Роль макрофагов в развитии нейровоспаления при рассеянном склерозе

Рассеянный склероз (РС) — аутоиммунное демиелинизирующее заболевание центральной нервной системы (ЦНС) с ранним началом нейродегенеративных изменений [1]. РС является одной из наиболее сложных и социально значимых проблем в современной неврологии, что связано с постоянной тенденцией к росту заболеваемости, а также с инвалидизацией больных РС, представляющих собой преимущественно молодых людей [2].

Основной гипотезой иммунопатогенеза РС является положение о нарушении иммунологической толерантности и активном проникновении через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) в ткань мозга аутореактивных эффекторных иммунных клеток, сенсибилизированных к антигенам миелина. Показано критическое патогенетическое значение при экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите (ЭАЭ) и РС Th1- и Th17-клеток, вырабатывающих провоспалительные цитокины интерферон-γ (ИФН-γ) и интерлейкин-17 (ИЛ-17) [3]. Патогенетическая роль Th17-клеток при РС обусловлена их способностью мигрировать из периферии в ЦНС посредством экспрессии хемокиновых рецепторов (CCR-6 [CD196]) и продукции провоспалительного ИЛ-17, дестабилизирующего ГЭБ [4, 5]. Показано, что большинство препаратов патогенетической терапии РС подавляет функции Th17-клеток [6].

Также установлена важная роль гуморального звена иммунного ответа в иммунопатогенезе РС, на что указывают высокая диагностическая ценность определения олигоклональных иммуноглобулинов и свободных легких k- и λ-цепей иммуноглобулинов в цереброспинальной жидкости, а также клиническая эффективность анти-B-клеточной терапии при РС [7, 8]. Участие B-клеток в патогенезе РС многофакторное и связано не только с продукцией аутоантител, но также с секрецией цитокинов и презентированием антигенов [9]. При РС B-лимфоциты могут локализоваться в оболочках головного мозга и формировать эктопические лимфоидные фолликулы. Более того, именно с формированием таких лимфоидных фолликулов связывают развитие кортикальной демиелинизации и прогрессирование заболевания [10, 11].

В целом эффекторная фаза патогенеза РС к настоящему моменту достаточно подробно изучена, о чем свидетельствуют успехи современной патогенетической терапии заболевания. Однако этиология РС, а также механизмы, способствующие срыву иммунологической толерантности и развитию аутоиммунного ответа в отношении антигенов ЦНС, нуждаются в уточнении. Согласно современным представлениям, ключевое значение в развитии аутоиммунного ответа может принадлежать антигенпрезентирующим клеткам, способным активировать T-клетки, а также направлять их дифференцирование. Из числа антигенпрезентирующих клеток наибольшее внимание привлекают дендритные клетки и макрофаги. Известно, что макрофаги имеют ключевое значение как в индукции аутоиммунного воспаления, так и в поддержании иммунологической толерантности в ЦНС.

Макрофаги занимают центральное место среди клеток врожденного иммунитета и в зависимости от фенотипа обладают как про-, так и противовоспалительными свойствами (M1- и M2-макрофаги соответственно). В ЦНС макрофаги присутствуют в периваскулярном пространстве, сосудистых сплетениях и мягкой мозговой оболочке. Важно, что резидентные макрофаги ЦНС формируют микроглию, способную продуцировать цитокины, презентировать антигены и, таким образом, участвовать в запуске/поддержании локального аутоиммунного воспаления или, напротив, поддерживать иммунологическую толерантность по отношению к антигенам ЦНС. Установлено, что как в острых, так и в хронических очагах демиелинизации при РС макрофаги присутствуют в значительно большем количестве по сравнению с T- и B-лимфоцитами [12—14]. При этом в составе очагов демиелинизации обнаруженные макрофаги представляют собой несколько клеточных популяций: резидентные глиальные клетки ЦНС, а также моноциты, которые мигрируют через ГЭБ из периферии в ЦНС и дифференцируются в макрофаги, что является характерной особенностью при ЭАЭ и РС, так как в норме такие инфильтрирующие макрофаги в ткани мозга отсутствуют [12—14].

Важно, что критическое патогенетическое значение при РС могут иметь как клетки микроглии, так и макрофаги, мигрирующие из периферии. Так, было установлено, что активация клеток микроглии предшествует развитию клинических симптомов, а также инфильтрации миелоидных клеток из периферии в ЦНС при ЭАЭ. В то же время на пике заболевания клетки микроглии составляют не более 37% от общего количества макрофагов и CD11c⁺-дендритных клеток, обнаруженных в очагах демиелинизации, что может указывать на участие микроглии и макрофагов на разных стадиях патологического процесса. Вполне вероятно, что активация клеток микроглии происходит на ранней стадии нейровоспаления [15]. Эти данные подтверждаются и другими исследованиями. Так, при гистологическом исследовании ткани мозга больных РС была выявлена активация клеток микроглии в нормально выглядящем белом веществе (до клеточной инфильтрации из периферии и повреждения миелина), что также указывает на раннюю активацию микроглии [16].

