Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации НШ-336.2012.7
Одним из важнейших условий нормального развити я беременности является индукция толерантност и материнской имм у нной системы к полоду. По-прежнему остается открытым вопрос, почем у наполовин у чужеродный полод не отторгается материнским организмом? На сегодняшний день накоплено большое количество данных, свидетельствующих о ключевой роли регуляторны х Т-к леток в процессах развития и под держания иммунной толерантности и иммунного гомеостаза в перифери ческих тканях при беременности.
Изучение механизмов толерантности началось в трансплантологии [1]. Первое упоминание регуляторных/супрессорных клеток относится к 1972 г., когда была описана новая популяция Т-лимфоцитов, способных подавлять иммунный ответ [2]. Однако только в 1995 г. были найдены специфические маркеры, позволившие выделить Т-регуляторные клетки в отдельную популяцию [3].
В настоящее время идентифицировано множество популяций регуляторных клеток, различающихся по фенотипу и механизмам действия. Среди CD4+ Т-клеток выделяют, как минимум, три субпопуляции, обладающие характеристиками регуляторных клеток: естественные регуляторные клетки (Treg), регуляторные Т-клетки I типа (Тr1) и Т-хелперы 3-го типа (Th3). Есть данные о субпопуляциях регуляторных CD8+ Т-клеток, однако их функции требуют дальнейшего исследования [4]. Одной из наиболее изученных популяций являются так называемые естественные регуляторные Т-клетки (nTreg) тимусного происхождения с поверхностным фенотипом CD4+CD25+ и конститутивной экспрессией транскрипционного фактора Foxp3 (forkhead box р3), ответственного за их регуляторную активность [5]. Для популяции Treg характерно проявление анергии при их прямой стимуляции через Т-клеточный рецептор (TCR). Помимо естественного пути образования, T-регуляторные клетки с идентичными фенотипическими характеристиками могут формироваться из периферических CD4+CD25- лимфоцитов (pTreg) при воздействии IL-2 и других факторов микроокружения, приводящих к экспрессии Foxp3. Спектр маркеров, специфических для клеток с регуляторными функциями, постоянно расширяется и в настоящее время включает TGF-β, IL-10, CD127, нейрофилин, GITR, CTLA-4 [6]. На сегодняшний день оптимальным способом идентификации популяции Foxp3-позитивных T-регуляторных клеток и проявления ими супрессорной функции является использование маркера СD127+low, выявляемого на поверхности CD4+CD25+ лимфоцитов [7].
Популяцию регуляторных Т-клеток 1 типа (Tr1) исходно охарактеризовали в экспериментах на мышах как T-регуляторные клетки, синтезирующие IL-10 [8]. Их основными отличиями от Treg являются способность отвечать на активацию через TCR и отсутствие экспрессии маркеров CD25+Foxp3+ даже после стимуляции антигенами. Регуляторная функция Tr1 клеток опосредуется локальным синтезом IL-10 и TGF-β, ведущим к ингибированию ответов Th1 клеток и снижению уровня продукции провоспалительных цитокинов антигенпрезентирующими клетками [8].
T-хелперы 3-го типа (Th3), изученные преимущественно с использованием мышиных моделей, также обладают характеристиками регуляторных клеток. Было показано, что Th3 клетки, ингибирующие пролиферацию и активацию эффекторных Т-клеток и характеризующиеся высоким уровнем продукции TGF-β, индуцируют дифференцировку Foxp3+-регуляторных клеток и таким образом способствуют поддержанию периферической толерантности [9].
Существует несколько основных предположений о механизмах супрессии, обусловленной регуляторными клетками. Treg клетки с поверхностным фенотипом CD4+CD25+FoxP3+ как тимусного происхождения, так и периферического предотвращают миграцию эффекторных иммунных клеток в орган-мишень и ингибируют их взаимодействие с антигенпрезентирующими клетками. Супрессорное воздействие Treg зависит от модуляции активирующих (IL-2, CTLA-4) и ингибирующих (GITR, CD28) сигналов, от стимуляции выработки индоламин-2,3-диоксигеназы дендритными клетками, а также от прямого взаимодействия с эффекторными клетками и экспрессии IL-4, IL-10, IL-35, TGF-β [10, 11]. Было показано, что дифференцировка CD4+CD25- лимфоцитов в СD4+CD25+Foxp3+ клетки может происходить в результате контактных взаимодействий с другими Treg in vitro посредством изменения продукции цитокинов преимущественно in vivo [12] в ответ на действие эстрогенов, антигенов отцовского происхождения[13], витаминов [14].
Представляя основное клеточное звено, обеспечивающее формирование и поддержание периферической толерантности к ауто- и аллоантигенам, регуляторные Т-клетки являются важным компонентом иммунорегуляции беременности.
