Апоптоз при герпетических и папилломавирусных инфекциях

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Апоптоз при герпетических и папилломавирусных инфекциях



страница8/15
Дата12.01.2017
Размер2.31 Mb.
ТипОтчет


1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15

2.2 Апоптоз при герпетических и папилломавирусных инфекциях

По данным ВОЗ заболевания, передаваемые вирусом герпеса, занимают 2-е место (15,8%) после гриппа (35,8%) как причина смерти от вирусных инфекций. На территории России и в странах СНГ от хронической герпетической инфекции страдает не менее 22 миллионов человек [Маянский А.Н. 2005]. Среди вирусных инфекций, поражающих генитальные органы, герпетическая инфекция встречается наиболее часто. Этому возбудителю принадлежит преобладающая роль в этиологии спонтанных абортов и преждевременных родов, в нарушении эмбрио- и органогенеза, врожденной патологии новорожденных. В 85-99% случаев первичная инфекция у них протекает бессимптомно. Антитела к цитомегаловирусу выявляют у 10-15% подростков. К возрасту 35 лет эти антитела выявляют уже у 40% людей. Одной из наиболее часто встречающихся форм рецидивирующей герпес-вирусной инфекции, вызванной вирусами простого герпеса (ВПГ) 1,2 типа, является генитальный герпес. За последние десять лет отмечено значительное увеличение частоты генитального герпеса, регистрирующейся в разных странах, что в значительной мере связано с распространением бессимптомной и недиагностированной форм герпетической инфекции [Исаков В.А. 2006]. По данным проведенных исследований более 80% сексуально активного населения России инфицированы генитальным герпесом, при этом клинические проявления в виде рецидивов отмечаются в 50-75% случаев [Исаков В.А. 2006]. Вирус простого герпеса обуславливает патологию беременности и родов, иногда приводя к спонтанным абортам, гибели плода, или вызывает генерализованную инфекцию новорожденных [Кузьмин В.Н. 2000].

До настоящего времени остается непонятной несостоятельность иммунного надзора при рецидивах герпетической инфекции и неонатальном герпесе. При исследовании зависимости тяжести заболевания от уровня антител получены результаты, указывающие на то, что у детей с признаками инфекции титры были низкими, а у детей, имевших контакт с ВПГ при рождении и не имевших признаков заболевания, отмечались высокие титры вируснейтрализующих антител. У новорожденных с диссеминированной инфекцией в первую неделю часто отсутствуют специфические антитела. Поздние проявления заболевания и более высокие уровни антител при энфефалитах у детей позволили S.Kohl (1990) предположить, что часть случаев вирусных энцефалитов у новорожденных обусловлена реактивацией вируса, а не первичной инфекцией.

Проблема герпетической инфекции состоит в том, что иммунная система реагирует только на свободные вирусные частицы или антигенные детерминанты (внеклеточное расположение), но на латентные вирусы, «укрывшиеся» в нервных клетках ганглиев периферической нервной системы и фагоцитах, иммунная система не реагирует. Иммунные дефекты выявляются только под антигенной нагрузкой.

Апоптоз при интергративных вирусных инфекциях, таких как ВПГ-1,2 и ЦМВИ, является одним из защитных механизмов [Hardwick J.M. 1995]. Формирование противогерпетического иммунитета происходит как при манифестном, так и при бессимптомном течении. Способность к длительному персистированию возможна в связи с наличием у герпес-вирусов многочисленных механизмов, воздействующих на формирование противовирусной иммунной защиты и способствующих уклонению вируса от иммунологического надзора. В ряду факторов, играющих основную роль в противовирусной защите стоят цитотоксические лимфоциты, естественные киллеры, макрофаги, специфические антитела, система интерферона и интерлейкинов [Чередеев А.Н. 1998; Ellermann-Eriksen. S et al. 2005; Smith A.E. 2000]. В результате длительных мутаций вирусами герпеса выработаны многочисленные способы уклонения от иммунного контроля, касающиеся как нарушения работы клеточного звена защиты, цитокиновой сети, уклонения от апоптоза. Индуцированная вирусами иммунная недостаточность способствует их активной репликации в течение длительного времени.

