Согласно определению ВОЗ, атеросклероз — это изменения внутренней оболочки артерий (интимы), включающие накопление липидов, сложных углеводов, фиброзной ткани, компонентов крови, отложение солей кальция, и сопутствующие изменения средней оболочки (медии) в артериальной стенке. Термин «атеросклероз» был впервые предложен выдающимся немецким патологом Феликсом Маршаном в 1905 г. Однако изучение данной патологии имеет более продолжительную историю. В 1755 г. швейцарский естествоиспытатель Альбрехт фон Галлер описал жировые отложения в стенках сосудов и дал им определение «атерома» (от греч. athera — кашица и оmа — окончание в названиях опухолей). В 1825 г. французский врач Пьер Райе высказал предположение о наличии воспаления при атеросклерозе, а спустя несколько десятилетий Рудольф Вирхов предложил термин Endarteritis deformans nodosa, тем самым подчеркнув воспалительную природу заболевания[7].
В дальнейшем было создано множество теорий атерогенеза, однако ни одна из них не смогла полностью раскрыть механизмы возникновения заболевания и определить роль всех факторов риска. В настоящее время, несмотря на то что не существует единой концепции его развития, большинство исследователей сходится в одном: атеросклероз есть хронический воспалительный ответ артериальной стенки, инициированный некоторыми формами повреждения эндотелия[28].
С конца XX столетия под началом отечественных ученых Н. Н. Аничкова и А. Н. Климова начали активно развивать аутоиммунную теорию атерогенеза как логическое продолжение воспалительной концепции. Согласно данной теории, пусковым механизмом при атеросклерозе являются иммунные комплексы, содержащие липопротеины в качестве антигена[26].
В настоящее время хорошо известно, что в процесс атеросклеротического повреждения вовлекается множество иммунокомпетентных клеток (Т- и В-лимфоциты, моноциты, макрофаги, пенистые и дендритные клетки)[1, 24], противовоспалительных цитокинов, белков острой фазы воспаления, хемоаттрактантов, молекул межклеточной адгезии, аутоантигенов, включая окисленные ЛПНП, белки теплового шока, β2-гликопротеин 1[17, 43].
Для своего времени прорывом в изучении иммунных реакций стало открытие дендритных клеток в 1868 г. немецким гистологом Паулем Лангергансом, который счел их элементами нервной системы. В 1973 г. Ральф Штайнман доказал, что они являются клетками иммунной системы[42]. Сейчас известно, что дендритные клетки — минорная популяция клеток костномозгового происхождения, основная функция которых — антигенпрезентация[4].
Цель данного обзора: ознакомить читателей с современными взглядами на роль дендритных клеток, их цитокинов и рецепторов к ним в иммуновоспалительном ответе у больных атеросклерозом.
В начале 1990-х гг. Р. Штайнман и его коллеги разработали метод получения дендритных клеток из CD34+ — клеток-предшественниц костного мозга — под влиянием фактора, стимулирующего развитие колоний гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF), и ФНО-α[21]. В связи с тем что число циркулирующих в периферической крови CD34+-клеток-предшественниц крайне мало, была создана методика получения дендритных клеток из моноцитов под воздействием тех же ростовых факторов (GM-CSF, ФНО-α). Интересно, что клетки-предшественницы могут дифференцироваться как в моноциты, так и в дендритные клетки под влиянием тканевого окружения. При этом доказано, что на данный процесс существенное воздействие оказывает ИЛ-4, подавляющий созревание моноцитов[32]. В 2004 г. H. Shigematsu и соавт. обнаружили альтернативный путь созревания дендритных клеток из лимфоидных прогениторов, которые могут дифференцироваться в В-лимфоциты. Этот процесс образования дендритных клеток протекает непосредственно в лимфоидных органах[39]. Дендритные клетки в зависимости от пути созревания имеют существенные различия в строении и функциях.
Дендритные клетки, образованные из CD34+-прогениторов, называют миелоидными, или классическими. Они экспрессируют на своей поверхности антигены, характерные для клеток миелоидного ростка (CD11b, CD11c, CD13, CD33). Плазмоцитоидные дендритные клетки, прошедшие альтернативный путь созревания, могут быть распознаны по более высокому уровню экспрессии антигенов CD123, CD303 и CD304. Отдельно стоит упомянуть о клетках Лангерганса — особом подтипе дендритных клеток, расположенных в толще эпидермиса. Несмотря на миелоидное происхождение, клетки Лангерганса воспроизводятся в организме без участия костного мозга. Считается, что Ly6C+ — миелоидные прогениторы — попадают в кожу еще в период эмбрионального развития. После рождения клетки Лангерганса могут образовываться из клеток-предшественниц и дифференцированных клеток[10].