Основные доказательства роли Treg в формировании иммунной толерантности матери к антигенам плода были получены в экспериментах на мышах [13]. Когда самкам, генетически предрасположенным к абортам, вводили Treg от беременных мышей с нормальным течением беременности, наблюдалось снижение количества абортов [15]. Было показано, что у мышей, начиная со второго дня и до середины беременности, как в периферической крови, так и локально в децидуальной ткани происходит увеличение количества Тreg, которое к моменту родов снижается до исходного уровня [16]. У женщин I–II триместров беременности также наблюдалось увеличение количества регуляторных клеток в периферической крови и децидуальной ткани [17]. Существуют данные о том, что у женщин с бесплодием или повторяющимися потерями беременности выявляется пониженное содержание Treg по сравнению с фертильными беременными и небеременными женщинами [18].
Несмотря на успешное исследование регуляторных Т-клеток в модельных экспериментах, вопрос о механизмах увеличения и распространения их пула во время беременности остается открытым. Гормональные изменения при беременности или смене фаз менструального цикла оказывают прямое воздействие на численность популяции Тreg, что было показано для человека и подтверждено в исследованиях на мышах [19, 20]. С увеличением синтеза эстрадиола к моменту овуляции происходит увеличение популяции CD4+CD25+ клеток, усиление экспрессии ими Foxp3 мРНК и выработки хемокинов, способствующих привлечению, созре- ванию и локальному сохранению Тreg клеток [21].
Помимо антиген-независимой экспансии Тreg, важную роль играют антиген-зависимые процессы, в частности представление антигенов семенной жидкости. В экспериментах на мышах было показано, что при трансплантации опухолевых клеток донора предварительное представление реципиенту семенной жидкости донора предотвращало отторжение трансплантата, в то время как представление семенной жидкости другого донора, отличающейся по молекулам главного комплекса гистосовместимости, приводило к отторжению пересаженных клеток [22]. Считается, что nTreg клетки подавляют развитие аутоиммунитета, а pTreg клетки ограничивают иммунный ответ на чужеродные антигены, в частности, уменьшают ответ материнской иммунной системы на антигены отцовского происхождения [23, 24]. Предполагается, что присутствие компонентов семенной жидкости во время оплодотворения необходимо для увеличения количества СD4+СD25+ клеток и индукции иммунной толерантности матери в отношении антигенов плода [25, 26].
Большой интерес представляет изучение онтогенеза Т-регуляторных клеток. Установлено, что появление субпопуляции CD4+CD25+Foxр3+ Treg в лимфатических узлах развивающегося плода, регистрируемое на сроке 18–20 нед, обусловлено взаимодействием иммунной системы плода с клетками матери, мигрирующими через плацентарный барьер [27]. Показано, что CD4+CD25+Foxр3+ Treg, специфично подавляющие индукцию иммунных реакций на антигены матери, сохраняются и после рождения и обнаруживаются вплоть до подросткового возраста.
Одним из факторов, оказывающих положительное влияние на увеличение популяции регуляторных клеток, является экспрессия лимфоцитами толерогенной молекулы CD200. Согласно современным представлениям, взаимодействие CD200 с рецепторами толерогенных дендритных клеток активирует секрецию ими индоламин-2,3-диоксигеназы, что приводит к формированию регуляторных Т-клеток и индукции периферической толерантности [28].
Активно изучается роль IL-17 продуцирующих клеток (Th17) в процессах, ассоциированных с ранними потерями беременности [29]. Th17 и Тreg клетки, как и все Th-клетки, происходят от общего предшественника и дифференцируются в зависимости от микроокружения и последующих реципрокных взаимодействий: так, TGF-β в отсутствие IL-6 усиливает синтез Foxp3 и рецептора ретиноевой кислоты (ROR), взаимодействие Foxp3 c ROR ингибирует переход наивных Т-клеток в Th17 [30], снижая вероятность потери беременности [29].
Помимо перечисленных выше популяций, большой интерес вызывают γδ Т-клетки, также проявляющие регуляторные функции и играющие существенную роль в репродуктивных процессах. γδ Т-клетки, отличающиеся от αβ T-клеток структурой Т-клеточного рецептора, действуют как клетки врожденного иммунитета и напрямую распознают белковые и небелковые фосфолиганды без участия молекул главного комплекса гистосовместимости.
Известно, что γδ Т-клетки периферической крови представлены субпопуляциями Vδ1+Т-клеток (7–37%) и Vδ2+ Т-клеток (59%-70%). Обнаружено низкое содержание Vδ1+ Т-клеток в периферической крови (1–3% всех лимфоцитов) и высокая их концентрация в субэпителиальных зонах (до 50%) [31]. Продемонстрирована возможность пролиферации γδ Т-клеток вне тимуса, в субэпителиальных областях[32], а также резкое увеличение их численности в децидуальной ткани при беременности. В периферической крови здоровых беременных женщин выявлено более высокое содержание γδ Т-клеток, чем у женщин с привычным невынашиванием беременности [33].
γδ Т-клетки являются цитотоксическими клетками, экспрессирующими перфорин, гранзимы и FasL. Предполагается, что их эффекторные функции обеспечивают контроль инвазии трофобласта, так как в экспериментах на животных было показано, что отсутствие перфоринов и FasL у Т-лимфоцитов приводит к бесплодию [34]. Предшественниками γδ Т-клеток являются незрелые клетки костного мозга, экспрессирующие СD56 NCAM (neural cell adhesion molecule). В процессе дифференцировки γδ Т-клеток меняется характер экспрессии поверхностных молекул CD56 и γδ Т-клеточных рецепторов.