Цитокиновый ответ составляет основу специфических иммунных реакций и оказывает непосредственное влияние на механизмы иммунорезистентности при герпес-вирусной инфекции. Апоптоз реализуется в том числе через рецепторы к иммуноцитокинам, в частности, через рецепторы к ФНО [Hardwick J.M. 1995]. Синтез таких цитокинов как ИФН-α, ИФН-γ, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-12, ИЛ-15, ФНО-α при ВПГ-инфекции приводит к активации основных антигенпрезентирующих клеток и развитию Th1-клеточного противовирусного иммунного ответа [Кетилинский 2000; Ковальчук Л.В. и др., 2004; Paludan S. 2000; Imanishi J. 2000; Salazar-Mather T. et al. 2000; Mogensen S. et al. 2004]. В работах Ершова Н.Н. и соавторов показано, что у пациентов с высокой частотой рецидивов менее одного года отмечено увеличение суммарного содержания лимфоцитов с фенотипом CD8+ и CD16+, выполняющих цитотоксическую функцию, в фазу активации герпес-вирусной инфекции. При течении генитального герпеса с высокой частотой рецидивов более одного года содержание этих клеток достоверно снижается. В период обострения герпес-вирусной инфекции показатели интерферонового статуса у всех больных генитальным герпесом были снижены за счет индуцированной альфа- и гамма-фракции интерферона. При сравнении показателей цитокинового профиля пациентов с рецидивирующей генитальной герпес-вирусной инфекцией в начале рецидива можно наблюдать следующие закономерности: - у пациентов с первичным обострением тенденция к превалированию ИФН-α, ИЛ-18, ИЛ-8, ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-2 – что указывает на активацию макрофагально-моноцитарного звена и Th1-лимфоцитов; у пациентов с рецидивирующим герпесом и длительностью инфекции более 5 лет тенденция к превалированию ИФН-α, ИЛ-1β, ИЛ-18, ИЛ-8, ИЛ-6, ИЛ-4 – что указывает на активацию макрофагально-моноцитарного звена и Th2-лимфоцитов [Ершов Н.И. и др. 2001].

Роль ФНО в развитии рецепторзависимого апоптоза при ВПГ-инфекции не ясна, так как в литературе имеются противоречивые сведения как по концентрациям ФНО-α в крови, так и по концентрации сывороточных маркеров апоптоза. В тоже время не выяснена корреляция между общим цитокиновым профилем пациентов с герпетической нфекцией и активностью апоптоза в зависимости от способа терапии.

Поэтому, актуальной задачей остается изучение механизмов функционирования апоптоза при рецидивирующей герпес-вирусной инфекции и поиск новых препаратов с противовирусной и иммуномодулирующей активностью, регулирующих активность апоптоза для лечения этого заболевания.

Наряду с этим, ВПГ-инфекция может индуцировать функциональные повреждения в неспецифических иммунных эффекторных клетках (изменяет многие функции макрофагов, включая угнетение хемотаксиса, снижение фагоцитоза; при острой инфекции возможно значительное угнетение бласттрансформации лимфоцитов и продукции цитокинов).

Другой особенностью процессов апоптоза при герпетических инфекциях является способность вирусных частиц блокировать защиту организма [Hardwick J.M. 1995]. Некоторые вирусы успешно живут в апоптотических клетках, это представляет определенную опасность для организма и является существенным моментом в патогенезе заболевания [Белушкина Н.Н. 2004]. Это происходит за счет того, что многие вирусы кодируют белки, ингибирующие апоптоз. При этом реализуются в основном две возможности: с помощью гомологов Вс1-2 (структурных или функциональных) и с помощью ингибиторов каспаз. Блок апоптоза усиливается вирусами за счет деградации р53 [Eliopoulos A.G. 1995; Hardwick J.M. 1995].

К вирусам, ингибируюшим апоптоз, относится вирус семейстсва герпесвирусов Эпштейн-Барр, кодирующий белок HMRFI, являющийся гомологом Bcl-2. Аналогичным механизмом ингибирования апоптоза обладают различные вирусы герпеса человека. Способность ингибировать апоптоз позволяет вирусам закончить цикл репликации до гибели клетки [Белушкина Н.Н. 2004; Hardwick J.M. 1995].

Таким образом, вирусы могут индуцировать или блокировать апоптоз в зараженной клетке, как за счет специфического действия продуктов вирусных генов, так и в результате изменения свойств поверхностной мембраны клетки, что делает ее мишенью для цитотоксических иммунокомпетентных клеток. Изучение механизмов цитопатического действия вирусов, а также нарушение регуляции ПГК в этом процессе крайне необходимо для понимания механизмов взаимоотношений: вирус - клетка-хозяин - макроорганизм. Геном HSV1 присутствовал, в основном, у EBV-инфицированных больных. Кроме того, данные больные имеют более тяжелое клиническое течение лимфомы (средней и высокой степени злокачественности), по сравнению с теми больными, у которых присутствовал только геном EBV [Sinkovics J.G. 1995]. Таким образом, наличие коинфекции вирусами герпетической группы может быть показателем степени обострения и/или прогрессирования данного заболевания.



В работах Белушкиной Н.Н. (2004) было обнаружено, что количество лимфоцитов, находящихся в состоянии апоптоза у пациентов с EBV практически не отличалось от величины, наблюдаемой у здоровых доноров (1,1 -2,2% и 1,6% от общего числа клеток, соответственно). Усиления спонтанного апоптоза в лимфоцитах пациентов с коинфекцией, содержащих в геноме лимфоцитов геном вируса HTLV1 (1,2% и 1,1 клеток от общего числа клеток у пациентов EBV+ (HTLV1+ и EBV+) соответственно), обнаружено не было. Отсутствие изменения количества лимфоцитов в состоянии апоптоза в периферической крови обследуемых пациентов относительно группы доноров может быть связано с тем, что в периферической крови апоптозные клетки быстро фагоцитируются макрофагами, что не позволяет зарегистрировать это явление в периферической крови.

Инфекция вируса папилломы человека достаточно широко распространена и у подавляющего большинства женщин проходит транзиторно. Однако у части инфицированных женщин возникают дисплазии шейки матки, которые чаще всего регрессируют и лишь 1% легких дисплазий переходит в рак. Персистенция вируса с длительной активной экспрессией вирусных онкогенов инициирует многостадийный процесс, в результате которого клетки эпителия шейки матки приобретают генетические и эпигенетические нарушения, способствующие опухолевой прогрессии. Эти нарушения затрагивают гены, контролирующие иммунный ответ, регуляцию клеточного цикла, апоптоз. Этиологию неопластических заболеваний шейки матки в настоящее время многие связывают с инфицированием ее тканей вирусом папилломы. Так, A.Sanchez-Perez и соавт. (2001) считают, что вирус папилломы человека типа 16 (HPV-16) как опухолевый вирус ДНК является ответственным за развитие рака шейки матки. По мнению C.Kim и соавт. (2001), инфицирование папилломатозным вирусом (HPV) четко связано с возникновением рака шейки матки, а выявление гипоксии опухоли имеет прогностическое значение при этом заболевании матки у человека.

Геном ВПЧ разделен на 3 функционально активных региона: Long control region (LCR), early (E), late (L). Область LCR участвует в регуляции транскрипции вирусных генов [Shoji Y.,1996]. Регион Е включает ранние гены (Е-6, Е-7, Е-1, Е-2, Е-4, Е-5), кодирующие ранние белки. Поздние гены (L-l, L-2) кодируют структурные белки вириона. Три ранних гена (Е-1, Е-2, Е-4) контролируют функции, необходимые для репродукции вируса, причем Е-2 обладает функциями регулятора транскрипции вирусной ДНК, которая начинается в регуляторной области LCR. Гены Е-5, Е-6, Е-7 обладают активностью, стимулирующей пролиферацию и трансформацию клеток [Sanchez-Perez A.M. 1997]. Инициирующим фактором выступают мутации в различных участках Е-1, в результате чего ДНК ВПЧ внедряется в хромосомы клетки хозяина [Sanchez-Perez A.M. 1997]. После интеграции циркулярная ДЖ открыта в области Е-1 и Е-2 генов, что заканчивается их разрушением, приводящим к неконтролируемой экспрессии генов Е-6, Е-7 и соответственно к повышению синтеза белков Е-6, Е-7. Протеины Е-6, Е-7 названы онкобелками, так как их мишенями являются белки — супрессоры опухолевого роста — р53 и pRb, участвующие в регуляции апоптозаВ нетрансформируемых HPV-инфицированных клетках, по данным A. Sanchez-Perez и соавт. (1997), HPV Е2 протеин регулирует транскрипцию вирусных онкогенов Е2 и Е7. Злокачественная трансформация обычно сопровождается деструкцией гена Е2 и затем нарушением регуляции экспрессии Е6 и Е7. Авторы показали, что повторное внедрение протеина HPV-16 Е2 в HPV-16-трансформированные линии клеток рака шейки матки приводит к снижению скорости роста, а отсутствие сывороточных факторов роста - к гибели клеток через апоптоз. Экспрессия Е2 повышает уровень E6/E7 mRNA. Это приводит к увеличению уровня Е7 протеина, что, в свою очередь, вызывает повышение содержания свободного E2F и стимуляцию апоптозной гибели клеток. Полученные авторами данные показывают, что разрушение гена E2 приводит к появлению HPV-трансформированных клеток, которые менее подвержены апоптозу и, следовательно, более склонны образовывать опухоль шейки матки.

