Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

СОДЕРЖАНИЕ ИЛ-21 И ТРАНСФОРМИРУЮЩЕГО ФАКТОРА РОСТА – β (TGF-β) В СЫВОРОТКЕ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ, БОЛЬНЫХ РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ ЛЕГОЧНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА

Авербах М.М. 1 Панова Л.В. 1 Губкина М.Ф. 1 Горелова Л.А. 1
1 ФГБНУ «Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза»
Проведен анализ выработки TGF-β и ИЛ-21 у 33 детей и подростков больных различными формами туберкулеза легких. Показано достоверное снижение концентрации TGF-β сыворотки крови детей и подростков, больных деструктивными по сравнению с очаговыми формами туберкулеза и туберкулезом внутригрудных лимфоузлов. Выявлено, что у детей и подростков отсутствует сколько-нибудь значимая продукция ИЛ-21 при «малых» формах (ТВГЛУ и очаговый туберкулез) по сравнению с деструктивными формами и латентной формой туберкулеза.
туберкулез
дети
подростки
трансформирующий фактор роста β
интелейкин 21
1. Аксенова В.А. Туберкулез у детей и подростков // «ГЭОТАР-Медиа», 2007. – 272 с.
2. Васильева И.А., Вербов В.Н., Ивановский В.Б., Жемкова М.Ф., Никитина И.Ю., Лядова И.В., Тотолян А.А. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2013. – № 4. – С. 77–85.
3. Chiacchio T., Casetti R., Butera O., Vanini V., Carrara S., Giardi E., Dim Mitri D., Battistini L., Martini F., Borselli G., Golleti D. // Clin. Exp. Immunol. – 2009. – V. 156. – P. 463–470.
4. Dorhoi A., Kaufmann S.H.E. Fine-tuning of T cell responses during infection // Curr. Opin. Immunol. – 2009. – V. 21. – P. 367–377.
5. Lighter-Fisher J., Peng C-H., Tse D.B. Cytokine responses to QuantiFERON® peptides, purified protein derivative and recombinant ESAT-6 in children with tuberculosis // Int J Tuberc Lung Dis. – 2010. – V. 14. – P. 1548–1555.
6. Pavan N., Kumar S., Amerada R., Suresh R., Ganesh R., Shankar J., Kumaraswami V., Nutman T.B., Babu S. // Clin Vaccine Immunol. – 2011. – V. 18. – P. 1856–1864.
7. Robertson I.B., Rifkin D.B. Unchaining the beast; insights from structural and evolutionary studies on TGFβ secretion, sequestration, and activation // Cytokine Growth Factor Rev. – 2013. – V. 24. – P. 355–372.
8. Spolski R., Leonard W.J. Interleukin-21: Basic Biology and Implications for Cancer and Autoimmunity // Annu. Rev. Immunol. – 2008. – V. 26. – P. 57–79.
9. Young D.A., Hegen M., Ma H.L., Whitters M.J., Albert L.M., Lowe L., Senices M., Wu P.W., Silley B., Leathurby Y., Brow T.P., Necherson-Nutter C., Keith J.C., Collins M. // Arthritis Rheum. – 2007. – V. 56. – P.1152–1163.
10. Wang G., Tschoi M., Spolski R., Lou Y., Ozaki K., fenq C., Kim G., Leonard W.J., Hwu P. // Cancer Res. – 2003. – V. 63. – P.9016–9022.

