Введение

Иммунная система играет ключевую роль в патогенезе преэклампсии (ПЭ) [1, 2]. Однако в настоящее время основная иммунологическая парадигма, касающаяся иммунного ответа и толерантности, базирующаяся на распознавании «своего» и «не своего», модифицируется. Это связано с открытием факта, что иммунная система может быть активирована не только экзогенными молекулярными паттернами — молекулярными паттернами, связанными с патогенами (pathogen-associated molecular patterns — PAMP), но и эндогенными лигандами — молекулярными паттернами, связанными с повреждением (Damage-associated molecular patterns — DAMP), через одни и те же рецепторы [3, 4], что имеет непосредственное отношение к патогенезу ПЭ [5].

Так, toll-подобный рецептор 4-го типа (ТПР-4) способен распознавать и индуцировать воспалительный сигнал не только после лигации экзогенного сигнала — липополисахарида (ЛПС), но и таких эндогенных лигандов, как мочевая кислота, фибриноген, гепаран сульфат, белки теплового шока. ТПР-9 способен распознавать не только прокариотическую ДНК и активировать связанный с ним ядерный фактор каппа В (NF-κВ), но и аутологичную ДНК, активируя тот же ядерный фактор. ТПР-2 способен распознавать не только микробные липопептиды с последующей активацией NF-κВ, но и гиалуронат, белки теплового шока, высокомобильный белок-1 (High Mobile Groupe Box 1, HMGB1) [6, 7]. Другими словами, иммунная система способна активироваться в виде воспалительной реакции на собственные молекулы, которые исследователи называют «скрытое свое» (Hidden-self). Более того, такие DAMP, как S100-протеины, способны усиливать гранулопоэз, увеличивая тем самым количество клеток — эффекторов воспаления [8].

Биологический смысл этой реакции направлен в первом случае на борьбу с инфекцией. Во втором случае повышает цензорную функцию иммунной системы для борьбы с трансформированными клетками, в конечном итоге для борьбы с клетками, которые могут дать начало опухолевому росту. Таким образом, активация иммунной системы может осуществляться как чужеродными стимулами, так и эндогенными стимулами — DAMP, иногда обозначаемыми как алармины [9]. Значение аларминов по мере поступления все новой информации о них повышается. Так, S. Girard и соавт. [10] показали, что неинфекционные инициаторы воспаления имеют большое значение при таких осложнениях беременности, как ПЭ, преждевременные роды, внутриматочная задержка роста плода (ВМЗРП). Оказалось, что при ПЭ и ВМЗРП плацента имеет уникальный воспалительный профиль — повышенную экспрессию рецепторного антагониста интерлейкина 1 (ра ИЛ-1), сниженную экспрессию интерлейкина-10 (ИЛ-10), — сопровождающийся повышенным количеством плацентарных макрофагов. В материнской сыворотке ими зарегистрировано повышение содержания таких аларминов, как мочевая кислота, HMGB1, внеклеточная фетальная ДНК. Повышается также уровень АТФ [11]. Активация иммунной системы является начальным этапом воспалительной реакции в ответ на стрессирование или повреждение ткани. Воспаление необходимо для элиминации поврежденных клеток и восстановления нормальной функции и структурного гомеостаза ткани.

Классификация молекулярных паттернов, связанных с повреждением, и их рецепторов представлена в таблице.

Следует отметить, что этот список постоянно пополняется. Эндогенные лиганды служат сигналом опасности (danger signal) для врожденной и адаптивной иммунной системы, освобождаясь из гибнущих и стрессированных клеток [13]. Как видно из таблицы, основными рецепторами, лигирующими DAMP, являются toll-подобные и nod-подобные рецепторы (NOD-like receptor) [14]. В утероплацентарном пространстве и, в частности, в плаценте представлены все ТПР [15].

Классификация ДАМР и их рецепторов [12]

Примечание. ТПР — toll-подобный рецептор; NLR — nod-подобный рецептор; RAGE — рецептор для конечных продуктов повышенного гликирования.

Сигнальные пути toll-подобных рецепторов

К настоящему времени установлена важная роль ТПР при гипоксическом повреждении, в том числе при гипоксии плаценты [16]. Гипоксия является ключевым механизмом в развитии, по крайней мере, ранней ПЭ. Гипоксия в утероплацентарном пространстве формируется из-за неадекватного ремоделирования спиральных артерий, являющегося следствием слабой миграции и инвазии вневорсинчатого трофобласта. Гипоксия плаценты ведет к освобождению DAMP внутриклеточного, ядерного или митохондриального происхождения с последующей стимуляцией иммунной системы и эндотелия сосудов (рисунок).

Сигнальные пути toll-подобных рецепторов [17].

ТПР связаны с соответствующими адапторными молекулами в цитоплазме, инициируют внутриклеточные сигнальные пути, конечным результатом этой активации является экспрессия про- или противовоспалительных молекул. Активация IKK-комплекса ведет к освобождению NF-κВ, который транслоцируется в ядро, инициируя экспрессию провоспалительных молекул. Фосфорилирование IRF3 и IRF7 ведет к индукции противовоспалительных молекул.