Общей и самой важной функцией всех дендритных клеток является антигенпрезентация. Они содержат на своей поверхности специальные распознающие рецепторы (pattern recognition receptors — PRR)[30]. К PRR относятся Toll-подобные (TLR), Nod-подобные и RIG-подобныe рецепторы, а также рецепторы, подобные лектинам С-типа[14]. PRR распознают молекулы, общие для различных организмов, но отсутствующие у организма-хозяина, и эндогенные молекулы, образующиеся при повреждении организма-хозяина. Молекулы первого типа называют патоген-ассоциированными молекулярными паттернами (pathogen-associated molecular patterns — РАМР), второго — молекулярными паттернами, ассоциированными с повреждением (damage-associated molecular patterns — DAMP), или аларминами[41]. В частности, к PAMP относят липополисахариды бактерий, одно- и двухцепочечную ДНК, шаперон 60, флагеллин. В качестве DAMP могут выступать фибриноген, мочевая кислота, АТФ, белки теплового шока, ДНК.
Незрелые дендритные клетки после встречи с PAMP или DAMP расщепляют фагоцитированные патогены до мелких пептидов и подвергают их каскаду превращений, после которого дендритные клетки получают способность представлять данные пептиды Т-лимфоцитам[27]. Кроме того, зрелые дендритные клетки вырабатывают множество цитокинов, среди которых особый интерес представляет хемокин CCL17, также известный как тимус-ассоциированный регуляторный хемокин (thymus- and activation-regulated chemokine — TARC). Связываясь с рецептором CCR4, расположенным на мембране Т-лимфоцита, CCL17 индуцирует хемотаксис последнего к дендритной клетке[46]. Отмечено повышение экспрессии данного рецептора на активированных Т-лимфоцитах, особенно на Th2[37]. Это позволило предположить участие TARC в регуляции Т-клеточного ответа.
Попадая в регионарный лимфоузел, дендритные клетки образуют комплекс антигена с молекулой главного комплекса гистосовместимости 1-го или 2-го типа (MHC1 или MHC2). Связывание комплекса «молекула MHC + антиген» с антигенраспознающим Т-клеточным рецептором — это первый этап презентации антигена[13]. Необходимым условием для активации, пролиферации и дифференцировки Т-лимфоцита является наличие определенных костимуляторных молекул. К ним относят в первую очередь CD8 и CD4 на поверхности Т-лимфоцитов, которые наравне с антигенраспознающим Т-клеточным рецептором связываются с молекулами MHC, CD154, а также костимуляторные молекулы B7, экспрессирующиеся на поверхности антигенпрезентирующих клеток. Данные молекулы служат лигандами для CD28 и его гомолога CTLA4 на поверхности Т-клеток. В отличие от других антигенпрезентирующих клеток, молекулы В7 экспрессируются на поверхности дендритных клеток постоянно, что делает необязательной предварительную активацию последних[29]. Так, макрофаг сначала должен либо поглотить и «переварить» чужеродную клетку с содержащимся на ее поверхности антигеном, либо быть активированным Т-лимфоцитом.
Заключительным этапом презентации антигена является продукция дендритными клетками ряда цитокинов, отвечающих за пролиферацию и дифференцировку нативных Тh в различные подтипы, в частности Th1, Th2, Тh17 и регуляторные Тh (Тh-рег). Известно, что ИЛ-12 и ИФН-γ стимулируют пролиферацию Тh1. ИЛ-2 и ИЛ-4 сдвигают баланс пролиферации нативных Т-клеток в сторону Тh2. Продукция ТФР-β, ИЛ-6, ИЛ-23 стимулирует образование Тh17. Тh-рег образуются под влиянием TФР-β и ИЛ-2[9].
Каждый из вышеуказанных подтипов Тh выполняет свои уникальные функции. Тh1 обеспечивают защиту организма от вирусов и внутриклеточных патогенов, вырабатывают ИФН-γ и ИЛ-2, стимулируют пролиферацию цитотоксических Т-лимфоцитов и активируют макрофаги.
