Борисов К.Е.

ГУЗ "Республиканский клинический онкологический диспансер" Минздрава Республики Башкортостан, Уфа

Сакаева Д.Д.

ГБУЗ "Башкирский республиканский клинический онкологический диспансер", Уфа

Иммуносупрессивное микроокружение злокачественных глиом

Журнал: Архив патологии. 2015;77(6): 54-63

Просмотров : 11

Загрузок : 1

Как цитировать

Борисов К. Е., Сакаева Д. Д. Иммуносупрессивное микроокружение злокачественных глиом. Архив патологии. 2015;77(6):54-63. https://doi.org/10.17116/patol201577654-63

Авторы:

Борисов К.Е.

ГУЗ "Республиканский клинический онкологический диспансер" Минздрава Республики Башкортостан, Уфа

Все авторы (2)

Длительное время существовал взгляд на центральную нервную систему (ЦНС) как на «иммунопривилегированный» орган ввиду малого количества антигенпрезентирующих клеток (АПК), ограниченного проникновения лимфоцитов из-за наличия гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), отсутствия лимфатических сосудов. Это мнение базировалось на экспериментальных данных, демонстрировавших длительное существование ксенотрансплантата, помещенного в ткань ЦНС, по сравнению с ксенотрансплантатами, помещенными в другие ткани, когда наблюдалось их быстрое отторжение [1]. Однако последующие исследования опровергли эту догму и показали, что активированные Т-лимфоциты способны преодолевать ГЭБ, а цереброспинальная жидкость имеет дренаж в шейные лимфатические узлы [2], т. е. ЦНС является иммунокомпетентным органом и активно взаимодействует с иммунной системой [3].

Ведущую роль в иммунном ответе играет микроглия, численность которой может составлять от 5 до 20% клеток ЦНС, что сопоставимо с количеством нейронов [4]. По своим генным характеристикам микроглия очень близка к моноцитам/макрофагам костномозгового происхождения. Это подтверждается экспрессией клетками микроглии характерных для макрофагов маркеров, таких как TLR (Toll-like receptors), интегрин CD11b, гликопротеин F4/80. В то же время для микроглии не характерна экспрессия общего лейкоцитарного антигена CD45. Таким образом, фенотип CD45/CD11b+ соответствует микроглии, а фенотип CD45+/CD11b+ характерен для макрофагов. Недавние исследования показали, что микроглия происходит из макрофагов желточного мешка, которые мигрируют в ЦНС на ранних стадиях эмбриогенеза, а тканевые макрофаги происходят из моноцитов крови [5].

Клетки микроглии отличаются разветвленными отростками, контактирующими с нейронами и другими глиальными клетками. Нейроны оказывают тормозящее действие на экспрессию клетками микроглии молекул главного комплекса гистосовместимости (MHC — major histocompatibility complex) I и II классов [6]. Ключевым регулятором активности микроглии является нейрональный мембранный гликопротеин OX2 (CD200) [7]. Таким образом, в обычных условиях микроглия имеет «дремлющий» фенотип с малой экспрессией MHC и костимулирующих молекул CD80, CD86 и CD40 [8]. В патологических условиях в зависимости от цитокинового окружения клетки микроглии могут приобретать различный фенотип. В ответ на инфекционные и травматические стимулы или в присутствии колониестимулирующих факторов (КСФ), интерферона γ (IFN-γ), липополисахаридов или продуктов микробной жизнедеятельности клетки дифференцируются в микроглию активированного «амебоидного» фенотипа М1, который характеризуется повышением подвижности клеток, усилением их пролиферативной и фагоцитарной активности, иммуностимулирующим влиянием на лимфоциты. М1-макрофаги экспрессируют STAT1 (signal transducer and activator of transcription 1) и множество провоспалительных медиаторов, таких как IFN-γ, интерлейкины (IL) IL-1β, IL-6, IL-12, IL-15, IL-23, фактор некроза опухоли α (TNF-α — tumor necrosis factors), оксид азота NO, iNOS (inducible NO-sinthase), реактивные формы кислорода (РФК), к которым относятся атомарный кислород, свободные радикалы, перекиси. Одновременно на поверхности клеток микроглии повышается экспрессия молекул, необходимых для презентации антигенов, включая белки МНС II класса и костимуляторные молекулы CD80 и CD86. Кроме этого, увеличивается экспрессия ICAM-1 — молекулы межклеточной адгезии, облегчающей проникновение лейкоцитов через эндотелий, и снижается экспрессия FasL, отвечающего за апоптоз лимфоцитов. Такие активированные М1-макрофаги обладают в том числе и противоопухолевыми свойствами за счет фагоцитоза опухолевых клеток, презентации опухолевых антигенов эффекторным Т-лимфоцитам, продукции провоспалительных цитокинов [9].