Следует отметить, что развивающаяся в ответ на гипоксию реакция является во многом стандартной [17, 18].

Молекулярные паттерны, связанные с повреждением, и дисфункция сосудистого эндотелия при преэклампсии

Дисфункция эндотелия и, как следствие этого, повышение артериального давления (АД) при ПЭ являются центральным звеном патогенеза этой патологии. Последние исследования показали, что DAMP влияют на изменение функции эндотелия. Так, содержание мочевой кислоты (МК) как фактора DAMP повышено в сыворотке крови и при умеренной, и при тяжелой ПЭ [19]. Повышение содержания МК обусловлено гипоксией в утероплацентарном пространстве. Показано, что гипоксия повышает уровень циркулирующей МК более чем в 2 раза [20]. В условиях in vitro показано, что добавление в культуру эндотелиальных клеток МК вызывает высвобождение HMGB1 из эндотелиальных клеток в культуральную среду [21]. Эти авторы подтвердили данные, полученные in vitro, в экспериментах in vivo. Инъекция МК мышам приводила к повышению уровня HMGB1 в плазме крови. Известно также, что уровень HMGB1 повышен в сыворотке крови у беременной при ПЭ [22], а также в плаценте при этой патологии [23].

При гипоксии в трофобласте происходят повышенный синтез и выделение HMGB1 белка, который способен повышать проницаемость эндотелиальных клеток через ТПР4-кавеолин-1 путь [24]. Это подтверждено в прямых экспериментах при добавлении рекомбинантного HMGB1 к монослою эндотелиальных клеток. Авторы сделали вывод, что повышенная проницаемость эндотелиальных клеток, вызванная этим белком, может быть причиной развития отеков и протеинурии при ПЭ. А его ингибирование через путь ТПР4-кавеолин-1 может быть одной из идей для разработки новых препаратов для лечения ПЭ.

HMGB1 способен стимулировать ангиогенез через прямые и опосредованные пути [25]. Прямой путь — это стимуляция пролиферации, миграции и формирования сосудов. Непрямой — повышение освобождения проангиогенных цитокинов из эндотелиальных клеток и макрофагов, стимуляция предшественников эндотелиальных клеток.

Митохондриальные DAMP [26], такие как митохондриальная ДНК (мтДНК), митохондриальный N-формилпептид, АТФ, способны активировать эндотелий сосудов, индуцируя в нем окислительный стресс и воспаление. Все эти лиганды действуют через свои рецепторы: мтДНК — через ТПР-9, N-формилпептид — через формилпептидный рецептор, АТФ — через P2X7-рецептор [26]. Показано, что митохондриальная ДНК из плаценты через активацию ТПР-9 способна вызывать дисфункцию сосудов при ПЭ [27]. Установлена способность синтетического лиганда ТПР-9 влиять подобным образом при беременности. Оказалось, что искусственный лиганд ТПР-9 вызывал у беременных крыс подъем АД и задержку роста плодов. Авторы сделали вывод, что мтДНК, освобождаемая из плаценты при апоптозе, некрозе, пироптозе [28], через ТПР-9 способна индуцировать воспаление в сосудах, повышая АД.

К настоящему времени нет сомнения, что DAMP через активацию инфламмасом [29] способны изменять сосудистую функцию, ведущую к повышению АД при ПЭ, а в более широком плане — вызывать гипертензионные нарушения, осложняющие беременность [18]. Эти события можно представить следующим образом. Гипоксия плаценты как следствие неадекватного ремоделирования спиральных артерий запускает гипоксическое воспаление, приводящее к выделению из плаценты ряда воспалительных факторов, в том числе DAMP, которые через специфические рецепторы активируют инфламмасомы эндотелиальных клеток, что приводит к дисфункции эндотелия и повышению АД.

В качестве дополнительного подтверждения можно привести данные M. Liu и соавт. [30], показавших, что холестеролиндуцированные мембранные микровезикулы являются носителями DAMP. Кроме того, они показали, что неэстерифицированным холестеролом индуцированные микровезикулы (unesterified cholesterol-induced microvesicles — UCMV) распознаются эндотелиальными клетками как сигнал опасности через лектиноподобный рецептор-1 для окисленных липопротеинов низкой плотности (LOX-1), что ведет к активации эндотелия. Важной находкой этих авторов является то, что липопротеины высокой плотности и связанная с ними параоксаназа-1 являются детоксификаторами эндогенных сигналов опасности, снижая их действие на эндотелиальные клетки. Показано также, что растворимый LOX-1 снижается при ПЭ [31]. Эти данные важны не только для понимания их действия на эндотелий периферических сосудов, но и их влияния на эндотелий спиральных артерий, в которых при ПЭ развивается атероз — аналог атеросклероза периферических сосудов.