В экспериментах на мышах показано, что γδ Т-клетки децидуальной оболочки, несущие маркер NK клеток (СD56+/ТCRγδ+– незрелые γδ Т-клетки), продуцируют Th1 цитокины, что приводит к увеличению вероятности аборта. В то же время γδ Т-клетки, на которых маркер NK клеток не выявлялся, (СD56-/ТCRγδ+ – зрелые γδ Т-клетки), продуцировали Th2 и Th3 цитокины, снижающие вероятность аборта [35]. Инактивация γδ Т-клеток антителами, специфичными к γδ Т-клеточному рецептору, на ранних сроках беременности снижала вероятность аборта, а на более поздних сроках, наоборот, повышала вероятность аборта. Возможно, именно динамика функциональных изменений γδ Т-клеток, локализованных в децидуальной ткани, определяет влияние этих клеток на развитие плода, а также может являться патогенетическим фактором при невынашивании беременности и при бесплодии неясного генеза [36]
Высказано предположение о том, что активация материнских αβ Т-клеток фетальными аллоантигенами приводит к синтезу цитокинов и/или экспрессии лигандов для γδ Т-клеток, и таким образом, к стимуляции γδ Т-клеток и увеличению их супрессорной активности [37]. Возможно, активность специфического распознавания антигенов сперматозоидов или фетальных тканей может определять интенсивность супрессии иммунного ответа на отцовские антигены маточными γδ Т-клетками. Причем при аллогенной беременности эффект подавления в смешанной культуре лимфоцитов был сильнее, чем при сингенной беременности. Было показано, что маточная популяция γδTCR больше в случае аллогенной беременности.
Еще одной важной характеристикой γδ Т-клеток является способность регулировать работу Treg путем взаимодействия с их рецепторами к интерферону [38].
Не только количественные, но и функциональные изменения γδ Т-клеток наблюдаются при физиологической беременности. Известно, что γδ Т-клетки обладают прогестероновыми рецепторами и вырабатывают прогестерон-индуцированный блокирующий фактор (ПИБФ). Иммуномодулирующие эффекты ПИБФ проявляются в переключении Th1 типа иммунного ответа на Th2 тип [39]. При этом подавляются клеточные и усиливаются гуморальные иммунные реакции.
Таким образом, оценка содержания субпопуляций γδ Т-клеток в периферической крови при беременности может быть важным показателем для прогнози- рования угрозы прерывания беременности.
Одним из перспективных методов коррекции состояния привычного невынашивания беременности ранних сроков является иммунизация женщин лимфоцитами их полового партнера. Идея индукции толерантности к аллоантигенам и предотвращения отторжения трансплантата путем предварительного введения реципиентам донорских лимфоцитов получила подтверждение еще в начале 1970- х гг. [40] и с тех пор активно используется при трансплантации почек, сердца, костного мозга. На основе положительного опыта использования лимфоцитов донора в трансплантологии, было предложено применять процедуру иммуноцитотерапии у женщин с повторяющимися потерями беременности ранних сроков в анамнезе, а также у женщин, вступивших в программу экстракорпорального оплодотворения, для коррекции состояний ранних потерь беременности [41, 42]. Одним из возможных механизмов выработки толерантности иммунной системы женщины к аллоантигенам плода считается увеличение пула Трег [24, 43], их перераспределение в организме и изменение соотношения Th1и Th2 цитокинов [44]. Согласно многочисленным данным, иммуноцитотерапия может рассматриваться в качестве перспективного метода коррекции состояний невынашивания беременности и бесплодия [45]. Установлено, что снижение вероятности наступления и/или вынашивания беременности после иммуноцитотерапии, описанное в единичных работах, может быть обусловлено клинической гетерогенностью группы пациенток с невынашиванием беременности [46, 47]. Очевидно, что клеточная терапия может быть наиболее эффективна для пациенток с проявлениями аллоиммунных нарушений, при которых сниженная активность регуляторного звена приводит к усилению иммунных реакций, направленных против эмбриональных тканей.
Применение современных технологий позволяет не только культивировать и увеличивать популяцию регуляторных клеток в культуре и периферической крови, но и стимулировать их супрессорную активность [48]. Однако использование данных методик весьма дорогостоящее, а эффективность применения регуляторных Т-клеток для терапии требует дальнейшего исследования [49, 50].
Таким образом, оценка содержания регуляторных клеток в периферической крови и секретах репродуктивного тракта женщин позволит расширить представления как о механизмах иммунорегуляции физиологической беременности, так и о патогенетической роли нарушений регуляторного звена клеточного иммунитета при ряде осложнений беременности. Мониторинг состояния иммунной системы до и после наступления беременности может являться основой для выбора оптимальных способов иммунокоррекции невынашивания беременности и иметь большое практическое значение.
