Введение к работе
Актуальность проблемы.
Современные молекулярно-биологические методы позволяют создавать
генетически модифицированные организмы, включая лабораторных мышей, с целью изучения функции того или иного гена in vivo. Знания, полученные на таких моделях, особенно важны для медицины, поскольку позволяют соотнести результаты с эпидемиологическими данными по предрасположенности к заболеваниям. Кроме того, изучение мышей с генетическим дефицитом по продукту какого-то гена, участвующего в патогенезе заболевания, является частью предклинической оценки терапевтических подходов, основанных на фармакологической блокировке кодируемого этим геном продукта.
Улучшение контроля над инфекционными заболеваниями в последние десятилетия привело к существенному увеличению частоты возникновения различных аутоиммунных патологий, таких как ревматоидный артрит (РА), рассеянный склероз, болезнь Крона и многих других. Происхождение и процессы, приводящие к возникновению этих заболеваний, остаются до конца не выясненными, хотя известно, что экспрессия Фактора Некроза Опухолей (ФНО) возрастает при развитии всех этих патологий. Более того, фармакологическая блокировка ФНО агентами, основанными на биоинженерных монокяональных антителах (Инфликсимаб, Адалимумаб) или биоинженерном растворимом рецепторе ФНО (Этанерсепт) имеет яркие клинические эффекты при лечении течение таких болезней, как ревматоидный артрит и болезнь Крона. Следует отметить, что у ФНО есть целый ряд полезных физиологических свойств, поэтому наряду с положительными эффектами, оказываемыми блокаторами ФНО, этот вид терапии может приводить к понижению антибактериальной защиты организма, проявляющейся в развитии необычных инфекций (например, листериоза) и даже в реактивации туберкулеза. Хотя эти побочные эффекты относительно редки,
результаты изучения физиологических функций ФНО на животных моделях, в т.ч. полученные в нашей лаборатории, уже поставили принципиальный вопрос о приемлемости полной блокировки ФНО в связи с потерей защитных функций организма.
Цель и задачи исследования.
Целью данного исследования является изучение биологической роли ФНО, в т.ч. ФНО, продуцируемого отдельными видами клеток иммунной системы -макрофагами, нейтрофилами, Т-клетками, а также специализированными клетками LTIC (участвующими в формировании лимфоидных органов), при различных аутоиммунных патологиях.
Были поставлены следующие конкретные задачи:
-
Охарактеризовать трансгенных мышей на основе локуса ФНО/ЛТ человека и мышей с «нок-ином» (knock-in) гена ФНО человека для дальнейшего использования их при изучении процессов, протекающих in vivo при фармакологической блокировке биологически активного ФНО человека (чФНО) в различных аутоиммунных моделях.
-
Получить и охарактеризовать мышей со специфической делецией ФНО в клетках, экспрессирующих транскрипционный фактор RORyt (Т клетки и клетки, индуцирующие образование лимфоидных органов и Пейровых бляшек (LTIC)) для дальнейшего использования этих мышей в модели колита,
-
Используя мышей, дефищтгных по ФНО, изучить роль ФНО в различных аутоиммунных моделях, таких как аутоиммунный артрит и экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (ЭАЭ).
-
Изучить роль ФНО, продуцируемого клетками врожденного иммунитета (макрофагами и нейтрофилами) и адаптивного иммунитета (Т клетками), в развитии и патогенезе ЭАЭ и аутоиммунного артрита.
Научная новизна.
В настоящей работе впервые охарактеризованы «гуманизованные» мыши с «нок-ином» гена ФНО человека и с трансгеном ФНО/ЛТ локуса человека, в которых токсический эффект чФНО в модели острого септического шока может быть ингибирован Инфликсимабом или моноклональными антителами к ФНО человека. Впервые исследованы функции ФНО, производимого LTIC клетками, и установлена уникальная функция ФНО, продуцируемого этими клетками, в развитии Пейровых бляшек (ПБ). Впервые изучена роль ФНО, экспрессируемого различивши типами клеток иммунной системы, в модели рассеянного склероза (ЭАЭ) и при аутоиммунном артрите - с использованием мутантных мышей с тканеспецифической инактивацией гена ФНО в макрофагах и гранулоцитах, а также в LTIC и Т клетках. Показано, что ФНО, экспрессируемый макрофагами и нейтрофилами, играет патогенную роль в аутоиммунном артрите, в то время как ФНО, продуцируемый Т лимфоцитами и LTIC, по всей видимости, играет минорную роль. Показано, что для начальной фазы развития ЭАЭ необходим только макрофагальный ФНО, а ФНО с Т клеток, осуществляет свою патогенную функцию в эффекторной фазе развития болезни в этой модели рассеянного склероза.
Практическая значимость.
Результаты, полученные в данной работе, имеют не только теоретическое значение для биологии ФНО и иммунорегуляции, но и практическую значимость для медицины, в частности, ревматологии. Биологические антагонисты ФНО широко применяются при лечении ревматоидного артрита, аутоиммунного псориаза, болезни Крона и некоторых других болезней. С другой стороны, поскольку ФНО является важным медиатором устойчивости организма к различным инфекциям, его системное
ингибирование может привести к серьезным побочным эффектам, что и было отмечено у некоторых пациентов, находящихся на антицитокиновой терапии с блокировкой ФНО. Детальное понимание функций ФНО, продуцируемого различными видами клеток иммунной системы в условиях развития аутоиммунных болезней, необходимо для разработки более эффективных и специфических методов терапии (в т.ч. новых типов блокаторов), позволяющих понизить риск побочных эффектов при терапевтической блокировке ФНО у больных.
Апробация работы.
Материалы диссертации были представлены на 7-ой Международной
Энгельгардтовской конференции по молекулярной билогии, Суздаль, 2004; на летней Балтийской школе "Inflammation: A key to common complex diseases", Лунд (Швеция), 2007; на конференции «Gene Expression and Signaling in the Immune System», Cold Spring Harbor Laboratory (США), 2008.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы.