DAMP и повреждение почек при преэклампсии

Повреждение почек — одних из главных органов-мишеней при ПЭ — также может быть осуществлено DAMP [32]. Повышение содержания МК как фактора DAMP при ПЭ может неблагоприятно влиять на функцию почек [33], через которые этот продукт пуринового обмена преимущественно выводится из организма. МК, генерируемая гипоксией, способна через уратные транспортеры проникать в клетки и активировать NLRP3-инфламмасомы [34] с последующей секрецией ИЛ-1-бета и ИЛ-18, индуцирующих воспаление.

Оказалось, что клетки гломерул экспрессируют различные ТПР-мезангиальные клетки: ТПР-3,4, моноциты/макрофаги-ТПР-1,2,4,6, дендритные клетки-ТПР-4,7,8,9 [35], подоциты-ТПР-4 [36]. Авторы указанных работ также показали, что при воспалении в гломерулах экспрессируется весь спектр ТПР-1—9. Показано также, что фибриноген, являющийся эндогенным лигандом ТПР-4, активируя подоциты через ТПР-4, стимулирует секрецию таких хемокинов, как CCL2, CXCL1, CCL7, CXCL5. Исследователи сделали вывод, что ТПР-4 связывает подоциты с врожденной иммунной системой, и стимуляция ТПР-4 ведет к рекрутированию воспалительных клеток в гломерулы. Под влиянием гиперурикемии в почки мигрируют также фибробласты, что может привести к гломерулосклерозу [33]. Было показано, что повышенный уровень МК, вызывая воспаление в почках, повышает синтез эндотелина-1, а также повреждает подоциты, снижая подоцин и нефрин.

В почках влияние DAMP осуществляется так же, как и в других органах [37]. Некроз клеток ведет к освобождению DAMP, которые через ТПР активируют NF-κВ и инфламмасомы, которые конвертируют про-ИЛ-1-бета с помощью каспазы-1 в зрелую форму ИЛ-1-бета, секреция которого индуцирует воспаление в гломерулах и вызывает гибель подоцитов; подоцитурия — характерный признак ПЭ [38].

На культуре эпителиальных клеток проксимальных канальцев почек показали [39], что растворимая МК способна повышать экспрессию ТПР-4 в эпителиальных клетках почек. Индукция ТПР-4 ведет к повышению экспрессии инфламмасом NALP3, активации каспазы-1, наработке провоспалительного цитокина ИЛ-1-бета и молекулы-1 межклеточной адгезии — индуктора воспаления. Авторы также постулируют не только новую воспалительную функцию DAMP, но и их участие в регенерации клеток почек. Предполагается, что это осуществляется через активацию ТПР-2 аларминами почечных клеток, предшественников клеток эпителия канальцев, ускоряющих регенерацию. Второй механизм регенерации клеток почек, управляемой DAMP, связан с ТПР-4-агонистическими DAMP-активирующими интерстициальными дендритными клетками и макрофагами, освобождающими ИЛ-22, который стимулирует реэпителизацию канальцев [35]. Подтверждением этой функции могут служить данные об участии DAMP HMGB1 в регенерации сосудов [25], а также ИЛ-33 в репарации тканей [40].

Повышенный уровень МК как классического фактора DAMP способен индуцировать дисфункцию эндотелия, связанную с повреждением митохондрий и снижением внутриклеточного содержания АТФ [41]. В почках дисфункция эндотелия ведет к тканевой гипоксии, воспалению, прогрессирующему повреждению функции гломерул, протеинурии. Снижение уровня АТФ как в почках, так и в плаценте при ПЭ в условиях гипоксии носит адаптивный характер, направленный на снижение потребления кислорода в условиях гипоксии. На этом фоне происходят повышенная генерация активных форм кислорода (АФК) митохондриями, индукция окислительного стресса, снижение биодоступности NO, снижение экспрессии аконитазы-2 и эноил-СоА-гидратазы 1 [41]. В почках найден специфичный для этого органа DAMP — уромодулин [42], действующий через ТПР-4. Свое действие он реализует через инфламмасомы NLRP3. Очень важной функцией этого протеина является его способность действовать как цитокиновая ловушка [43], т.е. он способен связывать, инактивировать и усиливать клиренс цитокинов, тормозя тем самым воспаление. Уромодулин также может ингибировать воспаление за счет снижения как системного, так и внутрипочечного окислительного стресса [44].

Заключение

Таким образом, открытие эндогенных лигандов как сигналов опасности во многом меняет наши представления о роли иммунной системы при различных осложнениях беременности, в том числе при преэклампсии. Становится очевидным, что понятие воспаления как компонента ПЭ будет модифицировано в связи с новыми данными. Характер воспаления при ПЭ пока четко не идентифицирован. Приведенные данные во многом приближают нас к более правильному пониманию характера и роли воспаления при преэклампсии.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — В.И. Щербаков, И.М. Поздняков

Сбор и обработка материала — А.В. Ширинская, В.И. Щербаков, И.М. Поздняков

Написание текста — В.И. Щербаков, И.М. Поздняков, А.В. Ширинская

Редактирование — И.М. Поздняков, А.В. Ширинская

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.