В отсутствие патологического повреждения практически единственными иммунными клетками в ЦНС являются клетки микроглии, которые медленно самовоспроизводятся без рекрутирования своих моноцитарных предшественников из крови. Однако при различных патологических состояниях происходит модуляция проницаемости ГЭБ за счет секреции активированной микроглией провоспалительных цитокинов, особенно IL-1β. Как следствие в ткань ЦНС проникает множество иммунных клеток миелоидного и лимфоидного происхождения, в результате чего иммуноцитологический профиль ЦНС становится намного более разнообразным. Гистологическое исследование опухолей мозга показало, что ткань злокачественных глиом (ЗГ) обильно инфильтрирована иммунными клетками, доля которых может достигать 30% всей клеточной массы опухоли [10]. Среди них присутствуют глиома-ассоциированная микроглия/макрофаги (ГАММ), дендритные клетки (ДК), супрессорные клетки миелоидного происхождения (СКМП), различные субпопуляции лимфоцитов, в том числе Т-хелперы 1-го типа (Tx1), Т-хелперы 2-го типа (Tx2), регуляторные Т-лимфоциты (Трег), натуральные киллеры (НК), тучные клетки. Исследования 90-х годов прошлого века продемонстрировали взаимосвязь степени инфильтрации опухоли иммунными клетками, злокачественности глиомы с долей стволовых клеток глиомы (СКГ) в ткани опухоли [11]. Однако долгое время было неясно, является ли реакция микроглии противоопухолевым защитным механизмом или же микроглия способствует росту опухоли и пролиферирует вместе с опухолевыми клетками.

В настоящее время стало ясно, что клетки опухоли и клетки микроокружения находятся в тесном контакте и активно взаимодействуют. Более того, опухоль активно привлекает иммунокомпетентные клетки путем секреции различных хемокинов, цитокинов и матриксных протеинов. Основные виды хемокинов и их клетки-мишени представлены в табл. 1.

Таблица 1. Хемокины, участвующие в аттракции иммунных клеток в ткань ЗГ

Первым идентифицированным хемоаттрактантом был MCP-1 (CCL2) — протеин семейства СС-хемокинов [12], который через соответствующий рецептор CCR2 индуцирует миграцию в опухоль моноцитов, Т-лимфоцитов, Д.К. Хотя недавно М. Okada и соавт. [13] сообщили, что за привлечение иммунных клеток отвечает не МСР-1, а МСР-3 (CCL7), тем не менее МСР-3 действует аналогично МСР-1, так как способен связываться с несколькими рецепторами, в том числе и с CCR2. Так или иначе, имеется прямая корреляция между экспрессией протеинов семейства МСР и количеством ГАММ, а также со степенью анаплазии и васкуляризации опухоли [14]. Продукция МСР-1 увеличивается под воздействием аденозинтрифосфата (АТФ) и кальцийсвязывающего протеина В (S100B) [15], секреция которых значительно повышена в ткани ЗГ. ГАММ экспрессируют на своей поверхности P2RX7 — рецептор к АТФ. Активируемый АТФ P2RX7-сигнальный путь приводит к увеличению продукции MCP-1 (CCL2) и MIP-1α (CCL3) в самих ГАММ, т. е. наблюдается аутокринная стимуляция хемоаттракции [16].

Другой группой хемокинов, активно участвующих в аттракции иммунных клеток в опухоль, являются КСФ. К ним относятся прежде всего макрофагальный КСФ (M-CSF или CSF-1) и гранулоцитарно-макрофагальный КСФ (GM-CSF или CSF-2). Последние исследования показали, что при ЗГ ведущую роль в хемоаттракции ГАММ играет GM-CSF, в то время как М-CSF имеет значение при других патологических состояниях [17].

Также хемоаттракцию вызывают TNF-α [18], GDNF [19] и SDF-1 [20], который способствует преимущественному накоплению ГАММ в гипоксичных областях (2—13), а также CX3CL1, который, кроме рекрутинга ГАММ, еще повышает экспрессию ими матриксных металлопротеиназ (ММР) 2, 9, 14, способствуя опухолевой инвазии [22].