Напротив, в эффекторную фазу происходит вовлечение именно макрофагов с периферии, с миграцией которых связано клиническое прогрессирование заболевания. В исследовании B. Ajami и соавт. [17] было показано уменьшение выраженности клинических симптомов ЭАЭ на фоне блокады рецепторов CCL2 и CCR2 на моноцитах, необходимых для их миграции через ГЭБ. В ряде других исследований было установлено, что деплеция циркулирующих в крови моноцитов до индукции ЭАЭ приводит к его более позднему развитию и последующему мягкому течению. Кроме того, было показано, что деплеция моноцитарных клеток у животных с воспроизведенным ЭАЭ замедляет прогрессирование клинической симптоматики [18—20].

Участие макрофагов в патогенезе РС может заключаться не только в развитии и поддержании аутоиммунного воспаления с последующей демиелинизацией. При ЭАЭ было установлено, что макрофаги также способны опосредовать и нейродегенеративные нарушения (аксональная дегенерация), преобладающие при прогрессирующих формах заболевания и являющиеся основной причиной развития стойкого неврологического дефицита [21]. Эти данные также подтверждаются и при РС. В нескольких исследованиях у больных как ремиттирующим, так прогрессирующими формами РС (первично- и вторично-прогрессирующий РС) была выявлена корреляция между накоплением белка-предшественника β-амилоида (маркер аксонального повреждения) в поврежденных аксонах и количеством макрофагов в месте повреждения [22—24]. Обнаружение участия макрофагов в развитии аксонального повреждения при РС также обусловливает большой практический интерес к патогенетической роли макрофагов при данном заболевании, так как среди более десяти препаратов патогенетической терапии ремиттирующего РС лишь часть обладает низкой эффективностью при прогрессирующих формах РС [25].

Важно, что при РС макрофаги способны оказывать и противовоспалительный эффект, связанный, прежде всего, с функциями M2-макрофагов, способных продуцировать противовоспалительные факторы и участвовать в поддержании иммунологической толерантности как на периферии, так и в ЦНС [16]. Было показано, что адаптивный перенос M2-макрофагов оказывает не только профилактический, но и терапевтический эффект при ЭАЭ [26, 27]. У больных РС противовоспалительный эффект M2-макрофагов также подтверждается их обнаружением в бляшках РС в фазе ремиелинизации, наступающей после разрешения в них воспаления [28].

В целом важное патогенетическое значение макрофагов в патогенезе РС не вызывает сомнений. Наряду с Th17-клетками и B-лимфоцитами модуляция функций макрофагов рассматривается как одна из ключевых задач патогенетической терапии РС.

Несмотря на достигнутые в последние годы успехи в патогенетическом лечении, терапия больных РС остается важной проблемой практической неврологии. В настоящее время одобрено более десяти препаратов для лечения различных форм РС. Все они объединены в одну группу — препараты, изменяющие течение РС (ПИТРС). На основании эффективности выделяют несколько линий ПИТРС. Для большинства ПИТРС T- и B-лимфоциты являются ключевыми мишенями (хотя каждый препарат обладает собственным уникальным механизмом действия). Также показано влияние ПИТРС на дендритные клетки. В частности, основной механизм действия препарата глатирамера ацетат связан с модуляцией функций дендритных клеток [43]. В то же время эффект ПИТРС на функции макрофагов и моноцитов менее изучен, хотя и показан для большинства из них (см. таблицу).

Влияние ПИТРС, на функции моноцитов и/или макрофагов при ЭАЭ и РС

Примечание. * — не зарегистрирован для терапии РС.

В последние годы интерес к макрофагам как ключевым игрокам в патогенезе РС существенно возрос. Прогрессирование РС все больше связывают с наличием локального воспаления в ЦНС (нейровоспаления), в развитии которого микроглия может иметь критическое значение. Как уже отмечалось, существующие ПИТРС обладают ограниченным эффектом на нейровоспаление (в связи с их низкой проницаемостью через ГЭБ), и, как следствие, низкой эффективностью при прогрессирующих формах РС [25, 44]. В связи с этим исследование механизмов, позволяющих модулировать функции макрофагов/микроглии в ЦНС, является важной задачей.

С этой точки зрения наибольшее внимание привлекают биогенные амины, в частности дофамин, норадреналин и серотонин, рецепторы к которым экспрессируются клетками как нервной, так и иммунной систем [45]. Серотонин является одним из ключевых нейротрансмиттеров и опосредует множество эффектов в ЦНС. С другой стороны, серотонин участвует и в регуляции иммунного ответа. При РС показано прямое участие серотонина как в развитии нейропсихологических нарушений, так и в иммунопатогенезе заболевания [46]. Исследования последних лет показали, что серотонин, а также серотонинергическая терапия способны модулировать функции клеток как врожденного, так и адаптивного иммунного ответа. Показано, что рецепторы к серотонину экспрессируют T- и B-лимфоциты, нейтрофилы, моноциты, макрофаги, дендритные клетки [47].