Th2 вырабатывают ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-13, стимулируют пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, а также синтез антител, особенно IgE. Таким образом, Тh1 участвуют в формировании клеточного иммунитета, а Тh2 — гуморального.
Тh17 защищают организм от внеклеточных патогенов, которые не могут эффективно элиминироваться Тh1 и Th2. Тh17 часто ассоциируются с различными аутоиммунными заболеваниями. Цитокиновый спектр данных клеток включает ИЛ-6, ИЛ-17, ИЛ-22, ФНО-α.
Основной функцией Тh-рег является контроль иммунного ответа через регуляцию функции эффекторных Т-клеток. Регуляция иммунного ответа осуществляется путем продукции ИЛ-10, ИЛ-35, ИФН-γ, ТФР-β. Известно также, что Тh-рег экспрессируют на своей поверхности рецептор STLA4, который, взаимодействуя с молекулой CD86 на поверхности дендритных клеток, способен ингибировать активацию последними Т-клеток[35, 47, 50].
В ряде исследований показано, что миелоидные дендритные клетки экспрессируют на своей поверхности CD11c, TLR2–5. При взаимодействии с различными бактериальными антигенами, такими как пептидогликаны, липополисахариды, флагеллин или бактериальная ДНК, миелоидные клетки вырабатывают в основном ИЛ-12, который стимулирует образование Тh1 из нативных Т-клеток[19, 22, 23, 40]. Плазмоцитоидные дендритные клетки, напротив, инициируют антивирусную иммунную реакцию, выделяя ИФН 1-го типа (ИФН-α и ИФН-β), ИЛ-4, ИЛ-10 в ответ на активацию TLR7 и TLR9 (мембранных белков, обеспечивающих функционирование врожденного иммунитета путем распознавания чужеродных РНК и ДНК). Активация плазмоцитоидных дендритных клеток стимулирует образование Тh2[3, 11, 12].
В 1995 г. Ю. В. Бобрышев и R. S. A. Lord обнаружили присутствие дендритных клеток в стенке аорты человека, что стало важным шагом в постижении механизма иммуновоспалительного процесса при атеросклерозе[6]. Отмечено, что дендритные клетки содержатся в интиме артерий даже у детей. При этом в наибольшем количестве они скапливаются около областей турбулентного кровотока, которые, как известно, склонны к развитию атеросклероза в отдаленном периоде[33]. В одном из исследований Шанхайского университета сердечно-сосудистых заболеваний установлено, что концентрация дендритных клеток в периферической крови у больных коронарным атеросклерозом больше, нежели у здоровых лиц, причем наблюдалось повышение концентрации дендритных клеток миелоидного подтипа, а уровень клеток плазмоцитоидного подтипа практически не изменялся[38].
Противоположные результаты были получены в исследовании А. Yilmaz и соавт. Ученые проанализировали концентрации миелоидных и плазмоцитоидных дендритных клеток у больных ИБС со стабильной, нестабильной стенокардией, с острым инфарктом миокарда и у здоровых лиц. Оказалось, что минимальная концентрация дендритных клеток миелоидного подтипа имеет место у больных с острым инфарктом миокарда, максимальная — у пациентов без коронарного атеросклероза. Статистически значимого различия между группами по содержанию в крови плазмоцитоидных дендритных клеток выявлено не было. Отмечено также, что концентрация миелоидных дендритных клеток в периферической крови имеет обратную корреляцию с такими хорошо изученными маркерами воспаления, как уровни СРБ и ИЛ-6. Согласно данным авторов, при атеросклеротическом процессе происходит активная миграция миелоидных дендритных клеток из периферической крови в атерому[49].
Интересно то, что большинство дендритных клеток локализуется в плечевой области атеросклеротической бляшки (в участках оболочки бляшки, переходящих на неизмененную стенку артерии), которая представляет наибольшую опасность в плане разрыва[48]. Высказано предположение о возможной связи дендритных клеток с дестабилизацией атеросклеротических бляшек. Так, показано, что на самых ранних этапах своего формирования атеросклеротическая бляшка содержит незначительное количество дендритных клеток. Зрелые бляшки характеризуются как увеличением числа дендритных клеток, так и изменением их активности. Наконец, их максимальное содержание наблюдается в уязвимых атеросклеротических бляшках[5].