Ростовой фактор гепатоцитов (HGF/SF) — протеин, действующий через свой рецептор c-Met, продуцируется как клетками глиомы, так и ГАММ. С одной стороны, он выступает как хемоаттрактант, ответственный за рекрутинг макрофагов в опухоль, с другой — является одним из ключевых факторов опухолевого роста и ангиогенеза глиомы [23]. Уровень экспрессии HGF/SF и с-Met на клетках глиомы повышается с увеличением злокачественности опухоли [24].

Особую роль в стимулировании миграции микроглии играют СКГ. Их способность к рекрутированию ГАММ существенно выше, чем у обычных опухолевых клеток. СКГ осуществляют привлечение ГАММ посредством хемокинов CSF-1, ССL-5, VEGF и нейротензина (NTS) [25].

Глиома-ассоциированная микроглия/макрофаги

Основную массу иммунных клеток в ткани ЗГ составляет ГАММ. Несмотря на различное происхождение и различный иммунофенотип, микроглия и макрофаги в образцах опухолей человека морфологически неразличимы и большинство исследователей пользуются объединенным термином ГАММ [10]. Тем не менее большинство клеток в ткани глиомы имеет фенотип CD45+/CD11b+, что свидетельствует о доминировании рекрутированных костномозговых макрофагов. Показательно, что, несмотря на присутствие большого количества потенциально тумороцидных клеток, не наблюдается фагоцитоза опухолевых клеток клетками микроглии. Это свидетельствует о значительном изменении функций микроглии и обусловлено приобретением микроглией альтернативного М2-фенотипа.

В физиологических условиях М2-макрофаги стимулируют репарацию тканей и ангиогенез. При опухолевом процессе М2-макрофаги обеспечивают локальную иммуносупрессию и поддерживают опухолевый рост и инвазию. Было показано, что при совместном культивировании мононуклеаров периферической крови с клетками глиомы фагоцитарная активность мононуклеаров значительно снижалась и, кроме того, они приобретали способность индуцировать апоптоз активированных лимфоцитов [26]. Это свидетельствует о влиянии опухоли на поведение иммунных клеток.

Действительно, клетки глиомы и особенно СКГ [27] секретируют широкий спектр цитокинов, подавляющих активность иммунных клеток и трансформирующих их функции в направлении иммуносупрессии [28, 29]. Этот процесс обозначается как М2-поляризация. Среди факторов, вызывающих М2-поляризацию, наиболее значимы TGF-β, IL-10, IL-4, IL-6, M-CSF, MIF (macrophage inhibitory factor), простагландин Е2 (PgE2) [27, 30].

Макрофаги фенотипа М2 характеризуются рядом особенностей, среди которых: 1) снижение фагоцитарной активности; 2) изменение уровня экспрессии многих клеточных детерминант или инверсия их функций; 3) активация STAT3 и продукция иммуносупрессивных цитокинов, подавляющих функции CD8+-цитотоксических T-лимфоцитов и CD4+-Т-хелперов 1-го типа.

Снижение фагоцитарной активности макрофагов

Фагоцитарная активность М2-макрофагов существенно снижена [31]. Т. Morimura и соавт. [32] показали, что на клетках микроглии в достаточном объеме сохранялась экспрессия рецепторов комплемента CR3 (CD11b/CD18) и ответственных за фагоцитоз Fc-рецепторов CD64, CD32 и CD16, особенно в области некрозов. Более того, Fcγ-рецептор 1 (CD64) и Fcγ-рецептор 2 (CD32) были обнаружены преимущественно в ткани опухоли, нежели в перитуморальной ткани, указывая на то, что экспрессия Fc-рецепторов соответствовала степени активации микроглии. Однако, несмотря на наличие рецепторов, их функциональная активность была минимальна и фагоцитоза опухолевых клеток не происходило.

Изменение уровня экспрессии клеточных детерминант или инверсия их функций

Поскольку ГАММ относятся к АПК, для продуктивного взаимодействия с Т-лимфоцитами им необходима экспрессия молекул МНС II класса, в комплексе с которыми чужеродный антиген представляется Т-лимфоцитам и воспринимается Т-клеточными рецепторами (ТКР). Кроме этого, необходима экспрессия костимулирующих молекул В7−1 (CD80) и В7−2 (CD86), которые связываются с рецептором CD28 на поверхности Т-лимфоцитов. То есть для своей полной активации Т-лимфоциты должны получить два стимулирующих сигнала: через ТКР и через CD28. У М2-макрофагов существенно снижена экспрессия как молекул антигенной презентации МНС II, так и костимулирующих молекул В7−1 и В7−2, что исключает возможность передачи Т-лимфоцитам информации об опухолевых антигенах с последующим иммунным ответом [33, 34]. Показательно, что если выделенные из ткани опухоли клетки микроглии культивировать в отсутствие опухолевых клеток, то экспрессия МСН II класса и В7-костимуляторных молекул быстро восстанавливается [35]. Это исследование подтверждает, что антигенпрезентирующие свойства микроглии подавляются клетками глиомы.