В подавляющем числе отечественных и зарубежных работ по изучению цитокинового профиля детей, больных различными формами легочного туберкулеза, внимание исследователей было сосредоточено на группе провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-12, ФНО-α и ИНФ-γ) [2]. Лишь в единичных исследованиях изучались группа цитокинов, продуцируемых субпопуляцией Т клеток Тх17 (ИЛ-17, ИЛ-21, ИЛ-23 и ИЛ-6) и регуляторные цитокины (ИЛ-10 и TGF-β). ИЛ-21 относится к группе цитокинов I типа, в которую входят еще ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-7, ИЛ-9 и ИЛ-15. В составе клеточных рецепторов для каждого из этой группы цитокинов имеются одна общая γ цепь (γc). ИЛ-21 продуцируется в основном NKT и различными субпопуляциями CD4+ T клеток и оказывает плейотропный эффект на врожденный и адаптивный иммунный ответ в виде усиления пролиферации лимфоидных клеток, усиления цитотоксичности CD8+ T клеток и натуральных киллеров (NK) и дифференцировки В лимфоцитов в плазматические клетки [8]. К настоящему моменту основная масса исследований о роли ИЛ-21 в иммунологическом ответе была сосредоточена в области противоопухолевого иммунитета, где в опытах in vitro и in vivo показана его потенциальная иммунотерапевтическая активность для подавления роста меланомы и фибросаркомы посредством активизации в основном цитотоксической активности CD8+ T клеток и натуральных киллеров (NK) [10]. Кроме того, на моделях аутоиммунных заболеваний у мышей (коллаген-индуцированный артрит и экспериментальный аллергический энцефаломиелит) показана роль ИЛ-21 в усилении хронической воспалительной реакции тканей. Введение моноклональных антител к рецептору ИЛ-21 приводило к значительной выраженности воспалительного процесса [9]. Уровень содержания в сыворотке и антиген стимулированная продукция ИЛ-21 при различных формах туберкулеза у больных детей и подростков и взрослого контингента находится на начальном этапе исследования. В единственном исследовании по определению уровня цитокинов в крови детей и подростков больных легочным туберкулезом в сравнении с внелегочным туберкулезом и группой контактирующих с больными туберкулезом показано достоверное повышение содержания ИЛ-21 в плазме крови (13,8 пг/мл, 10,4 пг/мл и 6,15 пг/мл соответственно) [6]. Трансформирующий фактор роста – β (TGF-β) принадлежит к TGF-β суперсемейству, состоящему из 38 ростковых и дифференцировочных факторов, и имеет 3 изоформы (TGFβ 1, 2 и 3). TGF-β играет значительную роль в развитии и гомеостазе различных тканей и особенно в контроле клеточной пролиферации [7]. По современным представлениям при инфекционных и процессах, в том числе туберкулезе, TGF-β и IL-10 подавляю избыточный воспалительный процесс посредством регуляции эффекторных Т клеток. TGF-β выделяется в основном cубпопуляциями регуляторных Т клеток с фенотипом CD4 + CD25 + FoxP3 + Treg, и CD8 + Treg, которые корригируют функцию соответственно CD4 + и CD8 + Т клеток при различных патологических процессах [4]. Субпопуляция клеток с фенотипом CD4 (+) CD25 (+) FoxP3 (+) Treg подавляет эффекторные функции CD4 + T – клеток индуцирует диссеминацию микобактерий, что усугубляет проявления заболевания. Кроме того, при активной стадии туберкулеза выявлен высокий процент CD4 + Т клеток с фенотипом CD4 (+) CD25 (high) CD39 (+), обладающая модулирующей функцией [3]. Изучение уровня TGF-β при туберкулезе у взрослого контингента больных выявило устойчивую тенденцию к его увеличению по мере возрастания тяжести процесса. Данные по уровню спонтанной и антиген стимулированной продукции TGF-β у детей и подростков противоречивы. Показано, как достоверное увеличение продукции этого цитокина у больных детей и подростков по сравнению больными латентным туберкулезом [5], так и отсутствие подобных различий [6]. Структура заболеваемости туберкулезом детей и подростков отличается от взрослого контингента больных и достаточно высока доля «малых» форм туберкулеза (ТВГЛУ – туберкулез внутригрудных лимфатических узлов, и очаговый туберкулез составляют 35–40 %), а остальное составляют деструктивные и диссеминированные формы [1]. Это предполагает наличие различий в регуляторных механизмах функции Т клеток-эффекторов противотуберкулезного иммунитета. Целью настоящего исследования явилось определение выработки ИЛ-21 и TGF-β у детей и подростков с различными формами легочного туберкулеза до начала проведения противотуберкулезной химиотерапии.

Материалы и методы исследования

Нами проведено исследование продукции TGF-β и ИЛ-21 у 33 детей и подростков больных «малыми» формами легочного туберкулеза в возрасте 5–16 лет (ТВГЛУ – 10 человек, очаговый туберкулез – 10 человек) и деструктивными формами туберкулеза в возрасте 13–16 лет (инфильтративный туберкулез с распадом – 7 человек, диссеминированный туберкулез с распадом – 4 человека и туберкулема легких в фазе распада и обсеменения – 2 человека ) и группы контактов с больными туберкулезом (латентный туберкулез) в возрасте 8–14 лет (5 человек). Венозную кровь больных отбирали в пробирки с К3ЭДТА и культивировали в 24-луночных культуральных планшетах (Nunc) в течение 18–20 часов в смеси 1:1 с без сывороточной среды RPMI-1640, содержащей антибиотики, L-глютамин и Hepes в стандартных концентрациях. Определение TGF-β проводили в сыворотке крови, а ИЛ-21 в супернатанте культуры крови больных до начала специфической химиотерапии и в течение интенсивной фазы противотуберкулезной химиотерапии (группы больных с деструктивным туберкулезом) методом ИФА с применением ИФА наборов (R@D, Великобритания). Определяли спонтанную (без стимуляции антигеном – Б/АГ) и антиген стимулированную продукцию (30 мкг/мл ультразвуковой дезинтеграт M. Tuberculosis H37Rv – УЗД). Результаты обрабатывались статистически с помощью пакета MS Excel.

Результаты исследования и их обсуждение

Показано, что показатели уровня сывороточного TGF-β в группе контактов составили 1178,7 ± 353,3 пг/мл, у больных ТВГЛУ 1401,72 ± 164,3 пг/мл, у больных очаговым туберкулезом 1231,64 ± 107,7 пг/мл и деструктивными формами 831,4 ± ± 100,9 пг/мл. То есть у больных деструктивными формами туберкулеза уровень сывороточного TGF-β был достоверно ниже по сравнению с уровнем при «малых» формах туберкулеза (Р ≤ 0,05). Результаты представлены на рис. 1.

av1.wmf

Рис. 1. Уровень сывороточного TGF-β (указано М в пг/мл) при различных формах туберкулеза детей и подростков до начала противотуберкулезной химиотерапии

 

Концентрация ИЛ-21 в плазме 1-дневной культуры крови в группах больных латентным туберкулезом, деструктивными и «малыми формами» туберкулеза составили 120,8 ± 31,65 пг/мл, 80,6 ± 29,0 пг/мл и 18,7 ± 10,1 пг/мл соответственно. Различий между спонтанной и антиген стимулированной продукцией ИЛ-21 в этих группах не выявлено (рис. 2).


av2.wmf

Рис. 2 Уровень спонтанной и антиген стимулированной продукции ИЛ-21 (указано М в пг/мл) в группах больных латентным туберкулезом, деструктивными и «малыми формами» туберкулеза до начала противотуберкулезной химиотерапии

 

Следует отметить, что в группах больных с «малыми» формами туберкулеза концентрация ИЛ-21 лишь в 10 % случаев превышала границу чувствительности метода (16 пг/мл), т.е. практически отсутствовала. Эта тенденция имела место как до начала лечения, так и через 3 и 6 месяцев после проведения противотуберкулезной химиотерапии.

