциям комплемента. Интерес к изучению рецептора к Fc-фрагменту иммуноглобулина обусловлен тем, что эти рецепторы играют одну из главных ролей в осуществлении практически всех функций фагоцитирующих клеток.

Известны три типа рецепторов для иммуноглобулинов, которые были идентифицированы при изучении макрофагов мышей:

1) высокоаффинный рецептор для IgG - FcyRI (CD64), обладающий способностью связываться с мономерным агрегированным IgG, а также входящий в состав иммунных комплексов; экспрессируется исключительно на макрофагах и нейтрофилах и опосредует фагоцитоз и антителозависимую цитотоксичность;

2) низкоаффинный рецептор для IgG - FcyRII (CD32);

3) FcyRIII (CD16), который связывает IgG только в составе иммунных комплексов и экспрессируется макрофагами, нейтрофилами, тучными клетками и естественными киллерами.

Некоторые FcyR обладают повышенным сродством к отдельным подклассам IgG (IgGp IgG2a, IgG3, IgG4). FcR могут связываться и с иммуноглобулинами других изотипов (М, А, Е). В частности, связывание с IgM особенно характерно для перитонеальных макрофагов крыс, IgA - моноцитов человека и IgE - альвеолярных и перитонеальных макрофагов крыс, моноцитов человека. Низкоаффинный Fc-рецептор связывается с IgE (FceR), что сопровождается усилением транскрипции генов TNFa и IL-ip с резким усилением продукции этих цитокинов макрофагами.

FcRI могут экспрессировать как покоящиеся макрофаги, так и активированные IFNy. Практически все антигенпрезентирующие клетки, включая и макрофаги, способны экспрессировать высокий уровень FcRI параллельно с экспрессией антигенов II класса главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) , CD40, CD88. Новый взгляд на антигенпрезентирующие клетки позволяет рассматривать FcRI как связующее звено между врожденным и адоптивным иммунитетом в результате поглощения иммунных комплексов, что в последующем имеет значение для индукции Т-зависимого ответа.

Одной из важных характеристик FcR, обеспечивающих их быструю реакцию на различные воздействия, является способность к перераспределению на мембране и взаимодействию с в2-интегринами (молекулярные основы этого взаимодействия остаются неизвестными).

Наряду с Fc-рецепторами, участвующими в активации макрофагов, описан еще один - FcRIIb - уникальный ингибиторный рецептор, который ингибирует внутриклеточные сигналы при взаимодействии с иммунными комплексами, содержащими IgG.

Благодаря изучению этого рецептора получены новые и очень важные данные, согласно которым антиген способен взаимодействовать с активационными и ингибиторными Fc-рецепторами как макрофагов костного мозга, так и клеток Лангерганса и дендритных клеток, что способствует усилению Т-клеточной пролиферации и индукции гуморального иммунитета.

Эти данные свидетельствуют о том, что FcRIIb, несмотря на то что он является инги-биторным рецептором, способен осуществлять и позитивную регуляцию презентацией иммунных комплексов, в состав которых входит IgG, что уже сегодня подтверждено при исследовании дендритных клеток.

Только мононуклеарные фагоциты экспрессируют трансмембранный белок CD163, который является членом семейства рецепторов-скавенджеров (рецепторы-мусорщики - scavenger receptor family), и его экспрессия регулируется антивоспалительными медиаторами.

Интерес к изучению роли этого рецептора в последнее время возрастает в связи с доказательствами его участия в различных патологических процессах и его способностью связываться с системой гаптоглобина-гемоглобина (Hb-Hp), что вызывало активацию продукции IL-10 и ингибировалось анти-СD163-антителами. Имеющиеся по этому вопросу данные с полным основанием рассматриваются как идентификация нового пути защитного противовоспалительного эффекта моноцитами и макрофагами человека.

Как отмечалось, естественные киллеры и активированные цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ) экспрессируют рецепторы NKG2D. Макрогфаги также экспрессируют этот рецептор, который способен распознавать некоторые поверхностные лиганды, связанные с антигенами I класса ГКГ.

Такие лиганды активно экспрессируются клетками при ряде патологических процессов, а также опухолевыми клетками, и связывание с ними сопровождается активацией макрофагов; не исключено, что экспрессия NKG2D и их перераспределение на поверхности клеток играет роль в нерестрикти-рованном (естественном) лизисе.

Мононуклеарные фагоциты экспрессируют также: антигены I и II классов главного комплекса гистосовместимости; МАС-1; la-антигены; различные адгезивные молекулы (LFA-1, LFA-3, ICAM-1, ICAM-2, интегрины и др.); рецепторы для компонентов комплемента (CR1, CR3, CR4, CR5, CD35, CD88 и др.); рецепторы для цитокинов (IL-1 - CDwl25, TNF - CD120a/b, IFNy - CDwll9); рецепторы для хемокинов (СС1, СС2, ССЗ, СС4, СС5, СС6, СС7, СС8), которые связываются с различными хемоаттрактантами (MIP-1, MIP-la, МIР-1р, МСР, RANTES и др.); маннозные, маннозофруктозные или лектиноподобные рецепторные молекулы, а также рецепторы для фибронектина. Поверхность макрофагов имеет и TOLL-подобные рецепторы - TLR-2 и TLR-4, с участием которых осуществляются защитный эффект макрофагов и апоптоз макрофагов, нагруженных бактериями.

Наряду с экспрессией классических антигенов I и II классов ГКГ при активации макрофагов экспрессируются антигены HLA-G. Их экспрессия обнаружена на клетках, инфильтрирующих карциному легкого, и в значительно меньшей степени - при незлокачественных заболеваниях легких.

Предполагается, что при экспрессии HLA-G может нарушаться презентация антигена, что приводит к ослаблению иммунологического ответа и таким образом благоприятствует развитию как злокачественного, так и воспалительного процесса.

На поверхности макрофагов экспрессируются рецепторы и для различных гормонов (инсулина, тиреотропина, р-адренергических, эстрогенов, глюкокортикоидов, соматостатина, гонадотропина и др.), что делает возможным их участие во взаимодействии с нервной и эндокринной системами, а также в репродуктивных процессах. Так, эстрогены проявляют защитный эффект против нейродегенерации при острых и хронических повреждениях мозга, и именно макрофаги головного мозга принимают участие в эффектах 17b-эстрадиола (Е2) на нейроны.

Наряду с этим данные, полученные в последнее время, показывают, что макрофаги и моноциты участвуют в патогенезе различных нейровоспалительных процессов (множественный склероз, болезнь Альцгеймера, церебральная ишемия), что связано с выделением ими различных цитокинов, металлопротеиназ, экспрессией CD40 и связыванием его со своим лигандом CD40L.

Макрофаги экспрессируют ко-стимулирующие молекулы (CD80, CD86 и др.), что, как правило, сочетается с индукцией ответа Тh2-лимфоцитов. Аналогичные ко-стимулирующие молекулы экспрессируют и клетки Купфера.

Характерным для мононуклеарных фагоцитов является и экспрессия рецептора для трансферина, который активно связывается с трансферином сыворотки крови (участок связывания находится внутри макрофагов). Предполагается, что появление этого рецептора соответствует стадии активации макрофагов и характерным для активации изменениям мембраны.

В функционировании макрофагов существенную роль играет и гистамин, рецепторы для которого экспрессируют мононуклеарные фагоциты. В этом аспекте наиболее изучены моноциты периферической крови, которые гетерогенны по способности экспрессировать указанные рецепторы.

Исследование макрофагоподобных клеток линии Р38821 показало, что добавление гистамина в культуральную среду увеличивает количество внутриклеточного кальция и циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) . Эти эффекты реализуются через H1-рецепторы - доказательство того, что именно через эти рецепторы осуществляется модуляция некоторых биологических функций макрофагов, а Са2+ и цГМФ выполняют при этом роль вторичных мессенджеров.

Гистамин, а также серотонин активируют альвеолярные и пери-тонеальные макрофаги. Совсем недавно было показано, что макрофаги поглощают гистамин и таким образом включаются в нейтрализацию его отрицательных эффектов в очагах воспаления. Гистамин вместе с ПГЕ-2 (вазапростан) и катехоламинами регулирует врожденный и приобретенный иммунитет, усиливая взаимодействие между моноцитами и другими клетками.

Функции макрофагов

В реализации ряда функций макрофагов большую роль играют и рецепторы к лактоферину - железосвязывающему белку, который присутствует в различных секретах и наряду с бактерицидными свойствами обладает иммуномодулирующими эффектами, угнетая продукцию IL-2, IL-1, TNFa, усиливая цитотоксичность моноцитов и естественных киллеров.

Практически все антигенпрезентирующие клетки имеют рецептор для gp96 - белка теплового шока. Этот рецептор - а2-макроглобулин (CD91) - располагается интрацеллюлярно и выделяется только при некротической, но не апоптической смерти, что предполагает его участие как сенсора некротической клеточной смерти.

На макрофагах печени идентифицирован рецептор М-4, который является рецептором для раково-эмбриональных антигенов. Установлено, что на клетках рака кишечника MIP101 также экспрессируется этот рецептор, который существует в различных изоформах и регулируется тканеспецифически.

Далее, макрофаги и моноциты экспрессируют рецептор к меланокортину (MC-1R) и в результате взаимодействия этого рецептора с меланоцитстимулирующим гормоном, который функционирует как медиатор иммунитета и воспаления, снижается продукция IL-1, IL-2, IL-6, IL-13, IL-24, TNFa, IFNy и повышается IL-10.