C. Kim и соавт. (1997) исследовали зависимость между гипоксией и апоптозом на эпителиальных клетках человека, экспрессирующих онкопротеины HPV-16 высокого риска. In vitro гипоксия стимулировала индукцию p53 и апоптоз в первичных эпителиальных клетках шейки матки с генами HPV E6 и E7, но не с фибробластами шейки матки, инфицированными E6 и E7. Линии клеток дериватов HPV-зависимой плоскоклеточной карциномы шейки матки человека были значительно менее чувствительны к апоптозу, вызванному гипоксией, по-видимому, за счет того, что они приобретали дополнительные генетические изменения, которые снизили чувствительность к апоптозу. Хотя этот процесс длительного культивирования клеток приводит к селекции субпопуляций эпителиальных клеток, экспрессирующих HPV протеин и имеющих сниженный апоптозный потенциал, экспозиция этих клеток в условиях гипоксии ускоряет процесс селекции. Полученные результаты указывают на роль вызванной гипоксией селекции клеток со сниженным апоптозным потенциалом при развитии опухоли у человека и могут частично объяснить, почему опухоли шейки матки со сниженным содержанием кислорода более агрессивны.

Y. Shoji и соавт. (1996) поставили цель выяснить роль апоптоза в развитии рака шейки матки, включая интраэпителиальные неоплазии, микроинвазивную карциному и инвазивную плоскоклеточную карциному, и отношение их к клеточной пролиферации и к инфекции HPV. Выявлена значительная положительная корреляция между степенью гистологической злокачественности при интраэпителиальной неоплазии и степенью инвазии опухоли в строму. Апоптоз при злокачественной неоплазии шейки матки может быть тесно связанным с дифференциацией и прогрессированием злокачественных клеток. Однако не представляется вероятным, что HPV сам по себе имеет прямое отношение к путям управления апоптозом.

Согласно последним молекулярным исследованиям онкопротеинов Е6 и Е7, HPV высокого риска сможет значительно изменять нормальную регуляцию клеточного цикла. Изменения регуляции клеточного цикла могут отражать изменения в балансе между ростом клеточной массы и потерей клеток вследствие апоптоза в клеточной популяции, экспрессирующей Е6 и/или Е7. C.Isacson и соавт. (1996) провели изучение кинетики клеточной пролиферации и апоптоза при неоплазме шейки матки и сравнили риск изменений, вызванных HPV. Индекс клеточной пролиферации, по данным определения ядерного антигена Ki67, повышается параллельно с увеличением степени поражения. Апоптоз не наблюдался в нормальных эпителиальных клетках, очень редко находили апоптозные клетки при низкой степени поражения. Однако выявлен низкий, но доступный измерению апоптозный индекс в поражениях высокой степени, который коррелировал со степенью поражения. Не обнаружено заметной связи между пролиферацией и апоптозным индексом при поражениях легкой степени. Эти данные подтверждают, что степень апоптоза при поражениях вследствие папилломатозной инфекции коррелируют скорее с пролиферативной активностью, чем с типом инфекции.

С целью оценки трансформации клеточных характеристик неопластических изменений в эпителии шейки матки H.Furuya и соавт. (1995) исследовали популяции клеток в состоянии апоптоза и на фоне пролиферативных циклов в нормальном и диспластическом эпителии, при карциноме in situ и при инвазивной карциноме. Относительное содержание клеток в состоянии апоптоза снижалось по мере прогрессирования процесса и было максимально низким при карциноме in situ, чем при дисплазии. Наоборот, относительное содержание клеток в цикле пролиферации повышалось по мере прогрессирования процесса и было выше при дисплазии, чем в норме. Отношение в процентах ДНК к ФР превышало 1 при нормальной шейке матки и при дисплазии, но было меньше 1 при карциноме in situ и инвазивной карциноме. Не выявлена выраженная корреляция между ДНК и GF. Полученные данные позволяют предположить, что снижение интенсивности апоптоза может отражать атипичные изменения в клетках шеечного эпителия в процессе их неопластических изменений и что пролиферативная активность в месте неопластического процесса возникала у больных с диспластическими изменениями шеечного эпителия в периоде перехода в карциному in situ.

Определенное внимание уделяется изучению эффективности химиотерапии злокачественных новообразований шейки матки с учетом роли апоптоза клеток. Так, K. Butz и соавт. (1996) показали, что лечение генотоксическим агентом, таким, как митомицин С и цисплатин, приводит к выраженной регрессии экспрессии вирусного онкогена l E6/E7 в HPV16- и HPV18-позитивных линиях раковых клеток рака шейки матки. Кинетический анализ выявил, что снижение экспрессии E6/E7 не является обязательным предшественником индукции p21WAF1. Авторы нашли, что ген bax может быть следствием генотоксического стресса у части, но не у всех, линий HPV-позитивных раковых клеток. Обработка ДНК повреждающими агентами может приводить к апоптозной смерти HPV-позитивных раковых клеток, независимо от их способности продуцировать p53 ген bax. Способность раковых HPV-позитивных клеток вызвать апоптозную смерть клеток в ответ на повреждение ДНК может расцениваться как следствие на молекулярном уровне терапевтического эффекта генотоксических влияний в лечении рака шейки матки.

G.Garzetti и соавт. (1996) изучали отношения между экспрессией протеина p53, апоптозом аутологичных опухолевых клеток и клиническим ответом на неоадъювантную химиотерапию у больных аденокарциномой шейки матки. В исследование включены 14 женщин со II стадией плоскоклеточного рака. Больные получали комбинированную химиотерапию, состоящую из 3 циклов цисплатина (80 мг/м2) и блеомицина (30 мг/м2). После химиотерапии больным выполняли радикальную операцию. У 10 (71,4%) больных получен клинический эффект (у 2 полный и у 8 частичный), в то время из остальных 4 (28,6%) у 3 не было изменений и у 1 - отмечалось ухудшение после химиотерапии. Выявлена выраженная корреляция между сверхэкспрессией p53 и чувствительностью к химиотерапии. У больных с положительным результатом лечения обнаружена более высокая частота появления p53 положительных клеток, чем у больных с отрицательным результатом лечения (p=0,05). Проведенные исследования определили взаимосвязь экспрессии p53 и чувствительности к цисплатину при локальной развитой карциноме шейки матки, подтверждая положение, что цитотоксическое действие цисплатина может активировать управляемый р53 апоптоз. По данным M. Ueda и соавт. (1997), в культуре клеток рака шейки матки (ОМС-1 плоскоклеточный рак и ОМС-4 аденокарцинома) после внутривенного введения 5-фторурацила в дозе 0,1-10 мг/мл наступила дозозависимая ингибиция числа живых клеток и повышение поглощения 6-3H-дезоксиуридина в ДНК. Эти результаты хорошо коррелируют с показателями апоптоза клеток, определяемого in situ методом TUNEL. Флоуцитометрический анализ показал, что экспрессия Fas антигена клетками повышается при инкубации с 10 мг/мл 5-фторурацила. Более того, TUNEL срезов тканей резецированной матки показал, что апоптоз появляется более часто у больных, леченных до операции 5-фторурацилом по 500 мг/м2 в сутки в течение 8 дней, по сравнению с больными, не получавшими препарат. Эти данные указывают, что достигаемый терапевтический уровень препарата тормозит рост клеток и синтез ДНК и приводит к гибели апоптозных клеток.


1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15

  • вируса папилломы человека
  • дисплазии шейки матки
  • вирусных