S. Ranjit и соавт. определили, что у больных ИБС с нестабильной стенокардией, в сравнении с пациентами без коронарного атеросклероза, дендритные клетки в бо́льшей степени экспрессируют костимуляторные молекулы CD86 и более активно инициируют пролиферацию Т-клеток[36]. Ю. В. Бобрышев использовал метод двойного иммунного окрашивания для одновременного определения локализации Т-лимфоцитов и дендритных клеток. В результате установлено, что при атеросклерозе наибольшее количество дендритных клеток и Т-лимфоцитов находится в интиме пораженной атеросклерозом артерии и в регионарной лимфоидной ткани, причем зачастую эти клетки контактируют друг с другом, образуя кластеры. Данный факт может свидетельствовать о том, что процесс антигенпрезентации происходит не только в регионарных лимфоузлах, но и непосредственно в атеросклеротической бляшке[4].
Длительное время оставалось неясным, что именно является ведущим фактором активации дендритных клеток при атеросклеротическом процессе. В ряде исследований последних лет показано, что инкубация дендритных клеток с окисленными ЛПНП ведет к усилению экспрессии CD36 на их поверхности и инициирует образование кластеров дендритных клеток и Т-лимфоцитов[2, 16]. На поверхности дендритных клеток имеются гликопротеиновые молекулы CD1a, CD1c, участвующие в презентации липидных антигенов[8, 34]. Следовательно, можно предположить, что дендритные клетки, расположенные в интиме, захватывают окисленные ЛПНП и представляют их Th в качестве антигенов. Окисленные ЛПНП усиливают также экспрессию CD40 на поверхности дендритных клеток[15]. Поверхностный клеточный белок CD40 взаимодействует с костимуляторной молекулой CD154 (CD40L) на поверхности Т-лимфоцита и стимулирует экспрессию Т-лимфоцитами молекул адгезии, хемокинов и цитокинов, вовлеченных в процесс атерогенеза, а также экспрессию и выделение матриксных металлопротеиназ.
CD40 и CD154 в большом количестве встречаются в атеросклеротических бляшках. Согласно имеющимся экспериментальным данным, блокирование взаимодействия CD40 и CD154 с помощью антител замедляет рост атеросклеротических бляшек и изменяет их качественный состав (уменьшает атеросклеротическое поражение аорты на 59%, липидную составляющую атеросклеротической бляшки — на 79%, содержание макрофагов и Т-лимфоцитов в атероме — на 64% и 70% соответственно), снижает экспрессию моноцитарного хемоаттрактантного белка 1[31].
Первыми воспалительными клетками, участие которых в атерогенезе выявили исследователи, были макрофаги. В настоящее время хорошо известно, что макрофаги, поглощая окисленные ЛПНП, активируются и трансформируются в пенистые клетки, которые составляют значительную часть ядра атеросклеротической бляшки. Дендритные клетки играют важную роль в процессе распознавания и фагоцитоза окисленных ЛПНП макрофагами[20]. Так, миелоидные дендритные клетки после встречи с окисленными ЛПНП запускают механизм Т-клеточного иммунного ответа и стимулируют пролиферацию Th1[45]. В свою очередь, Th1 начинают продуцировать GM-CSF, ИФН-γ, ИЛ-2, ИЛ-3 и активируют макрофаги[25, 44]. Важным представляется факт, что одна дендритная клетка может активировать более тысячи Т-клеток. Ранее предполагалось, что макрофаги активируются непосредственно при контакте частиц окисленных ЛПНП со скавенджер-рецептором (CD36) на их поверхности[18]. Однако в этом случае макрофаг теряет способность играть роль антигенпрезентирующей клетки и запускать каскад иммуновоспалительной реакции, признаки присутствия которой наблюдаются на всех этапах атеросклеротического процесса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Более глубокое понимание иммуновоспалительных процессов при атеросклерозе позволяет разрабатывать новые методики лечения данного заболевания, в частности, ведутся исследования, направленные на создание специфических вакцин и иммуноглобулинов, подавляющих Т-клеточный иммунный ответ. Однако, несмотря на определенные успехи, для полноценного внедрения подобных методик в клиническую практику требуются более значительные знания о сложных патогенетических механизмах атерогенеза.
Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о важной роли дендритных клеток в патогенезе атеросклероза. Дальнейшее изучение вопроса может стать ключом к открытию новых подходов к лечению данного заболевания.