По количеству продуктов, синтезируемых и выделяемых макрофагами, они занимают одно из ведущих мест по сравнению с другими клетками системы иммунитета, и их конкурентами могут быть только тучные клетки и нейтрофилы.

Мононуклеарные фагоциты экспрессируют Fas и FasL, что может вызывать спонтанный апоптоз, осуществляемый как аутокринным, так и паракринным путем. При активации моноциты быстро выделяют растворимую форму FasL, что свидетельствует об их способности реагировать на изменение окружающей среды.

Экспрессия Fas и связывание с FasL мононуклеарными фагоцитами индуцирует активационные сигналы, в результате чего как моноциты, так и макрофаги выделяют TNFa и IL-8, а культуральная среда этих клеток содержит факторы, стимулирующие миграцию нейтрофилов.

Однако в процессах, индуцированных Fas-лигацией, в моноцитах и макрофагах наблюдаются некоторые различия. Эти различия проявляются в том, что продукция указанных цитокинов моноцитами сопровождается последующим апоптозом и блокируется ингибитором каспаз, а цитокиновый ответ макрофагов происходит в отсутствие апоптоза и является каспазонезависимым.

Эти данные достаточно демонстративно показывают, что Fas-лигация моноцитами может индуцировать провоспалительный ответ, что приводит к острому воспалению и тканевому повреждению. Такой провоспалительный ответ проявляют и преапопто-тические нейтрофилы, что предполагает ряд общих проявлений Fas-лигации различными фагоцитирующими клетками.

Макрофаги продуцируют IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, IL-18, TNFa, IFNa, IFNp, МСР-1, TGFP, фактор роста фибробластов (FGF) , тромбоцитозависимый ростовой фактор (PDGF) и др. Недавно было установлено, что макрофаги продуцируют MIF (macrophage migration inhibitory factor) - цитокин, который впервые был идентифицирован как Т-клеточный цитокин; MIF рассматривается как активный кандидат в провоспалительные цитокины, включающийся в гормональную регуляцию и воспаление.

Н аряду с указанными, а также другими цитокинами макрофаги содержат и при определенных условиях могут выделять:

1) лизосомальные ферменты (протеиназы, дезоксирибонуклеазы, липазы, лизоцим, коллагеназу, эластазу, миелопероксидазу и др.);
2) кислородные радикалы (Н2O2, супероксид, нитрооксид и др.);
3) гормоны (антидиуретический гормон (АДКГ) , тимозин, андрофин);
4) компоненты комплемента (C1, С2, С3, С4, С5); а также витамин D3, простагландины, лейкотриены, факторы В и D, пропердин, фибронектин, хондриотин сульфат, трансферин, авидин, амилопротеин Е и др.

Важное значение в понимании особенностей функционирования макрофагов имеют появившиеся новые данные о том, что в регуляции усиления дифференцировки макрофагов принимает участие ген, контролирующий р53; наличие мутаций в указанном гене лишает его такой способности. Этот факт представляет особый интерес при развитии злокачественных новообразований, для которых характерно появление мутаций в гене р53, что лишает его возможности усиливать дифференцировку макрофагов.

Обсуждая значение макрофагов в поддержании иммунологического и тканевого гомеостаза, нельзя обойти вниманием еще один и, как представляется, очень важный вопрос. Речь идет о том, что макрофаги обладают способностью к дифференцированному распознаванию и фагоцитированию апоптотических телец и некротических частиц.

Несмотря на то что этой способностью обладают и некоторые другие клетки, у макрофагов она выражена наиболее сильно. Это направление исследований активно разрабатывается V. Fadok и соавторами, в результате чего в настоящее время стали известны механизмы и условия фагоцитирования апоптотических телец. Макрофаги появляются и распознают апоптотические тельца, используя различные механизмы, включая интегрины, фосфатидилсерин (PS)-3, лектины и др.

Моноцитозависимые и альвеолярные макрофаги человека, костномозговые макрофаги мышей распознают и фагоцитируют апоптотические тельца через систему интегрина vb3, которая на макрофагах человека ассоциируется с CD36 - SR-B суперсемейство рецепторов-скавенджеров; его лиганды: коллаген I, IV, V, тромбоспондин, фосфолипиды, длинная цепь жирных кислот.

Клонирован ген, который кодирует этот рецептор, и показано, что в течение апоптоза макрофагами наблюдается асимметрия в расположении мембранных фосфолипидов, что особенно выражено тогда, когда макрофаги экспрессируют фосфатидилсерин.

При изучении альвеолярных макрофагов было установлено, что экспрессия рецептора-скавенджера и CD14 регулируется IL-6 и IL-10. Однако при этом отмечается различный характер регуляторных влияний этих цитокинов на указанные рецепторы: IL-6 усиливает экспрессию CD14 и подавляет экспрессию мРНК рецептора-скавенджера; в отличие от этого IL-10 снижает экспрессию CD14 и увеличивает экспрессию рецептора-скавенджера (все эффекты дозозависимы и определяются временем культивирования).

