Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Обратите внимание!
 
  Наука >> Медицина | Научные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение
 См. также

Популярные статьиОсновные направления развития современных биотехнологий.

Регуляция иммунных процессов пептидами природного происхождения

Н.Н. Беседнова

НИИ эпидемиологии и микробиологии Сибирского отделения РАМН, Владивосток

В начало...


При разработке новых лекарственных препаратов большое значение имеет поиск прототипов эндогенных биологически активных веществ (БАВ) и познание механизмов биохимических реакций, происходящих в организме. В связи с этим в настоящее время лучшей основой для создания новых лекарственных средств являются природные биорегуляторы - вещества, которые в организме передают информацию и управляют многочисленными биохимическими реакциями, составляющими материальную основу жизни.

Г.М. Яковлевым и соавт. [1] предложена гипотеза об участии таких медиаторов пептидной природы - цитомединов - в поддержании структурного гомеостаза клеточных популяций. По данным этих авторов, цитомедины представляют собой пептиды с молекулярной массой 1000-10000 Да. Эти вещества обладают способностью регулировать функциональную активность клеточных популяций, служащих исходным материалом для их получения. В настоящее время цитомедины выделены из ткани головного мозга (коры белого вещества, эпифиза и гипоталамуса), органов иммунной системы (тимуса, костного мозга, селезенки, лимфатических узлов и небных миндалин), сердечно-сосудистой и дыхательной систем, мочеполовой системы, а также из сетчатки, кожи, печени и некоторых других тканей животных и человека [2].

Физико-химические исследования позволили установить, что цитомедины, выделенные из органов и тканей, различаются составом пептидных компонентов, молекулярной массой и другими параметрами.

Первое место среди других систем организма по числу известных иммунорегуляторов занимает иммунная система. Основную часть иммунорегуляторов составляют пептидно-белковые вещества. Особую роль среди белков, участвующих в иммунных реакциях, играют иммуноглобулины. Они выполняют весьма разнообразные функции, которые можно разделить на два вида - связывание генетически чужеродных организму молекул и клеток и так называемые эффекторные функции, обусловленные расширением и усилением физиологических последствий связывания антигена. Молекулам иммуноглобулина свойственна еще одна функция - регуляция активности Т- и В-лимфоцитов, макрофагов и других клеток, а также то, что иммуноглобулины являются предшественниками низкомолекулярных регуляторных пептидов [3].

Образование низкомолекулярных пептидов из белковых предшественников in situ вблизи клеточных рецепторов сегодня еще окончательно не доказано. Однако при разработке данного направления был открыт целый ряд высокоактивных олигопептидов - фрагментов иммуноглобулинов, тимусных гормонов, кининов и других соединений [4].

Рядом исследователей выдвинута теория о существовании в организме, наряду с гормональной и кининовой системами, действующими на пептидно-белковые вещества, еще третьей - тетиновой системы [5,61. Название этой системы образовано от французского словосочетания tete-a-tete, что подчеркивает ее роль в обеспечении высокой селективности передачи информации, когда клетки в процессах кооперации как бы "разговаривают" между собой, передавая молекулы-сигналы непосредственно друг другу. Наиболее вероятным механизмом образования тетинов является ограниченный протеолиз пептидно-белковых предшественников во время кооперации лимфоцитов, лимфоцитов-макрофагов и других клеток. Предполагается, что тетиновая система участвует также в процессах аутокринной регуляции [7].

Селективность действия тетинов обеспечивается строгой локализацией их образования и передачи. Если гормоны действуют на уровне целого организма, кинины - на уровне отдельных тканей или их участков, то тетины - лишь на отдельные группы клеток или отдельные клетки. Велика вероятность того, что тетины выполняют также функции внутриклеточных гормонов [3].

Тетиновая система биорегуляции универсальна и на ее базе функционируют многие пептиды и белки, в том числе различные группы иммуно- и нейрорегуляторов, ростовых и трансформирующх факторов, тимусных и других гормонов. Не исключено, что тетиновая система является одной из самых древних систем биорегуляции, которая в ходе эволюции появилась на ранних стадиях развития аутокринной регуляции одноклеточных [7]. Хорошо изученным биорегулятором, одним из первых олигопептидов класса тетинов, является природный иммунорегулятор туфтсин, описанный в 1970 году [8]. Туфтсин обладает широким спектром биологических свойств, в том числе и иммуномодулирующих. Вопросам синтеза туфтсина, структурно-функциональных зависимостей и свойств этого биополимера посвящен ряд научных публикаций [8-11].

Туфтсин усиливает миграцию полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) и увеличивает время их жизни, активирует бактерицидную способность перитонеальных макрофагов и их цитотоксичность в отношении опухолевых клеток, индуцирует продукцию интерлейкина-1 (ИЛ-1) мононуклеарными клетками, стимулирует синтез антител к тимусзависимым и тимуснезависимым антигенам [12], обладает митогенной активностью и целым рядом других эффектов.

