Механизмы иммуномодулирующего действия гормонов репродукции Ширшев, Сергей Викторович

Введение к работе

Актуальность проблемы. Беременность является одним из загадочных феноменов иммунологии репродукции. Воспроизводство потомства стоит на одном из первых мест в иерархии жизненноважных функций млекопитающих. Однако, механизмы, обеспечивающие рост и развитие плода, несущего признаки генетической чужеродности, до сих пор остаются не выясненными. Изучение трансплантационного иммунитета, равно как и расшифровка некоторых механизмов персистенции опухолевых клеток, несмотря на близость решаемых задач, не дают ответа на вопрос: каков сценарий иммунопротекции, решающей судьбу оплодотворенной яйцеклетки в женском организме?

В последнее время появляется все больше публикаций, рассматривающих процессы репродукции с позиции иммунотрофики, предполагающей активное участие лимфоцитов матери в процессах формирования и развития плода при беременности [Wegmann, 1987]. Показано, что цитокины иммуннокомпетентных клеток матери способны активировать рост трофобласта и блокировать его неуместную инвазию в ткани матки [Hunt, 1989].

Значение гормонов в нейроэндокринной системе контроля процессов иммуногенеза достаточно велико и на данный момент не требует дополнительных подтверждений. Тем не менее, до сих пор отсутствуют попытки концептуального осмысления возможных механизмов гормонального контроля иммунных реакций при беременности.

Одним из необходимых условий создания подобной концепции является исследование молекулярных механизмов гормонального контроля как на уровне отдельных гормонов, так и в условиях их совместного действия. Изучение взаимоотношений: гормон - гормон, гормон - цитокин в разрезе иммуномодули-рующей активности позволило бы более достоверно отразить механизмы гормонального контроля иммунных реакций при физиологической беременности.

Цель и задачи исследования

Целью данной работы было изучение механизмов иммуномодулирующего действия отдельных гормонов репродуктивной сферы и выявление общих закономерностей взаимодействия этих гормонов при формировании гуморального иммунного ответа, а также исследование зависимости их эффектов от функцио-

налыюй активности иммунокомпетентных клеток и присутствия цитокинов. В работе решались следующие основные задачи:

1. Исследовать иммуномодулирующие эффекты физиологических доз хо-рионического гонадотропина (ХГ) in vivo и in vitro на спленоцитах, реализующих гуморальный иммунный ответ.

2. Определить самостоятельные и инициируемые ХГ иммуномодулируюшие эффекты эстрадиола (Ег) и прогестерона на процессы формирования АОК и секреции основного автокоида репродукции - простагландина F2_a (PGF2_a).

3. Изучить молекулярные механизмы действия ХГ на иммунокомпетентные клетки селезенки, формирующие первичный иммунный ответ.

4. Выявить способность репродуктивных гормонов (ХГ и эндогенных половых стероидов яичника) влиять на процессы генерации и функциональную активность спленоцитов-супрессоров гуморального иммунного ответа, а также исследовать молекулярные механизмы действия ХГ на данный тип иммунокомпетентных клеток.

5. Изучить молекулярные механизмы совместных гормональноцитокино-вых эффектов на спленоциты, формирующие гуморальные иммунные реакции.

6. Исследовать зависимость иммуномодулирующих эффектов ХГ от уровня функциональной активности иммунокомпетентных клеток.

Научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы

В результате проведенных исследований выявлен ряд новых закономерностей, определяющих процессы функционирования иммунокомпетентных клеток, реализующих гуморальный иммунный ответ в условиях гормонального воздействия, моделирующего эндокринный фон по основным репродуктивным гормонам при беременности. Показано, что половые стероидные гормоны in vitro обладают ярко выраженным иммуностимулирующим действием, а ХГ, контролирующий синтез и секрецию половых стероидных гормонов маточноплацентар-ной структурой, напротив, обладает иммунодепрессивной активностью. Впервые расшифрован вероятный механизм иммуномодулирующих эффектов физиологических доз ХГ. Показана возможность экспрессии высоко- и низкоафинных гормональных рецепторов ХГ, сопряженных с аденилатциклазным комплексом

мембраны интактных клеток селезенки. Установлены популяции спленоцитов, избирательно реагирующих с низкой и высокой дозами этого гормона. Показано, что низкая доза гормона, взаимодействуя с нммуноцитом, как правило, снижает уровень сАМР, а высокая - повышает. Функциональную активность интактных Т-лимфоцитов способна модулировать только высокая доза ХГ. При изучении процессов взаимодействия женских половых стероидных гормонов и ХГ, как единой ауторегулирующей системы, были получены оригинальные данные, раскрывающие реципрокныи механизм иммуномодулирующих эффектов исследуемых гормонов.