Моноцитозависимые макрофаги человека при фагоцитировании апоптотических телец используют CD14 - рецептор липополисахарида, функция которого в полной мере не выяснена.

Процесс связывания и фагоцитирования апоптотических телец сопровождается противовоспалительным действием, что происходит с участием аутокринных и/или паракринных механизмов, которые включают TGF|3, ПГЕ-2 и фактор активации тромбоцитов (PAF). При фагоцитозе апоптотических телец макрофагами человека ингибируется продукция IL-4, IL-8, IL-10, GM-CSF, TNFa, лейкотриена С-4, тромбоксана В-2; параллельно с этим увеличивается продукция TGFpi, ПГЕ-2 и PAF.

Следует подчеркнуть, что многие рецепторы, необходимые для распознавания апоптотических телец, имеют очень важное значение и для врожденного иммунитета. Эти рецепторы включают интегрины, рецепторы-скавенджеры классов А и В, лектиноподобный рецептор LOX1 (lectinlike oxidized), некоторые рецепторы для комплемента и CD14.

Несколько неожиданно, а возможно, даже парадоксально, что когда эти рецепторы связываются с микроорганизмами или их продуктами, то во многих случаях развивается провоспалительная реакция и наблюдается стимуляция приобретенного иммунитета. В отличие от этого поглощение апоптотических телец не связано с воспалением, при этом приобретенный иммунитет не активируется. В связи с этим следует объяснить такую диаметральную противоположность процессов, которые происходят при активации одних и тех же рецепторов.

Эти данные независимо от того, какая интерпретация будет дана им в будущем, являются в высшей степени важными и интересными, так как раскрывают неизвестные ранее формы участия макрофагов в воспалении и приобретенном иммунитете.

Далее, в опытах, проведенных на костномозговых макрофагах, было показано, что после поглощения некротических нейтрофилов они стимулировали пролиферацию Т-лимфоцитов in vitro, увеличивали экспрессию CD40 и такие макрофаги содержали высокий уровень TGFP, но низкий TNFa; аналогичных эффектов при фагоцитировании апоптотических нейтрофилов не наблюдали.

Высокий уровень содержания TGFP в макрофагах при фагоцитировании апоптотических телец рассматривается как защита от провоспалительных цитокинов, этот процесс происходит при участии р38, митогенактивирующей киназы (МАРС) и NF-kappaB.

Накопленные данные свидетельствуют о том, что поглощение и переваривание некротических или лизированных клеток индуцируют иммунологический ответ и воспаление, чего не происходит при фагоцитировании апоптотических телец.

В связи с этим очень правомочен вопрос, который ставят V. Fadok и соавторы в названии одной из своих статей: "Может ли фосфатидилсериновый рецептор быть молекулярным переключателем, который устанавливает, кто должен уйти?". Поставленный вопрос не лишен дискуссионной направленности и предполагает не только сложность ответа, но и тот трудный путь, который нужно пройти для его получения.

Глубокий биологический смысл феномена, который заключается в особенностях фагоцитирования некротических и апоптотических клеток, очевиден. Нарушение механизмов очищения организма путем апоптоза может быть причиной перехода острого воспаления в хронические воспалительные заболевания, включая и аутоиммунную патологию.

К сожалению, этот в высшей степени интересный вопрос еще очень мало изучен при опухолевом процессе. Имеющиеся работы единичны. В качестве примера можно привести данные о фагоцитозе апоптотических клеток линии НТ-29 карциномы толстой кишки человека.

Эти исследования показывают, что экспрессия молекул фосфатидилсерина и углеводных цепей изменяется в зависимости от стадии фагоцитоза: экспрессия галактозы была в равной степени важна для всех стадий апоптоза, экспрессия фосфатидилсерина - на последующих и поздних стадиях.

Изучение этого вопроса при опухолевом процессе может представить интерес по различным соображениям. Вполне реально предположить, что, с одной стороны, поглощение апоптотических телец при определенных условиях может создать резервуар опухолевых антигенов в макрофагах с последующей их презентацией, с другой - фагоцитирование некротизированных опухолевых клеток может быть одной из причин супрессирующих влияний макрофагов на клетки системы иммунитета.

Наконец, нельзя не согласиться с предположением, что выделение макрофагами супрессирующих цитокинов при фагоцитировании лизированных опухолевых клеток может быть одной из причин ухода опухоли из-под иммунологического контроля.

Обсуждая вопрос о фагоцитировании макрофагами апоптотических и некротических телец, следует также отметить, что макрофаги , экспрессирующие FasL, способны фагоцитировать апоптотические опухолевые клетки, не экспрессирующие указанный антиген.

Бережная Н.М., Чехун В.Ф.

Все компоненты филогенетически более древние средства защиты организма (по сравнению с иммунной системой), которые без участия лимфоцитов и антител могут действовать на широкий спектр возбудителей инфекций.

Система резистентности активируется индукторами воспаления и подавляется его ингибиторами. По сравнению с иммунитетом система неспецифической резистентности значительно варьирует в зависимости от временных и индивидуальных различий. Синтез всех компонентов генетически детерминирован, они присутствуют в организме к моменту рождения. Благодаря сбалансированности иммунной системы и системы неспецифической резистентности достигается сохранение индивидуальной целостности высокоразвитого организма. С другой стороны, частичные дефекты и нарушения механизмов регуляции приводят к многочисленным заболеваниям.

Фагоцитарная система . Под фагоцитозом понимают активное поглощение клетками твердого материала. У одноклеточных этот процесс служит в основном для питания. У многих многоклеточных организмов, включая человека, фагоцитоз служит фундаментальным механизмом противоинфекционной защиты. Фагоциты представляют собой клетки с особо выраженной способностью к фагоцитозу. Морфологически и функционально различают моноцитарные (макрофаги) и гранулоцитарные (гранулоциты и микрофаги) компоненты фагоцитарной системы. Всем фагоцитам присущи следующие функции:
- миграция и хемотаксис ;
- адгезия и фагоцитоз;
- цитотоксичность;
- секреция гидролаз и других биологически активных веществ.

Мононуклеарные фагоциты способны к ограниченной пролиферации вне костного мозга, к синтезу и секреции многочисленных белков, участвуют в процессах дифференцировки и созревания тканей. Кроме того, макрофаги являются антиген-презентирующими клетками, т. е. перерабатывают и представляют антиген для распознавания клетками иммунной системы и тем самым запускают механизм иммунной реакции.

Гранулоцитарная система фагоцитоза . Гранулоциты генерируют в процессе гранулопоэза в костном мозге. Для них характерно большое количество гранул в цитоплазме, по способности к окрашиванию которых различают базофильные, эозинофильные и нейтрофильные гранулоциты. С позиции оценки системы резистентности человека огромное значение имеют полиморфно-ядерные нейтрофилы (ПМН), что определяется как их количеством, так и функцией. Время созревания ПМН в костном мозге составляет от 8 до 14 дней. Затем они поступают в кровь зрелыми, неспособными к делению клетками диаметром 10-12 мкм со сложным сегментированным ядром. Многие клетки содержат заметные количества слабо азурофильных цитоплазматических гранул, а также складчатую мембрану. Через несколько часов полиморфно-ядерные нейтрофилы выходят из кровеносного русла в интерстициальное пространство и погибают через 1-2 дня. Разные типы гранулоцитов участвуют во всех формах воспаления и играют при этом ведущую роль. Тесная взаимосвязь выявляется между макрофагами и полиморфно-ядерными нейтрофилами, а также эозинофильными и базофильными гранулоцитами. Полиморфно-ядерные нейтрофилы представляют собой основной компонент лейкоцитов крови человека. Ежедневно из костного мозга в кровь выходит очень много полиморфно-ядерных нейтрофилов, а при острых инфекциях это количество может возрастать в 10-20 раз, при этом в крови появляются и незрелые формы (сдвиг формулы крови влево). Размеры миелопоэза определяются и регулируются специфическими факторами роста гранулоцитов, продуцируемых периферическими гранулоцитами и макрофагами. Выход из костного мозга и скопление клеток в очаге воспаления регулируются факторами хемотаксиса. ПМН играют определяющую роль в противоинфекционной защите, которая осуществляется в организме непрерывно, поэтому перманентный агранулоцитоз не совместим с понятием живой функционирующий организм. Активность ПМН тесно связана с гранулами, содержимое которых представлено ферментами и другими биологически активными веществами. На стадии промиелоцита в цитоплазме клетки появляются первичные азурофильные гранулы, у миелоцита выявляют также так называемые вторичные (специфические) гранулы. Эти формы можно различить при электронной микроскопии и разделить при фракционировании субклеточных структур. Препаративное ультрацентрифугирование позволило выявить также фракцию малых гранул, соответствующих лизосомам полиморфно-ядерные нейтрофилы. Независимо от вида гранулы представляют собой клеточные структуры, содержащие гидролитические ферменты или белки. Они окружены липопротеиновой оболочкой, способной при активации к слиянию с аналогичными субклеточными структурами и цитоплазматической мембраной.

Функциональная активность полиморфно-ядерных нейтрофилов регулируется большим количеством мембранных рецепторов, растворимых и корпускулярных активаторов. Различают покоящиеся и активированные полиморфно-ядерные нейтрофилы. Первые имеют округлую форму, циркулируют в кровотоке и других биологических жидкостях организма и характеризуются окислительным характером обмена веществ. Адгезия на другие клетки, хемотаксические факторы и фагоцитоз приводят к активации полиморфно-ядерных нейтрофилов, что определяют по усилению поглощения кислорода и глюкозы, а также выделения клетками углекислого газа. При фагоцитозе или массивном действии хемотаксических факторов увеличивается потребность клеток в энергии, что достигается за счет монофосфатного шунта. В условиях гипоксии можно за короткое время с помощью гликолиза получить достаточный запас АТФ. Последующие реакции активированных полиморфно-ядерных нейтрофилов зависят от вида стимуляции. Продукты синтеза ограничены метаболитами арахидоновой кислоты и другими липидными факторами.