К настоящему времени как в России, так и в других странах широкое практическое применение нашли факторы, секретируемые вилочковой железой, которые, наряду с другими биорегуляторами, влияют на активность и размножение лимфоидных клеток. Тимусные гормоны способны обеспечить дозревание в тимусе и за его пределами тимусзависимых лимфоцитов, осуществляющих иммунные реакции клеточного типа. Поскольку Т-лимфоциты влияют на развитие и активность макрофагов и предшественников естественных киллеров, то на них распространяется, хотя и опосредованно, влияние тимусных гормонов. Кроме того, образовавшиеся в процессе дифференциации Т-лимфоцитов Т-хелперные клетки стимулируют развитие гуморального звена иммунитета - антителообразование.

В литературе описаны разнообразные экстракты и фракции тимусной железы, обладающие физиологической активностью. Результаты их испытаний свидетельствуют о продукции клетками тимуса целого ряда биологически активных веществ: тимозина, тимопоэтина, сывороточного фактора тимуса, Т-активина, тималина, тимоптина и других [13, 14].

Впервые полипептид под названием тимозин был выделен из экстракта тимуса теленка [15]. Наиболее полно исследована фракция-5, содержащая 40-50 пептидов с молекулярной массой от 1000 до 15000 Да [16]. Было установлено, что фракция-5 тимозина влияет на дифференцировку претимических, тимических и посттимических клеток. В тимусе тимозин обеспечивает превращение незрелых тимических клеток в зрелые.

Аналитическое изоэлектрофокусирование 5-й фракции тимозина позволило выделить из препарата 12 полипептидных компонентов [17]. Была установлена аминокислотная последовательность первого полипептида, названного $\alpha$1-тимозином, который стимулирует трансформацию и модулирует различные функции лимфоцитов - Т-супрессоров и естественных киллеров, усиливает индуцированную ИЛ-2 цитотоксическую активность лимфоцитов селезенки мышей, стимулирует образование ряда лимфокинов, включая фактор, ингибирующий миграцию макрофагов,$\alpha$- и $\gamma$-интерфероны [15, 18] и ИЛ-2, модулирует различные функции естественных киллеров. Установлено защитное действие $\alpha$1-тимозина при экспериментальных инфекциях и опухолях у иммуносупрессированных мышей. В клинике $\alpha$1-тимозин проявил лечебный эффект при иммунодефицитных состояниях, аутоиммунных процессах и преждевременном старении [19].

Тимопоэтин был выделен из тимуса теленка [20]. Он состоит из двух фракций с близкими свойствами (тимопоэтин I и II). Установлена структура тимопоэтина человека [21]. Из селезенки крупного рогатого скота и человека выделен гомологичный тимопоэтину пептид - спленин, который стимулирует созревание лимфоцитов.

Тимопоэтин относится к плейотропным гормонам, поскольку он влияет на две системы организма - иммунную и нервную. Что касается его иммунорегулирующей активности, то он индуцирует дифференцировку протимоцитов до тимоцитов.

К другим эффектам тимопоэтина относится подавление индукции ранней дифференцировки В-лимфоцитов, медиация которой осуществляется при участии цАМФ, и индукция поздней дифференцировки В-лимфоцитов, медиация которой происходит через цГМФ. Установлено, что in vivo тимопоэтин контролирует Т-зависимый иммунитет [22].

Наряду с большим числом других активных факторов, тимус является источником сывороточного фактора - сТФ. Он состоит из 9 аминокислот, термолабилен. Комплекс сТФ с цинком получил название тимулин [23].

В европейских клиниках при раке, особенно при токсикозе после химиотерапии, и инфекционных процессах применяется тимостимулин [14, 24].

M. Crisan и соавт. [25] исследовали действие препарата иммуностим (экстракт бычьего тимуса) на иммунный статус больных с вторичным иммунодефицитом, обусловленным опухолевой иммунодепрессией или противоопухолевой радиационной и химиотерапией. По данным этих авторов, у 73,9% больных иммунологические показатели нормализовались. Отмечена индивидуальность ответных реакций на лечение иммуностимом даже при сходном первичном ответе на прием препарата.

В работе других исследователей [26] представлен интересный эффект тимогена. Авторы изучали опосредованное влияние системного применения синтетического пептида тимуса-тимогена на антибиотикорезистентность стафилококков в очагах инфекции у больных с хронической пиодермией. Установлено повышение антибиотикочувствительности стафилококков под действием тимогена.

Пептиды тимуса, как правило, видонеспецифичны. Аминокислотные последовательности их молекул у человека и у животных если и имеют различия, то лишь незначительные [27]. Иммуногистохимическими методами доказано, что тимозины $\alpha$1 [28], $\alpha$7 и $\beta$4 [28], тимопоэтин [28] и тимулин [4] синтезируются и секретируются эпителиальными клетками тимуса, причем одна и та же клетка может одновременно содержать различные пептиды.