Влияние серотонина на функции макрофагов недостаточно изучено. Известно, что в моноцитах человека экспрессируется мРНК генов-рецепторов серотонина, в частности 5-HT_1E, 5-HT_2A, 5-HT₃, 5-HT₄ и 5-HT₇, в макрофагах — 5-HT_1A, 5-HT_2A, 5-HT_2B, 5-HT_2C, 5-HT₃ и 5-HT₇ [48, 49]. Также была установлена экспрессия в макрофагах транспортера серотонина [50]. В то же время способность макрофагов продуцировать серотонин, а также значение активации или блокады различных рецепторов серотонина на макрофагах предстоит уточнить. Немногочисленные данные указывают, что активация 5-HT_2B-рецепторов может быть связана с M2-поляризацией макрофагов [49, 51]. Схожие результаты были получены при исследовании влияния агониста 5-HT_2B-рецепторов на функции дендритных клеток. Так, A. Szabo и соавт. [52] установили, что стимуляция 5-HT_2B-рецепторов с использованием агониста 5-HT_2B-рецепторов BW 723C86 подавляет активацию CD1a⁺-дендритных клеток человека и снижает продукцию ими ИЛ-6, -8 и -12. Также была обнаружена сниженная способность таких дендритных клеток индуцировать Th1- и Th17-иммунный ответ.

Частично эти данные согласуются с результатами недавнего исследования, в котором было установлено, что флуоксетин оказывает ингибирующий эффект на продукцию ИЛ-6 и ИЛ-1β стимулированными дендритными клетками больных ремиттирующим РС и здоровых доноров. При этом блокада 5-HT_2B-рецепторов специфическим антагонистом RS 127445 снижала выраженность ингибирующего эффекта флуоксетина на продукцию ИЛ-1β в обеих группах и ИЛ-6 в группе здоровых доноров. Активация 5-HT_2B-рецепторов специфическим агонистом (BW 723C86), напротив, усиливала ингибирующий эффект флуоксетина на продукцию дендритными клетками ИЛ-6 в обеих группах, но не изменяла эффект флуоксетина на продукцию ИЛ-1β. Блокада 5-HT_1A- и 5-HT_2A-рецепторов специфическими антагонистами (NAD 299 и MDL 100907 соответственно) не оказывала какого-либо влияния на ингибирующий эффект флуоксетина на продукцию цитокинов [53]. В целом имеющиеся к настоящему моменту данные позволяют предположить противовоспалительный эффект активации 5-HT_2B-рецепторов как на дендритных клетках, так и на макрофагах, что тем не менее нуждается в уточнении.

Влияние селективных ингибиторов обратного захвата серотонина на функции макрофагов также мало изучено. В экспериментах на грызунах было обнаружено, что терапия флуоксетином или флувоксамином оказывает ингибирующий эффект на цитотоксическую активность макрофагов. В то же время в экспериментах in vitro эти данные не подтвердились [54]. В другом исследовании было показано влияние флуоксетина на NLRP3-инфламмасому: флуоксетин подавлял активацию NLRP3-инфламмасомы, расщепление каспазы-1 и секрецию ИЛ-1β инфильтрирующими макрофагами, а также клетками микроглии [55].

В нескольких исследованиях также изучалось влияние дофамина на функции макрофагов и микроглии. В частности, было показано, что дофамин подавляет продукцию провоспалительных цитокинов ИЛ-6 и ИЛ-1β липополисахарид (ЛПС)-стимулированными клетками микроглии грызунов путем подавления NF-kB-сигнального пути. В то же время рецепторы, способные опосредовать ингибирующий эффект дофамина на клетки микроглии, не были установлены: блокада или активация D₁- и D₂-рецепторов дофамина специфическими антагонистами/агонистами не влияла на ингибирующий эффект дофамина [56].

В другом исследовании было показано влияние дофамина на макрофаги посредством подавления NLRP3-инфламмасомы. Дофамин снижал активацию NLRP3-зависимой каспазы-1, а также продукцию ИЛ-1β и ИЛ-18 клетками микроглии, стимулированными ЛПС и аденозинтрифосфатом. Было установлено, что данный эффект дофамина может быть опосредован D₁-рецептором дофамина: выключение D₁-рецепторов дофамина блокировало ингибирующий эффект дофамина на активацию NLRP3-инфламмасомы, тогда как агонист D₁-рецептора дофамина (A-68930), напротив, оказывал сопоставимый с дофамином ингибирующий эффект [57].

Таким образом, существующие данные указывают на ключевую роль макрофагов в патогенезе РС. Важно, что макрофаги/микроглия могут выступать в качестве инициаторов аутоиммунного воспаления непосредственно в ЦНС и далее в наибольшей степени опосредовать нейровоспаление, лежащее в основе прогрессирования РС. Дальнейшее изучение новых механизмов модуляции функций макрофагов в ЦНС, в частности посредством таргетирования рецепторов биогенных аминов, возможно, позволит разработать дополнительные методы терапии РС.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Москвы в рамках научного проекта №21-315-70014.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.