Мононуклеарная фагоцитарная система . Доминирующими клетками мононуклеарной фагоцитарной системы являются макрофаги. Формы проявления их активности крайне гетерогенны. Общее происхождение клеток зависит от моноцитопоэза костного мозга, откуда моноциты поступают в кровь, где циркулируют до трех дней, а затем мигрируют в прилежащие ткани. Здесь происходит окончательное созревание моноцитов либо и мобильные гистиоциты (тканевые макрофаги), либо в высокодифференцированные ткань специфичные макрофаги (альвеолярные макрофаги легких, купферовские клетки печени). Морфологическая гетерогенность клеток соответствует функциональному разнообразию мононуклеарной системы. У гистиоцита ярко выражены способность к фагоцитозу, секреции и синтезу. С другой стороны, дендритные клетки из лимфатических узлов и селезенки, а также клетки Лангерганса кожи более специализированы в направлении переработки и презентации антигена. Клетки мононуклеарной фагоцитарной системы могут жить от нескольких недель до нескольких месяцев, их диаметр составляет 15-25 мкм, ядро овальное или почкообразное. У промоноцитов и моноцитов выявляют азурофильные гранулы, а у зрелых макрофагов - аналогичные клеткам гранулоцитарного ряда. Они содержат ряд гидролитических ферментов, другие активные вещества и лишь следы миелопероксидазы и лактоферрина. Моноцитопоэз костного мозга можно повысить лишь в 2-4 раза. Клетки мононуклеарной фагоцитарной системы вне костного мозга пролиферируют крайне ограниченно. Замещение клеток мононуклеарной фагоцитарной системы в тканях осуществляется за счет моноцитов крови. Следует различать покоящиеся и активированные макрофаги, причем активация может затрагивать самые разнообразные функции клетки. Макрофаги обладают всеми функциями клеток мононуклеарной фагоцитарной системы, кроме того, они синтезируют и секретируют во внеклеточную среду большое количество белков. Гидролазы синтезируются макрофагами в большом количестве и либо накапливаются в лизосомах, либо сразу секретируются. Лизоцим нарабатывается в клетках непрерывно и также секретируется, под действием активаторов его уровень в крови повышается, что позволяет судить о состоянии активности мононуклеарной фагоцитарной системы. Обмен веществ в макрофагах может протекать как по окислительному, так и по гликолитическому пути. При активации также наблюдается «кислородный взрыв», реализующийся через гексозомонофосфатный шунт и проявляющийся в образовании активных форм кислорода.

Специфические функции фагоцитов . Фагоцитоз - это характерная функция фагоцитов, он может протекать в различных вариантах и сочетаться с другими проявлениями функциональной активности:
- распознаванием хемотаксических сигналов;
- хемотаксисом;
- фиксацией на твердом субстрате (адгезия);
- эндоцитозом;
- реакцией на нефагоцитируемые (из-за размеров) агрегаты;
- секрецией гидролаз и других веществ;
- внутриклеточным распадом частиц;
- выведением продуктов распада из клетки.

Цитотоксические и воспалительные механизмы . Активированные фагоциты представляют собой высокоэффективные цитотоксические клетки. При этом следует подразделять следующие механизмы:

1) внутриклеточный цитолиз и бактерицидность после фагоцитоза;

2) внеклеточная цитотоксичность:
- контактная цитотоксичность (фагоцит и клетка-мишень по крайней мере на короткое время связаны друг с другом);
- дистантная цитотоксичность (фагоцит и клетка-мишень соседствуют друг с другом, но непосредственно не контактируют).

Внутриклеточная и контактная виды цитотоксичности могут быть обусловлены иммунологически (опосредованы антителами) или иметь неспецифический характер. Дистантная цитотоксичность всегда неспецифична, т. е. она индуцируется токсически действующими ферментами и активными формами кислорода из активированных макрофагов. В эту категорию относят цитотоксические эффекты на опухолевые клетки, опосредованные фактором некроза опухолей и альфа-интерфероном.