За рубежом экстракты тимуса достаточно широко используются в клинике при раковых заболеваниях и различных хронических инфекционных процессах. В Европе эти препараты продаются ежегодно на сумму около 250 млн долларов [14].

Среди других пептидов следует упомянуть имрег - продукт диализного лейкоцитарного экстракта, оказывающий влияние на Т-клетки.

Углубленный анализ иммуностимуляторов как тимусного, так и микробного происхождения дал возможность выделять из них активное начало и создавать химически чистые препараты. Первыми химически чистыми препаратами, появившимися на фармацевтическом рынке ряда зарубежных стран, были мурамилдипептид (МДП) и его производные. Они обладают выраженной способностью стимулировать макрофаги и характеризуются относительной безопасностью. В настоящее время из препаратов этой группы проходят испытания в США и Европе для лечения рака и хронических инфекций мурабутид (непирогеннал), пероральная форма МДП и мурамилтетрапептид фосфатидил этаноламин. Сюда же можно отнести бестатин - пероральный стимулятор, представляющий собой дипептид, выделенный из Streptomyces olivoreticuli. Он активирует естественные киллеры и макрофаги in vivo и in vitro. Клинически препарат показал высокую эффективность в комбинации с химиотерапией для уменьшения рецидивов и продления выживаемости пациентов с острой нелимфоцитарной лейкемией.

История получения и изучения иммуноактивных пептидов в России берет начало в 70-х годах, когда под руководством академиков АМН СССР Ю.М. Лопухина и Р.В. Петрова была разработана программа, предусматривающая получение препарата тимуса, обладающего высокой иммунотерапевтической активностью. Такой препарат был получен и назван Т-aктивинoм. Лекарственной форме присвоено название "Тактивин" [29]. Препарат получил международное признание.

Т-активин - комплекс иммунокорригирующих пептидов, полученных из тимуса различных животных. В его состав входят молекулы с молекулярной массой от 1200 до 6000 Да [29]. Он способствует созреванию пре-Т-клеток, нормализует не только количество Т-лимфоцитов, но и влияет на их функциональную активность. Обнаружено усиление in vitro под действием Т-активина киллерной активности клеток лимфоузлов интактных мышей и у сингенных химер [30].

К настоящее времени опубликован ряд работ по применению Т-активина [31-33] с целью иммунокоррекции при различных заболеваниях. Иммунотерапия Т-активином приводит к нормализации показателей иммунной системы независимо от того, были они понижены или повышены до начала лечения. Препарат оказался эффективным при лечении целого ряда заболеваний различной природы, где оказывается поврежденной функция Т-лимфоцитов. В настоящее время Т-активин широко применяется в клинической практике при инфекционных, гнойных и септических процессах, лимфопролиферативных заболеваниях, рассеянном склерозе, туберкулезе, офтальмогерпесе, псориазе и др.

Кроме Т-активина в клиниках России достаточно широко используется тималин - полипептид из тимуса телят, содержащий 38 аминокислотных остатков. Установлено, что он стимулирует реакции клеточного иммунитета и иммунный ответ у животных на тимусзависимые антигены. Введение тималина тимэктомированным животным способствует также восстановлению количества и функциональной активности Т-лимфоцитов, гуморального иммунного ответа на эритроциты барана. Тималин изменяет внутриклеточный уровень цАМФ и цГМФ за счет изменения активности ферментов метаболизма циклических нуклеотидов. По-видимому, тималин активирует процессы пролиферации и дифференцировки клеток посредством влияния на основные их системы - циклические нуклеотиды и кальциевый обмен.

При экспериментальном изучении обнаружен широкий спектр фармакологической активности тималина. Так, он способствует восстановлению целого ряда физиологических функций организма: иммунологической реактивности, гемопоэза, гомеостаза, нейроэндокринной регуляции и др. В клинике тималин эффективен при лечении острых и хронических инфекционно-воспалительных заболеваний, ожогов, язвенной болезни желудка, ревматизма, вирусного гепатита, герпетических стоматитов и др. [34, 35]. Одновременно с тималином может быть применена антибактериальная терапия. Препарат выпускается в таблетированной форме и поэтому удобен для применения в амбулаторных условиях.

Из кислых и основных фракций тимуса млекопитающих (телят, тюленей, ягнят) получен тимактид [36]. В тимактиде содержится больше пептидов, чем в Т-активине, и больше их молекулярная масса. Применяется он при хронических неспецифических заболеваниях легких, для профилактики послеоперационных осложнений, при гнойных кокковых инфекциях; препарат снижает частоту осложнений при лечении раковых больных цитостатиками и облучением. Обладает способностью нормализовать кроветворение, оказывать сочетанное иммуномодулирующее и метаболическое действие при герпесе [37].

Для иммунотерапии инфекционных послеоперационных осложнений применяют также гликопин (ГМДП). Под действием этого препарата снижается частота новых осложнений и прогрессирование основного процесса. У больных, получавших гликопин, увеличивались число Т-хелперов и функциональная активность фагоцитарных клеток периферической крови [38].

Далее...


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования