«ЧАСТИЕ ГЛУТАМАТНЫХ NMDA-РЕЦЕПТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ПРОДУКЦИИ ИЛ-10 И ФНОа Т-ЛИМФОЦИТАМИ ПРИ РАССЕЯННОМ СКЛЕРОЗЕ»

В целом РС представляет собой хроническое прогрессирующее воспалительное аутоиммунное нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы. Сопровождается оно преимущественно очаговой неврологической симптоматикой, которая включает расстройства зрительной системы, нарушения со стороны функций тазовых органов, а также когнитивные нарушения и др. Клинические проявления, тип и скорость прогрессирования патологии варьируют в широком диапазоне и зависят от многих факторов, в том числе от расположения и степени повреждения нервов. Следует отметить, что имеющиеся на сегодняшний день знания о РС не позволяют однозначно прогнозировать его развития и течение. Патоморфологические проявления заключаются в образовании очагов воспаления в белом веществе головного и/или спинного мозга с демиелинизацией (разрушение миелиновых оболочек нервов), аксональной дегенерацией и лимфоидной инфильтрацией периферических Т- клеток (GAMES, 2003, Hollifield et al., 2003, Kurtzke, 2000).

Рассеянный склероз - мультифакториальное полигенное заболевание с достаточно сложным и до конца неизученным патогенезом. Установлено, что ведущую роль в запуске патологического процесса при РС играют аутоиммунные механизмы, ведущие к развитию нейровоспаления и разрушению миелина нервов. Большое значение в формировании патологического процесса при РС отводится 5

дисбалансу в системе цитокинов, обеспечивающей взаимодействие между клетками при развитии иммунного ответа, а именно избыточной продукции провоспалительных цитокинов (ФНОа), сопровождающейся подавлением выработки противовоспалительных цитокинов (ИЛ-10) (Hollifield et al., 2003, Kallaur et al., 2013, Mikulkova et al., 2010).

В последние годы отмечается повышенное внимание исследователей к регуляции механизмов связи между иммунной и нервной системами при данном заболевании. В литературе имеется множество данных, подтверждающих роль глутаматэргической системы в патологических процессах при РС, вследствие запуска эксайтотоксической программы, что вносит вклад в поддержание нейродегенерации при РС. Сообщается также о том, что нейромедиатор глутамата проявляет иммуномодулирующее действие, реализующееся на уровне периферических Т-лимфоцитов посредством связывания с рецепторами на их поверхности, в частности ионотропными NMDA-рецепторами (Imitola et al., 2005, Levite, 2017), однако механизмы этого действия нуждаются в дальнейших исследованиях.

Таким образом, РС остается важной медико-социальной проблемой. Исследование патогенетических процессов, характерных для данного заболевания, и поиск новых фармакомишеней и способов их коррекции является чрезвычайно актуальным медико-биологическим направлением.

Исходя из выше сказанного, целью выпускной квалификационной работы стало выявление участия NMDA-рецепторов, локализованных на периферических Т-клетках, полученных от здоровых лиц и больных РС, в регуляции продукции фактора некроза опухоли а (ФНО а) и интерлейкина-10 (ИЛ-10).

Задачи, поставленные для достижения цели:

1. Охарактеризовать влияние блокады NMDA - рецепторов на экспрессию мРНК гена TNFA, кодирующего ФНОа, в Т-клетках, полученных от здоровых лиц и больных РС;

2. Оценить вовлеченность NMDA - рецепторов в регуляцию продукции провоспалительного цитокина ФНОа Т-клетками, полученных от здоровых лиц и больных РС;

3. Выявить эффекты блокады NMDA - рецепторов на экспрессию мРНК гена CSIF, кодирующего ИЛ-10, в Т-клетках, полученных от здоровых лиц и больных РС;

4. Изучить роль NMDA - рецепторов в регуляции продукции ИЛ-10 у здоровых лиц и больных РС;

5. Разработка методических рекомендаций по использованию теоретического материала в школьном курсе биологии.

Научная новизна работы. В ходе проведенного исследования впервые установлена вовлеченность NMDA-рецепторов глутамата в регуляцию выработки провоспалительных (ФНОа) и противовоспалительных (ИЛ-10) цитокинов Т- лимфоцитами при РС. Показано, что экспрессия генов исследуемых цитокинов ингибируется вследствие блокады NMDA-рецепторов антагонистом (+)-МК801. По сравнению со здоровыми донорами у пациентов с РС негативный эффект рецепторной блокады менее выражен.

Практическое значение. Результаты исследования раскрывают возможные механизмы, с помощью которых реализуется иммуномодулирующее действие глутамата, а также указывают на возможность использования ионотропных NMDA-рецепторов как мишень для фармакотерапевтической коррекции при изучаемой патологии.

Апробация. Результаты исследования были представлены на XIII Всероссийской (87-ой Итоговой) студенческой научной конференции с международным участием «Студенческая наука и медицина XXI века: традиции, инновации и приоритеты». Тезис опубликован в материалах конференции.

По содержанию дипломной работы была опубликована статья в сборнике научных статей, посвященный Н.И. Вавилову «Вавиловские чтения - 2018», 28 ноября - Уфа, издательство БГПУ, 2018.

Выпускная квалификационная работа выполнена в лаборатории молекулярной фармакологии и иммунологии Института биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук.

В России распространенность заболевания варьируется от 20 до 60 случаев на 100.000 населения в различных регионах, общее число больных РС насчитывает около 200 тысяч человек. На сегодняшний день остается актуальным изучение эпидемиологами показателей РС в крупных промышленных мегаполисах. Проведенное в городе Уфа исследование рассеянного склероза в 2010-2016 годах, показало достоверное повышение распространенности заболевания с 34,5 до 46,5 на 100.000 населения и снижение показателей смертности и первичной инвалидности (Хайбуллин и др., 2010).

Для данного заболевания характерна ранняя инвалидизация больных. Известно, что при отсутствии адекватного своевременного лечения, в среднем через 10 лет до 50% пациентов с диагнозом РС будут иметь затруднения в выполнении профессиональных функций, через 15 лет более 50% - проблемы с подвижностью, походкой, а при длительности более 20 лет - трудности в самообслуживании (Ascherio, A. et al, 2007).

Клинико-эпидемиологические исследования показывают, что женщины в среднем болеют РС в 2.5-3 раза чаще, чем мужчины. Исследователи отмечают, что данная диспропорция возрастает от года к году (Asadullah et al.,2003, Hafler, 1999).

Вопреки интенсивным исследованиям в области молекулярной биологии, нейрохимии, иммунологии и генетики, в настоящее время нет четкого понимания

этиологии рассеянного склероза. Сообщается, что на риск развития РС могут влиять различные экзогенные и эндогенные факторы, такие как географическая зона проживания, факторы окружающей среды, пол, возраст этническое происхождение, а также наличие генетической предрасположенности.

Данная патология встречается практически во всех этнических группах (Малкова и др., 2006). Многие исследователи отмечают расширение возрастного диапазона и выявление заболевания в «атипичных» этнических группах (Хусаинова, 2012).

Доказано, что в развитии заболевания играют роль экологические и географические факторы, такие как, например, недостаточная инсоляция, а также стресс и некоторые интоксикации (Chung, 2005, Goldsby, 2003, Hafler, 1999, Werner et al., 2001). Все больше данных свидетельствуют о том, что витамин D играет важную роль в развитии РС. Низкий уровень витамина D в крови был определен как фактор риска развития РС. Считается, что высокий уровень естественного витамина D поддерживает функцию иммунной системы и может помочь защитить организм от иммуноопосредованных заболеваний, в частности РС. Однако корреляция между уровнем витамина D и риском развития данной патологии требует дальнейшего исследования.

Рассматриваемая патология не является наследственным заболеванием, однако, существование наследственной предрасположенности к этому заболеванию было выявлено в результате эпидемиологических, популяционных и близнецовых исследований. Описаны семейные случаи РС, составляющие в разных популяциях 5 - 7 % от общего числа больных. Установлено увеличение риска развития РС у родственников первой степени (родители, братья, сестры) (Barcellos et al., 2002; Willer et al., 2003; Ebers et al., 2004). Конкордантность РС составляет 31 % среди монозиготных близнецов, что в 6 раз выше частоты

заболевания среди дизиготных близнецов (5 %) (Sadovnick et al., 1993; Zuvich et al., 2009). Большинство работ, посвященных изучению генетических факторов РС, указывают на то, что заболевание развивается вследствие независимого действия, либо взаимодействия множества генов, каждый из которых вносит небольшой 10

вклад в развитие болезни. Идентифицировано около 200 генов, коррелирующие с риском развития РС (Dyment et al., 2004; Forte et al., 2006; Столяров и др., 2008; Zuvich et al., 2009).

Известно, что некоторые вирусы способны напрямую повреждать олигодендроциты и миелин, запускать аутоиммунные реакции по механизмам молекулярной мимикрии, вызывать поликлональную активацию

иммунокомпетентных клеток (Ascherio et al., 2007; Compston et al., 2008). В последние годы особое внимание уделяется изучению роли вируса Эпштейна- Барр (ВЭБ), вызывающего мононуклеоз, в инициации РС. Кроме того, согласно литературным данным на пролиферацию аутореактивных Т-лимфоцитов при РС могут влиять ранее считавшиеся совершенно безвредными вирусы: TTV (Torque Teno virus) и TLMV (TTV - like mini virus). Однако эти сведения требуют дальнейшего изучения (Komijani M. et al, 2011).

Исходя из вышеуказанного, следует, что РС является социально и экономически значимым заболеванием, важность исследования которого возрастает в связи с увеличением количества пациентов с данной патологией. Клинический полиморфизм, а также характер течения РС зависят от сочетания и взаимодействия как внутренней, так и внешней среды, образа жизни. Тем не менее, известные к настоящему времени теоретические, клинические и экспериментальные данные о РС не могут обеспечить точного прогнозирования его развития и прогрессирования. В связи с этим требуются дальнейшие исследования данной патологии.

Таким образом, результаты проведенного нами исследования, позволили определить функциональную вовлеченность NMDA-рецепторов Т-лимфоцитов в регуляцию продукции про- и противовоспалительных цитокинов, реализуемую на уровне мРНК генов соответствующих белков у здоровых лиц и у больных РС. Выявленные особенности регуляции NMDA-рецепторами функций Т-клеток, полученных из крови больных РС, указывают на важность данного типа рецепторов в иммунопатогенезе заболевания, что позволяет рассматривать данный подтип глутаматных рецепторов в качестве потенциальной мишени для разработки новых средств коррекции данной патологии. Кроме того, способствуют расширению наших знаний о нейроиммунных взаимодействиях и патогенетических механизмах при РС.

4. Гусев Е.И., Завалишин И.А., Бойко А.Н. Рассеянный склероз. М.: Реал Тайм, 2011.

5. Гусев Е.И., Завалишин И.А., Бойко А.Н. Рассеянный склероз: Клиническое руководство. М.: Реал Тайм, 2011

+ еще 98 источников