Впервые изучен механизм угнетающего действия ХГ на функциональную активность зрелых спленоцитов-супрессоров. Установлен ранее неизвестный эффект ХГ, позволяющий рассматривать гормон в качестве костимулнрующего агента при взаимодействии ИЛ2 с неактивированными иммунокомпетентными клетками. На основании полученных результатов сформулирована новая концепция гормональной иммуномодуляции, строящаяся на принципах доминирования иммунопотенцирующих эффектов в системе, где находятся два и более им-мунотропных агента; зависимости гормональных эффектов от популяционного состава иммунокомпетентных клеток, уровня их функциональной активности и цитокинового присутствия.

Проведенные исследования открывают ряд принципиально новых направлений в изучении проблем эндокринного контроля иммунной системы во время беременности, и в целом, как биологического явления. Работа показывает необходимость комплексного подхода в оценке иммуномодулирующих эффектов отдельно взятого гормона с учетом всех возможных факторов, способных мимикрировать его эффекты. В теоретическом плане, представленные исследования существенно расширяют представления о гормонах репродукции как важных интегрирующих элементах сложной схемы иммуноэндокринного контроля процессов гестации. Показан один из аспектов иммунного гомеостаза при физиологически протекающей беременности, суть которого заключается в само- и взаиморегулировании системы, тесной скоординированности запросов иммунокомпетентных клеток на регуляторные сигналы гормонов с уровнем активности и дифференцировки иммуноцитов. Расшифровка молекулярных механизмов имму-номодулирующего действия ХГ позволяет понять сложность его эффектов, а

главное, предвидеть направленность его действия в конкретных условиях. Полученные данные могут быть использованы для разработки принципиально новых подходов в изучении патогенеза абортов и патологии невынашивания.

В практическом плане полученные данные могут быть использованы в клинике акушерства и гинекологии для разработки новых приемов в тактике терапии и ведения пациенток с высоким риском спонтанных абортов, беременности, осложненной вирусной или бактериальной инфекцией, а также при онкологических заболеваниях репродуктивной сферы, связанных с гормон-продуцирующими или гормон-зависимыми опухолями. Не исключена возможность использования ХГ как фактора цитокинового ряда, в частности при ЛАК-терапии онкологических больных или больных с различными формами иммуно-дефицитов. Наиболее удачным такое сочетание представляется у пациентов с явлениями эндокринной дисфункции.

Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедр нормальной и патологической физиологии, фармакологии, акушерства и гинекологии Пермской медицинской академии и биологического факультета Пермского государственного университета.

Апробация работы

Апробация проведена на совместном заседании Ученого Совета Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН и Пермской государственной медицинской академии. Основные положения диссертации были представлены на следующих международных, всесоюзных и российских конференциях, симпозиумах и съездах:

- III Всесоюзном симпозиуме с международным участием "Иммунология
репродукции" (Киев, 1987);

-1 Всесоюзном иммунологическом съезде (Сочи, 1989);

IV Международном конгрессе по репродуктивной иммунологии (Киль, Германия, 1989);

IV Всесоюзном симпозиуме с международным участием "Иммунология репродукции" (Киев, 1990);

V Всесоюзном симпозиуме "Взаимосвязь нервной и иммунной систем" (Оренбург, 1990);

V Всесоюзном симпозиуме "Взаимодействие нервной и иммунной систем"

(Ростов-на-Дону, 1990);

II Всероссийском съезде эндокринологов (Челябинск, 1991);

1 Съезде иммунологов России (Новосибирск, 1992);

5-ом Международном конгрессе по репродуктивной иммунологии (Рим, Италия, 1992);

- Международном симпозиуме по иммунотерапии инфекций (Берлин, Германия, 1993);

- 2-ом Международном форуме по репродуктивной иммунологии
(Магдебург, Германия, 1993);

- 2-ом Международном конгрессе ISNIM (Салерно, Италия, 1993);

- 12-ом Европейском иммунологическом конгрессе (Барселона, Испания,
1994);

- XII Российской научной конференции "Факторы клеточного и гумораль
ного иммунитета при различных физиологических и патологических состояниях"
(Челябинск, 1995);

- Первом Международном симпозиуме по СПИД и цитокинам (Реймс,
Франция, 1995);

- Международной конференции ICONE'95 (Санкт-Петербург, 1995).
Публикации. Основные результаты опубликованы в 50 работах

(монография - 1; журнальные статьи - 26; работы в сборниках и тезисы докладов -23).

Структура и объем диссертации. Работа включает следующие разделы: "Введение", "Обзор литературы" (4 главы), "Материалы и методы", "Собственные результаты" (6 глав), "Обсуждение", "Выводы" и "Список литературы" (685 источников). Работа иллюстрирована 27 рисунками и 43 таблицами. Общий объем диссертации 401 страниц.