Огромное значение в рамках противоинфекционной защиты придают бактерицидности фагоцитов, которая проявляется внутриклеточно после фагоцитоза микроорганизмов. При микроскопии фагоцитоза нейтрофильных гранулоцитов наблюдается более или менее выраженная дегрануляция клеток. Речь идет о слиянии специфических и азурофильных гранул с фагосомой и цитоплазматической мембраной. Лизосомные ферменты и биологически активные вещества секретируются как в фагосому, так и в окружающую среду. При этом происходит активация гидролаз, действующих вне клетки в роли факторов, способствующих воспалению и опосредующих дистантную цитотоксичность. Их максимальная концентрация отмечена в фаголизосоме, в результате чего происходит быстрая деградация белков, липидов и полисахаридов. Следует заметить, что микроорганизмы имеют оболочку, относительно резистентную к действию лизосомных ферментов, однако в фаголизосоме она должна быть разрушена. Различают O2-зависимые и O2-независимые механизмы цитотоксичности и бактерицидности фагоцитов.

Кислородонезависимая цитотоксичность . В области воспаления с нарушенной микроциркуляцией, гипоксией и аноксией фагоциты характеризуются ограниченной жизнеспособностью и активностью за счет гликолитического обмена веществ. Бактерицидность фаголизосом определяется кислыми значениями рН, содержанием ряда токсических катионных белков, кислых гидролаз и лизоцима. Активированные ПМН и макрофаги способны также к независимой контактной цитотоксичности. Она может быть обусловлена АЗКЦ или другими неспецифическими механизмами, направленными, например, на опухолевые клетки. О биохимических основах этого феномена пока не известно. Зависимая и независимая цитотоксичность проявляются преимущественно суммарно, однако ряд лизосомных гидролаз инактивируется свободными радикалами. Взаимное влияние различных лизосомных гидролаз, протеиназ, липаз, с одной стороны, и катионных белков вместе с ингибиторами ферментов - с другой, полностью охватить невозможно.

Механизмы бактерицидности гранулоцитов и макрофагов аналогичны. В зависимости от места локализации макрофаги могут действовать как противовоспалительно, так и вызывать воспаление. Эти эффекты обусловлены процессами секреции и синтеза.

Функции секреции и синтеза фагоцитов . Наряду с хемотаксисом и фагоцитозом секреция относится к фундаментальным функциям фагоцитов. Все 3 функции тесно связаны друг с другом, причем синтез и секреция необходимы для кооперации лейкоцитов с эндотелиальными клетками, активации тромбоцитов, регуляции эндокринных желез и гемопоэза . Кроме того, синтез белков в макрофагах и их секреция важны для системы свертывания крови, системы комплемента и кининовой системы. Следует выделить несколько процессов:

1) опустошение гранул или лизосом макрофагов и гранулоцитов;

2) синтез и секреция активных липидов;

3) синтез и секреция многочисленных белков у макрофагов.

Макрофаги синтезируют ряд факторов системы комплемента и сами несут рецепторы для некоторых продуктов активации этой системы. Особое значение для иммунной системы имеет синтез клетками макрофагальной системы интерлейкина-1, который, с одной стороны, индуцирует пролиферацию лимфоцитов, с другой - активирует синтез белков острой фазы в печени и способствует повышению температуры тела (эндогенный пироген).

Через синтез интерферона макрофаги регулируют резистентность организма к вирусной инфекции. Существенную роль в регуляции резистентности, осуществляемой макрофагами, играет синтез этими клетками колониестимулирующих факторов G-CSF, GM-CSF) миело- и моноцитопоэза костного мозга. Широкий спектр выполняемых макрофагами функций позволяет оценить их роль в патогенезе заболеваний, протекающих как с воспалительными проявлениями, так и без них. Сопоставление данных о свойствах макрофагов с информацией о других клетках системы резистентности и иммунной системы позволяет сделать вывод, что наши знания довольно ограничены. Использование методов молекулярной биологии и генной инженерии дает возможность получать продукты синтеза макрофагов в очищенном виде и в значительном количестве. К наиболее интересным из известных факторов макрофагов относят фактор некроза опухолей и интерферон . Благодаря своим свойствам макрофагальная система занимает центральное место в защите от бактериальных, вирусных и опухолевых заболеваний.

Часто случаев мононуклеары в общем анализе крови свидетельствуют о развитии у человека патологического состояния. Наличие в крови измененных клеток никогда не должно оставаться без внимания.

Мононуклеары – это одноядерные клетки, которые отвечают за слаженную работу иммунной системы. Некоторые пациенты не знают, что такое мононуклеары и ошибочно полагают, что этих элементов крови вовсе не должно быть. Это не совсем так.

Рассматриваемые клетки относятся к фагоцитам, то есть они способны поглощать и обезвреживать вредоносные микроорганизмы. Из-за проникновения вирусов их количество увеличивается, они вырабатывают специфические антитела.

Мононуклеары и их виды

Атипичные мононуклеары в общем анализе крови определяются как одноядерные клетки и подразделяются на лимфоциты и моноциты. Лимфоциты отвечают за выработку антител для борьбы с инфекцией. Моноциты поглощают патогенные микроорганизмы и сигнализируют другим клеткам о том, что в организм поступила инфекция.

В-лимфоциты отвечают за выработку иммунитета к большому количеству разновидностей вирусов. В организме человека образуется иммунная память, благодаря которой пациент намного легче переносит последующее вторжение микроорганизмов.

Присутствие мононуклеаров в общем анализе крови сигнализирует о наличии тяжелых инфекционных патологий.

Атипичные мононуклеары и вироциты

Мононуклеары в общем анализе часто обозначаются как вироциты. Организм синтезирует их для предупреждения развития вирусной инфекции. Случается, что анализ крови обнаруживает увеличение количества таких клеток при мононуклеозе. Это заболевание часто имеет те же симптомы, что и другие инфекционные вирусные патологии.

Наибольшая опасность мононуклеаров объясняется тем, что они способны изменять состав крови. Эти клетки являются распространителями инфекционных процессов, поэтому они способны вызвать серьезные проблемы. Если их уровень превышает 10% от числа лейкоцитов, это сигнализирует о том, что болезнь зашла слишком далеко и что пациенту необходимо срочное лечение.

Заболевания с повышенным уровнем мононуклеаров

Атипичные мононуклеары в общем анализе крови у взрослых повышаются при таких патологиях:

• мононуклеоз, вызванный вирусом Эпштейн-Барра;
• вирусные заболевания в острой форме;
• вирус иммунодефицита;
• иногда причиной повышенных мононуклеаров могут быть бактериальные болезни – воспаление легких эндокардит, туберкулез;
• гельминтоз;
• волчанка системная красная, васкулит;
• индивидуальная непереносимость некоторых препаратов;
• онкологические процессы;
• анемия;
• печеночные или почечные заболевания с присоединением явлений интоксикации;
• пищевые и медикаментозные отравления.

У ребенка повышение количества мононуклеаров бывает не только из-за развития мононуклеоза, но и по причине таких заболеваний:

• опухолей;
• аутоиммунных процессов;
• патологических изменениях крови;
• интоксикаций;
• продолжительного приема определенных видов медикаментов.

Лабораторные анализы

Анализы крови у взрослых и детей, расшифровка их являются важным условием для определения количества мононуклеаров и назначения необходимого вида лечения. Процедура очень важна, так как дает возможность обнаружить патологические состояния человека на ранней стадии.

Как проводится анализ на наличие таких клеток

При диагностике анализируется изменение уровня патологических клеток. Для этого врач определяет нормальные эритроциты, подсчитывает все моноциты и лимфоциты. При условии наличия более 10% патологически измененных лейкоцитов считается, что человек болеет острой формой патологии.

Часто специалисты обнаруживают от 5 до 10% измененных клеток.

Изменение картины крови

Количество измененных форменных элементов крови говорит о том, насколько агрессивна та или иная патология. Иногда количество вироцитов в крови может достигать 50%. Это бывает очень редко, когда человек впервые переносит инфекцию.

Если количество мононуклеаров в общем анализе крови у ребенка значительно превышает число нормальных, то необходимо применять другие методы диагностики. Они позволяют определить состояние крови в сомнительных случаях. Иногда значительное появление атипичных клеток бывает в острую фазу заболевания. Для постановки правильного диагноза нужно повторно провести анализ – примерно через неделю.

При острой фазе воспалительного процесса необходимо проверить уровень ферритина. Его концентрация повышается в острую фазу воспалительного процесса.

Как правильно сдавать анализ крови на мононуклеары

Наличие атипичных мононуклеаров в общем анализе может быть точно определено только в том случае, если процедура забора крови была осуществлена правильно. Материал для диагностической процедуры надо сдать утром, до утреннего приема еды. Запрещено употреблять не только любую еду, но и соки, чай.

Перед анализом крови надо ограничить физическую активность. Лучше всего спокойно посидеть на протяжении 15 – 20 мин.

Мононуклеоз

Это заболевание вызывается вирусом Эпштейна-Барра. Заразиться им можно воздушно-капельным путем, посредством незащищенного интимного контакта. Мононуклеоз у ребенка может развиться из-за передачи возбудителя патологии через плаценту от матери. Заболевание активизируется при снижении сопротивления организма к вирусам, которые вызывают различные инфекционные патологии.

Основные симптомы

При мононуклеозе поражаются аденоиды, печень, селезенка, лимфоузлы. Характерные признаки болезни:

• высокая температура тела;
• боль во время глотания;
• общая интоксикация;
• появление налета на гландах;
• ощущение заложенности носовой полости;
• храп;
• резкое увеличение лимфатических узлов в области шеи;
• пожелтение кожи и склер;
• увеличение печени, селезенки.

Особенности у взрослых

Клиническое течение патологии у лиц, старше 35 лет, встречается очень редко. Это связано с тем, что у таких людей уже сформирован специфический иммунитет. Иногда могут отмечаться симптомы, которые похожи на признаки острой респираторной инфекции: недомогание, заложенность носа, слабость, незначительное повышение температуры. Пациент может отмечать увеличение шейных групп лимфоузлов.