Помимо В7−1 и В7−2, в семействе В7 существует еще несколько молекул, в частности В7-гомолог 1 (В7-Н1, CD274), более известный как PD-L1 (Programmed death-ligand 1). Он осуществляет иммуносупрессивные функции при взаимодействии со своим рецептором PD-1 (Programmed cell death protein 1, CD279) на поверхности Т-клеток [36]. В результате этого взаимодействия тормозится экспрессия IFN-γ, IL-2, IL-10 Т-клетками и индуцируется их апоптоз [37]. В клетках глиомы и в М2-поляризованной микроглии наблюдается повышенная экспрессия PD-L1. Часто это бывает связано с мутацией PTEN, что является нередким событием при злокачественных астроцитомах [38].

Существенные изменения происходят в функционировании толл-подобных рецепторов (Toll-like receptors — TLR). TLR — это семейство рецепторов, необходимых для распознавания чужеродных антигенов и индукции адаптивного иммунитета. Клетки микроглии являются основными TLR-экспрессирующими клетками в ЦНС. Взаимодействие TLR со своими лигандами приводит к активации МАРК-каскада и NF-κВ-каскада с последующей секрецией провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, IFN-γ, IL-12, каждый из которых способен лимитировать опухолевый рост [39]. Однако в ГАММ, несмотря на достаточную экспрессию TLR, секреции провоспалительных цитокинов не наблюдается [34]. Наоборот, активация TLR и их нисходящих эффекторов MyD88 и р38 стимулирует в клетках микроглии активность матриксной металлопротеиназы МТ1-ММР, которая в норме присутствует в незначительных количествах и только в белом веществе. Экспрессия МТ1-ММР ведет к деградации межклеточного матрикса и проникновению ГАММ в опухоль. В свою очередь МТ1-ММР активирует ММР-2 в опухолевых клетках, что облегчает инвазию клеток глиомы. Интересно, что клетки глиомы мигрируют в окружающие ткани, используя те же каналы, по которым активированные клетки микроглии проникают в опухоль [40].

В М2-поляризованной микроглии также наблюдается понижение экспрессии ICAM-1, что ведет к снижению проникновения лейкоцитов в ткань опухоли, при этом также повышается экспрессия рецептора маннозы CD206 и scavenger-рецепторов CD163, CD204 [41].

Активация STAT3 и продукция иммуносупрессивных цитокинов

В ГАММ, а также в других иммунных клетках, таких как нейтрофилы, ДК, НК, лимфоциты, равно как и в клетках ЗГ и особенно в СКГ [27, 42, 43], наблюдается активация STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3), который является одним из ключевых внутриклеточных медиаторов, своеобразным «молекулярным хабом» [44] онкогенных сигнальных путей. STAT3 активируется через многие тирозинкиназные каскады, как рецепторные (EGFR), так и нерецепторные (SRC, ABL), которые часто бывают конститутивно активированы в различных опухолях [45]. STAT3 вызывает М2-поляризацию ГАММ и подавляет противоопухолевый иммунный ответ за счет снижения экспрессии МНС II, CD80, CD86 и провоспалительных цитокинов и повышения экспрессии иммуносупрессивных цитокинов. Основные цитокины, выделяемые М2-поляризованной микроглией, и их функции представлены в табл. 2.