Результаты продукции ИЛ-21 в плазме 1-дневной культуры крови в группе больных с деструктивными формами туберкулеза представлены на рис. 3. Уровень спонтанной продукции ИЛ-21 не менялась в течение 3 месяцев интенсивной фазы противотуберкулезной химиотерапии. Показатели антиген стимулированной продукции изменялись в течении 1-го и 2-го месяцев наблюдения, но степень достоверности результатов требует дальнейшего подтверждения, поскольку имелись значительные колебания индивидуальных показателей (0 мес. 95,1 ± 35,9 пг/мл; 1 мес. 326,8 ± 125,7 пг/мл; 2 мес. 93,4 ± 40,6 пг/мл).

av3.wmf

Рис. 3. Уровень спонтанной (Б/АГ) и антиген стимулированной (УЗД) продукции ИЛ-21 в группе больных деструктивными формами туберкулеза в течение интенсивной фазы химиотерапии

 

Как видно из представленных результатов, нами не найдены различия в уровнях спонтанной продукции TGF-β между группой контактов и больными с ТВГЛУ и очаговым туберкулезом. Полученные нами данные расходятся с ранее проведенными зарубежными исследованиями на больных туберкулезом детях и подростках. Это вероятно может быть связано различиями в формировании групп исследований, поскольку больные туберкулезом в нашей работе были подразделены по формам туберкулезного процесса, а зарубежных исследованиях чаще объединяются в группы активного и латентного туберкулеза [5]. Кроме того, расхождение данных по содержанию TGF-β в сыворотке могут быть связаны с различием методик его определения. Мы использовали метод ИФА, в котором согласно инструкции производителя TGF-β, содержащейся в сыворотке в связанном виде, вначале переводится в активное состояние. В работе, использовавшей метод мультиплексного анализа [6] этот этап согласно методике отсутствует, что предполагает использование детектирующих антител, направленных к различными эпитопам этого цитокина. Поскольку процесс активации через различные протеазы (матриксметаллопротеазы 2 и 9, плазмин, калекреин) весьма важен для проявления функции TGF-β, определение его активированных форм более предпочтительно. Большинство эффектов активации TGF-β этими веществами показано in vitro и нуждается в дальнейшем изучении на уровне организме в условиях патологических процессов [7].

Данные о роли ИЛ-21 в процессах активации В лимфоцитов и их дифференцировки в плазматические клетки, поляризации дифференцировки CD4 + лимфоцитов преимущественно в сторону субпопуляции Тх1 и Тх17, регуляции функции CD8 + Т лимфоцитов и NK клеток также получены в основном in vitro и на экспериментальных мышах с генетическим дефектом, обуславливающим отсутствие на лимфоидных клетках рецептора к ИЛ-21 [8]. Полученные нами данные о динамике продукции ИЛ-21 при различных формах легочного туберкулеза ранее нигде не публиковались.

Выводы

1. Показано достоверное снижение концентрации TGF-β сыворотки крови детей и подростков, больных деструктивными формами по сравнению с «малыми формами» туберкулеза, что может свидетельствовать в пользу снижения регуляторного влияния этого цитокина прежде всего на звено специфического клеточного иммунитета при распространенных туберкулезных процессах.

2. Показано, что у детей и подростков отсутствует сколько-нибудь значимая продукция ИЛ-21 при «малых» формах (ТВГЛУ и очаговый туберкулез) по сравнению с деструктивными формами легочного туберкулеза и латентной формой туберкулеза.


Библиографическая ссылка

Авербах М.М., Панова Л.В., Губкина М.Ф., Горелова Л.А. СОДЕРЖАНИЕ ИЛ-21 И ТРАНСФОРМИРУЮЩЕГО ФАКТОРА РОСТА – β (TGF-β) В СЫВОРОТКЕ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ, БОЛЬНЫХ РАЗЛИЧНЫМИ ФОРМАМИ ЛЕГОЧНОГО ТУБЕРКУЛЕЗА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 5-1. – С. 42-45;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6754 (дата обращения: 26.08.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252