Таблица 2. Туморогенные свойства глиома-ассоциированной микроглии/макрофагов

TGF-β является одним из наиболее мощных иммуносупрессивных цитокинов и экспрессируется как клетками глиомы, так и ГАММ. Из трех изоформ, TGF-β1, TGF-β2 и TGF-β3, в наибольшей степени при ЗГ экспрессирован TGF-β2 [46]. Экспрессия TGF-β1 в большей степени характерна для анапластической астроцитомы (АА), чем для мультиформной глиобластомы (МГБ), что, по-видимому, отражает его роль на более ранних стадиях туморогенеза. W. Li и M. Graeber [41] предположили, что TGF-β2, секретируемый клетками глиомы, является драйвером М2-поляризации микроглии и соответственно ответственным за иммуносупрессию, в то время как TGF-β1, производимый ГАММ, может промотировать опухолевый рост и инвазию через свои рецепторы TGF-βRI и TGF-βRII на клетках глиомы. Функции протеинов семейства TGF-β многообразны. Помимо М2-поляризации микроглии [27], он ингибирует созревание и функционирование АПК (включая ГАММ), активацию и дифференцировку Т-лимфоцитов, тормозит функцию Н.К. Кроме иммуносупрессивного эффекта, TGF-β обладает прямым воздействием на клетки глиомы и на СКГ, способствуя опухолевой пролиферации и инвазии посредством индуцирования секреции VEGF, FGF, ММР и торможения экспрессии ингибитора металлопротеиназ TIMP-2 (tissue inhibitor of metalloprotease-2) [47, 48]. Также описано активирующее влияние TGF-β на NF-κB-сигнальный путь [49].

Интерлейкин-10 (IL-10) преимущественно продуцируется моноцитами и, в меньшей степени, Tх2, Трег, тучными клетками [50]. Подобно TGF-β, IL-10 обеспечивает локальную иммуносупрессию путем подавления экспрессии МНС II, CD80, CD86 на АПК и провоспалительных цитокинов на Tх1. Экспрессия IL-10 напрямую коррелирует со степенью злокачественности глиомы и ее инвазивным потенциалом [51].

Простагландин Е2 (PgE2) подавляет противоопухолевый иммунитет путем воздействия на лимфоциты (супрессия Tх1, рекрутинг Tх2 и индукция Tрег) и стимулирования дифференцировки СКМП из костномозговых предшественников [52, 53].

Fas-рецептор (FasR) находится на поверхности клеток и обусловливает наступление их апоптоза при соединении со своим лигандом FasL, который экспрессируется ГАММ [54], хотя его также экспрессируют клетки глиомы и активированные лимфоциты [34], и неясно, какие клетки являются основным источником FasL. Так или иначе, FasL, взаимодействуя с FasR на поверхности лимфоцитов, вызывает их гибель [55]. Однако соединение FasL с FasR на опухолевых клетках не вызывает их апоптоза, а напротив, стимулирует секрецию провоспалительных и ангиогенных медиаторов, облегчая опухолевый рост и инвазию.

HGF/SF экспрессируется как клетками глиомы, так и ГАММ [24], будучи, с одной стороны, хемоаттрактантом [23], а с другой — действуя через рецептор c-Met на опухолевых клетках, промотором их пролиферации и инвазии. Также показан его ангиогенный эффект, хотя неясно, обусловлен он прямым воздействием на эндотелиоциты или опосредован индукцией VEGF [56].

Обнаружена секреция клетками микроглии VEGF [57] и EGF [58], который может стимулировать рост опухоли, поскольку амплификация EGFR наблюдается в 50% МГБ.

Протеин STI1 (cochaperone stress inducible protein-1), который является лигандом клеточного прионного протеина (PrPc), вызывает пролиферацию и миграцию клеток глиомы через вовлечение ММР-9 [59].

Супрессорные клетки миелоидного происхождения

СКМП представляют из себя гетерогенную популяцию миелоидных клеток, которые играют роль во многих патологических процессах, таких как острое и хроническое воспаление, травма, аутоиммунные заболевания, опухоли [60]. СКМП происходят от миелоидных предшественников, но не дифференцируются в зрелые гранулоциты, моноциты или ДК, а сохраняют незрелый фенотип и морфологию. Они экспрессируют общий миелоидный маркер CD33 при отсутствии экспрессии зрелого миелоидного маркера HLADR. Основными субпопуляциями СКМП являются клетки нейтрофильного ряда (CD15+, CD33+, HLADR), моноцитарного ряда (CD14+, CD33+, HLADR) и клетки без признаков линейной дифференцировки (CD15, CD14, CD33+, HLADR). Число СКМП значительно повышается практически при всех разновидностях злокачественных опухолей [61]. Мобилизация СКМП осуществляется за счет цитокинов, выделяемых опухолевыми клетками. Это прежде всего ростовые факторы SCF, M-CSF, G-CSF, GM-CSF, VEGF, а также провоспалительные цитокины IL-6, IL-1β, PgE2 [62]. При злокачественных опухолях уровень циркулирующих СКМП коррелирует с клинической стадией заболевания, метастатической нагрузкой и эффективностью лечения [63]. При МГБ наблюдается высокий уровень циркулирующих СКМП, который превосходит их уровень не только у здоровых добровольцев, но и у пациентов с другими опухолями, такими как меланома, почечно-клеточный рак и рак мочевого пузыря [64]. Для МГБ характерен повышенный уровень СКМП нейтрофильного ряда (82%), что превышает данный показатель при других опухолях. Уровень G-CSF, который отвечает за мобилизацию СКМП, в крови больных МГБ в 3 раза выше, чем у здоровых добровольцев (47,6 пг/мл против 15,1 пг/мл; р=0,002) [64].

СКМП накапливаются в ткани опухоли, где активируются под действием TGFβ, IL-4, IL-13, IFN-γ, которые вырабатываются опухолевыми клетками, СКГ, Т-лимфоцитами, ГАММ. Эти факторы запускают несколько сигнальных путей, преимущественно семейства STAT. STAT3 регулирует экспансию СКМП путем стимуляции миелопоэза (через индукцию экспрессии циклина D1, MYC, сурвивина) и торможения дифференцировки миелоидных клеток. Также STAT3 индуцирует продукцию реактивных форм кислорода в СКМП. Активация STAT6, STAT1 и NF-κB ведет к увеличению продукции TGFβ, iNOS и аргиназы.

СКМП экспрессируют как иммуносупрессивные (CCL17, CD206, CD36), так и провоспалительные факторы (IL-1β, TNF-α, CXCL10, ROS, iNOS), т. е. совмещают черты как М2- так и М1-фенотипов [65]. Однако функция СКМП в ЗГ в целом иммуносупрессивная. Эти клетки обладают выраженной способностью подавлять функцию Т-лимфоцитов и НК.

Существует несколько механизмов СКМП-индуцированной иммуносупрессии. Один из них — это повышенная продукция аргиназы и iNOS, общим субстратом для которых является аргинин. Гранулоцитарные СКМП преимущественно синтезируют аргиназу, а моноцитарные СКМП действуют через STAT1 и iNOS [66]. В результате повышенной активности указанных энзимов происходит истощение уровня L-аргинина в ткани опухоли. Т-лимфоциты, лишенные аргинина, не в состоянии синтезировать ζ-цепь CD3. Поскольку CD3 входит в комплекс с ТКР, ответственными за распознавание процессированных на поверхности АПК антигенов, то в результате дефектности CD3 нарушается процесс передачи сигнала от комплекса CD3/TКР в клетку и блокируется активация Т-лимфоцитов. Кроме этого, происходит арест клеточного цикла в фазе G0/G1 [67]. Альтернативный механизм катаболизма аргинина посредством iNOS сопровождается выделением оксида азота (NO), который подавляет функцию Т-лимфоцитов несколькими различными путями, среди которых блокирование JAK3 и STAT5 в Т-клетках, ингибирование экспрессии MHC II класса и индукция апоптоза Т-лимфоцитов [60].

Повышенная продукция РФК является одним из главных свойств СКМП преимущественно гранулоцитарного подтипа при большинстве злокачественных опухолей. РФК, а также пероксинитрит (NO3), продукт их химической реакции с NO, оказывают выраженное иммуносупрессивное действие в отношении Т-лимфоцитов [60]. РФК индуцируют посттрансляционную модификацию TКР, что ведет к их функциональной неполноценности и нечувствительности Т-лимфоцитов к антигенной стимуляции, а также запускают иммуносупрессорный каскад STAT3 и индуцируют апоптоз Т-клеток.

Другой механизм иммуносупрессии — это секвестрирование цистеина в СКМП. Подобно Т-лимфоцитам, СКМП не способны самостоятельно синтезировать цистеин и полностью зависят от его внешних источников. Однако в отличие от Т-лимфоцитов СКМП способны только к импорту цистеина внутрь клетки, но не к его экспорту во внеклеточное пространство. В результате этого запасы цистеина в межклеточном матриксе истощаются. Т-клетки нуждаются в повышенном количестве цистеина в процессе активации, пролиферации и дифференцировки, а ДК также используют цистеин при процессинге и презентации антигенов. Дефицит цистеина приводит к снижению функций Т-лимфоцитов и ДК [62].

Еще один механизм иммуносупрессии — это нарушение «хоуминга» Т-лимфоцитов, т. е. предотвращение их проникновения в патологические очаги, где должна происходить их активация. В норме антиген-наивные Т-лимфоциты проникают в опухолевое микроокружение благодаря экспрессии L-селектина (CD62L). СКМП конститутивно экспрессируют на своей мембране энзим ADAM-17 (a disintegrin and metalloproteinase domain 17), который вызывает деградацию CD62L. Таким образом, потенциально тумор-реактивные CD4+— и СD8+-Т-клетки лишаются доступа к опухолевым антигенам и не могут быть активированы [62].

Регуляторные Т-лимфоциты

В норме число лимфоцитов в ЦНС крайне невелико. В патологических условиях проницаемость ГЭБ для лимфоцитов существенно увеличивается и их количество возрастает. Среди них присутствуют как цитотоксические CD8+-Т-лимфоциты, так и хелперные CD4+-Т-клетки (Tх). Последние делятся на несколько подтипов. Tх1 секретируют провоспалительные цитокины IFN-γ, IL-12, активируют цитотоксические CD8+-Т-лимфоциты и способствуют высвобождению NO и РФК макрофагами. Tх2 секретируют противовоспалительные цитокины IL-4, IL-10, IL-13 и промотируют активацию В-лимфоцитов с последующим гуморальным ответом. Однако при ЗГ ведущую роль играют Tх3 или так называемые регуляторные Т-лимфоциты (Tрег).

Tрег — это подтип CD4+-Т-лимфоцитов, которые сдерживают активность Т- и В-лимфоцитов, моноцитов/макрофагов, ДК, НК и натуральных Т-клеточных киллеров (НКТ), что проявляется в снижении продукции этими клетками провоспалительных цитокинов. В нормальных условиях функция Tрег заключается в поддержании толерантности к собственным и внешним антигенам, т. е. в подавлении аутоиммунных процессов и моделировании Т-клеточного ответа. При разрегулировании функции Tрег могут наблюдаться аутоиммунные (при утрате функции Tрег) или канцерогенные (при чрезмерной активации Tрег) процессы. В норме Tрег составляют 5—10% от циркулирующих CD4+-Т-лимфоцитов. Tрег конститутивно экспрессируют ядерный транскрипционный фактор FoxP3, рецептор α IL-2 (IL-2Rα, CD25), CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4), GITR (glucocorticoid-induced TNFR family related gene), CXCR4, OX40 (CD134) [68].

Существуют натуральные Трег (нТрег), происходящие из тимуса с изначальным фенотипом CD3+CD4+ FoxP3+CD25+, и индуцированные Tрег (иТрег), которые сначала имеют фенотип обычных CD4+-Т-клеток CD3+ CD4+FoxP3CD25, а затем под влиянием опухолевых цитокинов приобретают свойства Трег [69]. Было показано, что большинство Трег в ткани глиомы относится к нТрег, а не к индуцированным Т-лимфоцитам [70], т. е. ведущим механизмом накопления Tрег в опухоли является не трансформация CD4+-Т-лимфоцитов в Tрег, а рекрутирование последних из периферической крови. Tрег мигрируют в опухолевое микроокружение под воздействием CCL2 и CCL22, секретируемых опухолевыми клетками и макрофагами [71]. Tрег имеют рецептор (CCR4, CD194) к этим цитокинам, причем при глиомах частота экспрессии CCR4 увеличивается до 74% по сравнению с 43% в контроле (у здоровых добровольцев), что свидетельствует об индуцирующем влиянии опухолевых цитокинов на экспрессию CCR4.

Среди инфильтрирующих глиобластому CD4+-Т-лимфоцитов доля Tрег непропорционально высока, в то же время они отсутствуют в здоровой ткани мозга [72]. Доля CD4+-лимфоцитов (включая Tрег) среди всех лимфоцитов повышается с увеличением злокачественности опухоли: 39% при глиомах ВОЗ G2, 73% при опухолях ВОЗ G3 и 98% при опухолях ВОЗ G4 [73]. Tрег крайне редко встречаются при олигодендроглиоме (G2), олигоастроцитоме (G2) и анапластической олигодендроглиоме (G3). Напротив, их количество составляет 39% при анапластической олигоастроцитоме, 53% при AA, 48% при МГБ и 83% при глиосаркоме. Таким образом, Tрег более характерны для злокачественных астроцитом, чем для олигодендроглиальных опухолей и глиом низкой степени злокачественности. Прогностическая значимость уровня Tрег противоречива. При унивариантном анализе количество Tрег имеет прогностическую значимость наряду с возрастом, общесоматическим статусом и степенью злокачественности опухоли. Однако при мультивариантном анализе прогностическая значимость количества Tрег утрачивается. Это связано с тем, что ЗГ имеют множественные механизмы иммуносупрессии и увеличение Tрег лишь один из них [73]. Количество Трег коррелирует с размером опухоли [69], а их нейтрализация или деплеция коррелирует с повышением общей выживаемости. С другой стороны, имеется обратная корреляция количества Трег с количеством активированных эффекторных Т-лимфоцитов в крови [74]. Показательно, что инфильтрирующие опухоль потенциально цитотоксические CD8+-клетки имеют фенотип CD8+CD25, что указывает на отсутствие активации этих эффекторных клеток [34].

Энзим индоламин-2,3-диоксигеназа (IDO), ответственный за катаболизм триптофана, экспрессируется на очень высоком уровне при большинстве злокачественных опухолей, в том числе при ЗГ [75]. IDO способствует рекрутированию в опухоль Tрег. Было показано, что экспрессия IDO коррелирует с уровнем инфильтрации опухоли Tрег и с ухудшением выживаемости больных МГБ. Причем имеет значение прежде всего экспрессия IDO опухолевыми клетками, а не клетками микроокружения [76]. Механизм аттрактивного влияния IDO на Tрег достаточно сложный и до конца не ясен. Имеются сведения о тесной связи IDO с CCL-22 и TGF-β [77].

Астроциты

Астроциты, хотя и не относятся к клеткам иммунной системы, также играют значительную роль в модулировании иммунного ответа в ЦНС [78]. Подобно микроглии, астроциты экспрессируют некоторые рецепторы распознавания антигенов, например TLR3, а кроме этого, имеются данные о возможности выполнения астроцитами антигенпрезентирующих функций [79]. О. Becher и соавт. [80] показали, что неопухолевые астроциты могут изменять свой фенотип и продуцировать множество факторов, влияющих на опухолевую биологию. В ткани ЗГ астроциты способны активироваться с выделением хемоаттрактантов (CCL2, IL-6), рекрутирующих иммунные клетки в опухоль, и цитокинов (SDF1, IL-10), поддерживающих пролиферативную активность и инвазивные способности опухоли. Кроме этого, они экспрессируют SHH (sonic hedge-hog), а активация SHH/Gli-сигнального пути является одним из условий самовоспроизведения СКГ, которые несут на себе рецептор этого пути Patched [81].

Заключение

В последние годы накопилось достаточно доказательств теснейшего взаимодействия ЗГ со своим микроокружением. Клетки опухоли посредством различных хемокинов активно рекрутируют иммунные клетки, в результате чего общий объем микроглии может составлять до 30% опухолевой массы. Кроме этого, происходит инверсия фенотипа иммунных клеток с приобретением ими иммуносупрессивных свойств, что способствует ускользанию ЗГ от иммунного контроля организма. Таким образом, опухоль формирует наиболее благоприятное для себя микроокружение, которое не только не выполняет своих защитных тумороцидных функций, но и способствует выживанию и прогрессированию ЗГ.

Интересным представляется вопрос о сроках возникновения иммуносупрессии при ЗГ: происходит ли М2-поляризация на ранних этапах глиомагенеза или ГАММ до определенного времени проявляют классический М1-фенотип, позволяющий сдерживать рост опухоли, и лишь по достижении определенной «критической массы» опухолевым медиаторам удается произвести инверсию фенотипа ГАММ с последующим быстрым прогрессированием. Исследования В. Kennedy и соавт. [82] на мышиных моделях ЗГ показали, что увеличение количества ГАММ с одновременным снижением продукции ими TNFα (как маркера классического М1-фенотипа) отмечалось лишь на поздних этапах наблюдения. Что касается системной иммуносупрессии, определяемой по количеству циркулирующих Трег, то было показано, что она предшествует локальным изменениям иммунитета и возникает на ранних стадиях развития опухоли.

Несомненно, что успешное лечение ЗГ возможно только с учетом критической значимости микроглии в развитии и прогрессировании опухолевого процесса. Различные лечебные стратегии, имеющие своей целью воздействие на опухолевое микроокружение, активно изучаются в ряде клинических исследований, в связи с чем в ближайшем будущем весьма вероятно изменение парадигмы лечения ЗГ.

Конфликт интересов отсутствует.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail