Рекрутирование эозинофилов. Общие механизмы рекрутирования эозинофилов.

Обновлено: 11.05.2024

Рекрутирование эозинофилов. Общие механизмы рекрутирования эозинофилов.

В рекрутировании эозинофилов принимают участие как общие механизмы (для всех типов клеток), так и механизмы, специфические для эозинофилов.

1. Эмиграция эозинофилов из кровотока начинается с этапа его контакта с эндотелием, что успешнее проходит в капиллярах в связи с их маленьким просветом.

2. По соседству с участком воспаления рецепторы для L-селектина на неактивированных эозинофилах взаимодействуют с активированными местно эндотелиальными клетками капилляров, вероятно, через Е-се-лектин. В результате этого контакта и под воздействием тока крови происходит процесс перекатывания или скольжения эозинофила по поверхности эндотелиальной клетки. Этот процесс получил название "роллинга". В результате него происходит замедление тока крови и активация клеток под влиянием медиаторов, содержащихся местно.

3. Клеточные факторы, диффундирующие из зоны воспаления через эндотелиальный барьер, такие, как цитокины и липидные медиаторы, продуцируемые периваскулярными лимфоцитами и макрофагами, а также эндотелиальными клетками, могут теперь активировать эози-нофилы, что приводит к повышению аффинитета и экспрессии молекул адгезии на поверхности эозинофилов. Среди рецепторов адгезии можно выделить интегрин VLA-4 (CDw49d/CD29), который связывается с VCAM-1 на эндотелиальной клетке, и р2-интегрин LFA-1 (CDlla/CD18), Mac-1 (CDllb/CD18) и р150.95 (CDllc/CD18), которые связываются с ICAM-1.

4. Хемоаттрактанты (IL-2, IL-5, RANTES, PAF), диффундирующие из зоны воспаления, могут индуцировать миграционный ответ эозинофилов, а впоследствии инициируют трансэндотелиальную миграцию (диапедез), в течение которого лейкоциты эмигрируют между эндотелиальными клетками. Для облегчения процесса трансмиграции адгезия эозинофила к эндотелиальной клетке должна быть ослаблена, что достигается в результате угнетения экспрессии рецепторов или их шеддинга (сбрасывания). Некоторые работы подтверждают, что эозинофилы в процессе миграции в ткани бронхов in vivo или через монослой эндотелиальных клеток in vitro сбрасывают L-селектин.

5. Трансмигрировавшие эозинофилы движутся под влиянием хемотактического градиента в зону воспаления. На этом этапе прямой миграции клеток может способствовать не только повышенная концентрация хемотаксических факторов, но также взаимодействие интегринов на поверхности эозинофилов и внеклеточных белков тканевых клеток.

6. По мере приближения эозинофилов к очагу воспаления клетки испытывают влияние смеси высоких концентраций цитокинов, липидных медиаторов, нейропептидов и т.д. Спектр и соотношение секретированных медиаторов определяет степень активации эозинофилов. Эффект большинства факторов является дозозависимым. В итоге, под воздействием высоких концентраций хемотаксических факторов, например PAF, происходит потеря клетками чувствительности и функциональной активности, т.е. их десенситизация.

7. Во время заключительной стадии продолжительная экспозиция тканей или трансмигрировавших эозинофилов в присутствии цитокинов, высвободившихся в течение воспалительной реакции, может повысить их жизнеспособность и восстановить утраченные провоспалительные свойства (ресенситизация), такие, как высвобождение гранулярных белков, липидных медиаторов, кислородных радикалов.

Специфические механизмы рекрутирования эозинофилов.

Как было указано выше, интегрин VLA-4 (CD49d/CD29) был выявлен только на эозинофилах, базофилах, лимфоцитах, моноцитах и дендритных клетках, но не на нейтрофилах. Это подтверждает возможность существования более селективных механизмов рекрутирования эозинофилов и базофилов через взаимодействие VLA-4/VCAM-1. Также было показано, что IL-4 индуцирует экспрессию VCAM-1 на эндотелии, приводящую к селективной адгезии на нем эозинофилов и базофилов.

Второй возможный механизм селективного рекрутирования эозинофилов может заключаться в секреции специфических хемоаттрактантов: IL-2, IL-5 и LCF. Если IL-5 активирует только эозинофилы, то IL-2 и LCF также одновременно с эозинофилами рекрутируют CD4+ лимфоциты.

- Вернуться в оглавление раздела "Пульмонология."

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Активация эозинофилов. Взаимодействие эозинофилов с другими клетками.

Перечень факторов, приводящих к активации эозинофилов, представлен был ранее. В соответствии с химической структурой и молекулярным весом все эти факторы могут быть разделены на липиды, белки и пептиды.

PAF является потенциальным стимулятором для отдельных клеток воспаления, включая эозинофилы, и должен быть одним из важнейших факторов, ответственных за инфильтрацию тканей легкого клетками воспаления при БА. Помимо этого, в период активного формирования болезни чувствительность эозинофилов к действию PAF повышается. PAF вызывает повышение целого спектра эозинофильных функций: хемотаксиса in vitro и in vivo, адгезии эозинофилов к эндотелиальным клеткам, цитотоксичности в отношении паразитов, генерации супероксид аниона, высвобождения из гранул энзимов и белков и снижения плотности эозинофилов.

Не только PAF является фактором, активирующим эозинофилы, но и сами эозинофилы являются важнейшим источником этого медиатора. Основная роль липидов заключается в максимальном привлечении в очаг воспаления эффекторных клеток через образование амплификаторной петли (обратной связи). PAF также может действовать как модулятор эозинофильного ответа на действие таких агонистов, как С5а и FMLP. Однако PAF не обладает селективным действием и влияет как на эозинофилы, так и на нейтрофилы.

Различные группы белков (иммуноглобулины, компоненты комплемента, цитокины) обладают способностью активировать эозинофилы. Из компонентов комплемента в активации эозинофилов участвуют СЗа и особенно С5а. Последний способствует хемотаксису, адгезии и дегрануляции эозинофилов, высвобождению белков, кислородзависимому взрыву и продукции простаноидов. В последнее время обнаружено множество цитокинов, влияющих на эозинофилы.

Взаимодействие эозинофилов с другими клетками.

Эозинофилы участвуют в реакциях воспаления, находясь в постоянном взаимодействии с другими клетками. В последние годы были установлены сложные механизмы этого взаимодействия.

Несмотря на различное происхождение, тучные клетки и базофилы обладают многочисленными общими характеристиками, включающими не только экспрессию FcsRI и содержание медиаторов, но также и общие механизмы кооперации с эозинофилами. Например, многочисленными исследованиями было показано, что МБР, ЕСР и ЕРО индуцируют высвобождение гистамина как базофилами , так и тучными клетками человека. ЕРО также связывается с отрицательно-заряженными гранулами тучных клеток, образуя сложный комплекс, который сдерживает токсическую активность бактерий в присутствии Н202. Тучные клетки, которые в норме содержат небольшое количество пероксидазы, могут интернализировать экзогенную ЕРО с помощью везикулярной транспортной системы и включают пероксидазу в цитоплазматические гранулы. С другой стороны, тучные клетки и базофилы способны противодействовать токсическому воздействию продуктов эозинофилов. Например, тучные клетки и базофилы человека быстро секвестируют токсические эозинофильные белки с помощью эндоцитоза. Это наблюдение дает объяснение присутствию МБР и ЕРО в базофилах и тучных клетках. Помимо этого, гепарин и различные анионы, которые связывают гистамин в тучных клетках и базофильных гранулах, нейтрализуют токсические свойства МВР, что было показано в отношении эпителиальных клеток бронхов и опухолевых клеток. Наконец, различные медиаторы базофилов и тучных клеток (PAF и цитокины) могут облегчить функцию эозинофилов. Хотя тучные клетки вовлечены в немедленную аллергическую реакцию IgE-зависимого типа, высвобождение этих медиаторов может способствовать участию других клеток воспаления (например, эозинофилов) в поздней аллергической реакции.

Нейтрофилы и макрофаги могут быть вовлечены в воспалительную реакцию эозинофильного типа через высвобождение эйкозаноидов, кислородных радикалов и цитокинов. С другой стороны, нейтрофилы и макрофаги, продуцируя многочисленные медиаторы, способны сами модулировать функцию эозинофилов. Например, в исследованиях in vitro было показано, что супернатанты альвеолярных макрофагов, полученные от больных хронической эозинофильной пневмонией, способны стимулировать хемилюминесценцию эозинофилов.

Адгезия и последующая трансмиграция эозинофилов через эпителиальный барьер приводит к их попаданию в бронхоальвеолярное пространство. Эпителиальные клетки дыхательной системы человека продуцируют GM-CSF, PAF, PGE2, PGF2a, которые могут влиять на функциональную активность эозинофилов, когда они достигают бронхоальвеолярного пространства. Более того, также как эндотелиальные клетки, клетки дыхательного эпителия экспрессируют ICAM-1, и адгезия эозинофилов может быть частично блокирована моноклональными антителами против ICAM-1.

Два важнейших хемоаттрактанта для эозинофилов, PAF и RANTES, продуцируются тромбоцитами и могут участвовать в тромбоцит-зависимой миграции эозинофилов. Более того, доказательства важной роли тромбоцитов в аллергическом воспалении основаны на данных о повышенном содержании медиаторов тромбоцитов (PF-4, p-TG) у астматиков, которое коррелирует с повышенным уровнем эозинофильных продуктов. С другой стороны, такие медиаторы эозинофилов, как МБР и ЕРО, способны активировать тромбоциты.

Лимфоциты являются источником двух хемоаттрактантов для эозинофилов: LCF и IL-2. Кроме того, цитокины, продуцируемые ТН2-лимфоцитами (IL-3, IL-5, GM-CSF), участвуют в эозинофилопоэзе, активации эозинофилов и т.д. Некоторые цитокины, продуцируемые лимфоцитами, могут способствовать дополнительному привлечению в очаг воспаления лимфоцитов и эозинофилов. Например, IL-4, продуцируемый ТН2 клетками, способствует повышению экспрессии VCAM-1 на эндотелиальных клетках, что в будущем облегчает привлечение и активацию эозинофилов и лимфоцитов.

Отдельные исследования показали, что в условиях ex vivo жизнеспособность и другие характеристики эозинофилов находятся в зависимости от цитокинов, продуцируемых монослоем фибробластов. Более того, в экспериментах на фибробластах легких человека было показано, что они самостоятельно повышают жизнеспособность эозинофилов in vitro и этот эффект преимущественно связан с GM-CSF. С другой стороны, получены данные о способности эозинофилов продуцировать факторы, индуцирующие и поддерживающие фиброгенез.

Эозинофилы

Полагают, что эозинофилы - это редкие лейкоциты, деятельность которых в основном разрушительна и имеет отношение только к паразитарным инфекциям и астме. Однако правильный ли этот достаточно банальный вывод? Воспалительные заболевания кишечника характеризуются вторжением лейкоцитов в слизистую оболочку кишечника. Однако, наблюдается смешанная воспалительная картина, которая включает нейтрофилы, лимфоциты, моноциты и эозинофилы. До сегодняшнего дня роль эозинофилов в здоровье и заболевании остается неясной. Традиционно,исследования их функции связаны, главным образом, с аллергическими заболеваниями, астмой и паразитарными инфекциями. В отличие от легких или кожи, эозинофилы находятся в нормальной слизистой оболочке кишечника и усиливают патологические состояния; следовательно, сложная система должна регулировать их миграцию и численность.

Значительный объем литературы описывает эозинофилы, присутствующие в микроокружении желудочно-кишечного тракта, где они могут взаимодействовать с другими резидентными клетками, тем самым способствуя ремоделированию кишечника, образованию слизи, эпителиальному барьеру, выработке цитокинов, ангиогенезу и высвобождению нейропептидов. Ряд доказательств подтверждает как потенциальную полезную, так и вредную роль эозинофилов в кишечнике.

Эозинофилы представляют собой плейотропные многофункциональные лейкоциты, участвующие в инициации и распространении различных воспалительных реакций, а также модуляторы врожденного и адаптивного иммунитета. Представляет интерес биология эозинофилов, причем основное внимание здесь стоит уделить транскрипционной регуляции дифференцировки эозинофилов, характеристике растущих свойств гранул эозинофильных белков, поверхностных белков и плейотропных медиаторов и молекулярным механизмам дегрануляции эозинофилов. Важны новые взгляды на роль эозинофилов в гомеостатической функции, включая биологию развития и врожденный и адаптивный иммунитет (а также их взаимодействие с тучными клетками и Т-клетками) и их предполагаемую роль в процессах заболевания, включая инфекции, астму и желудочно-кишечные расстройства.

Эозинофильные гранулоциты издавна считались мощными эффекторными клетками, способными высвобождать целый ряд медиаторов воспаления, участвующих в цитотоксичности, для гельминтов и разрушения тканей при хронических воспалительных заболеваниях, таких как астма. Однако стало очевидно, что эозинофилы также участвуют в регуляторных механизмах, модулирующих местные тканевые иммунные ответы. Эозинофилы участвуют в механизмах ремоделирования и репарации и способствуют локализованному врожденному и приобретенному иммунному ответу, а также системному адаптивному иммунитету. Кроме того, эозинофилы участвуют в нейроиммунных взаимодействиях, модулирующих функциональную активность периферических нервов. Нейромедиаторы также могут модулировать функциональную активность эозинофилов, выявляя двунаправленные взаимодействия между двумя типами клеток. Эозинофилы являются тканеспецифичными клетками и были обнаружены в непосредственной близости от периферических нервов.

Хотя функциональная роль эозинофилов в первую очередь считается защитой хозяина от паразитарной инфекции, современные исследования показывают, что эта сложная клетка идеально приспособлена для других ролей, которые могут включать иммунную модуляцию и восстановление тканей. Эозинофил является важным источником основных белков, липидных медиаторов, цитокинов и факторов роста. При болезненных состояниях мобилизация эозинофилов из костного мозга и кровообращения может быть очень быстрой, но высокоорганизованной и избирательной в отношении клеток, особенно в ответ на интерлейкин (IL) 5 и эотаксин. Такой сложный путь рекрутирования регулируется серией взаимодействий рецепторов эозинофилов и лигандов эндотелия и внеклеточного матрикса. Несколько механизмов примирования активируют эозинофилы во время этого процесса рекрутирования, так что клетка достигает пункта назначения ткани, подготовленного к немедленному действию и продленному выживанию ткани. Дегрануляция строго контролируется и позволяет клетке по-разному высвобождать свое содержимое упорядоченным образом. Это важно для предотвращения повреждения тканей во время миграции. Терапия по-прежнему ограничена в отношении заболеваний, вызванных эозинофилом, но вмешательство в ключевые события, которые управляют набором эозинофилов и эффекторной функцией, может быть выходом из положения.

Некоторые роли эозинофилов основаны на острых, эффекторных реакциях этой клетки, ее способности генерировать биологически активные липидные медиаторы и высвобождать содержимое гранул, включая характерные катионные белки. В то время как эффекторные ответы эозинофилов важны для их вклада в острый патогенез аллергических заболеваний, более полное понимание эозинофилов требует оценки роли, которую эта клетка может играть в тканевых участках, особенно в подслизистых участках, где клетка обычно локализована в отсутствие болезней. Кроме того, для долгоживущего, резидентного эозинофила, определение взаимодействий, которые происходят между эозинофилами и другими иммунными клетками, очень важно для понимания функций эозинофилов как при острых, так и при хронических заболеваниях. Многие аллергические заболевания характеризуются повышенным накоплением эозинофилов и являются хроническими заболеваниями.

Инфильтрация эозинофилов в тканевое аллергическое воспаление опосредуется сочетанием процессов. L-отбор эозинофилов и антиген очень поздней активации (VLA-4) могут избирательно регулировать адгезию эозинофилов к эндотелию. Активирующие цитокины, такие как интерлейкин (IL) -5, регулируются при активации в нормальных Т-клетках (RANTES) и хемотаксический пептид моноцитов (MCP) -3 специфически действуют на эозинофилы. Кроме того, эозинофилы от больных аллергией могут быть активированы для увеличения адгезии и движения хемокинами, высвобождаемыми в местах аллергического воспаления. Вместе эти процессы вызывают специфическую инфильтрацию эозинофилов.

Пониженные уровни глутатиона в крови и содержание эозинофилов в крови изучались в течение многих недель у пациентов, которым вводили плацебо. Лабораторные изменения, сопровождающие улучшение, происходящее от плацебо, развиваются медленно и отличаются от быстрых изменений, вызываемых некоторыми препаратами.

Эозинофилы могут регулировать местные иммунные и воспалительные реакции, а их накопление в крови и тканях связано с несколькими воспалительными и инфекционными заболеваниями. Таким образом, терапия, направленная на эозинофилы, может помочь контролировать различные заболевания, включая атопические расстройства, такие как астма и аллергия, а также заболевания, которые не связаны в первую очередь с эозинофилами, такие как аутоиммунныезаболевания и злокачественные новообразования. Препараты, нацеленные на эозинофилы, которые таргетированы на блокирование определенных этапов, связанных с развитием, миграцией и активацией эозинофилов, недавно прошли клинические испытания и дали обнадеживающие результаты и понимание роли эозинофилов

Активация эозинофилов приводит к высвобождению предварительно образованных и вновь синтезированных продуктов, включая цитокины, хемокины, липидные медиаторы и белки цитотоксических гранул, которые могут инициировать, усиливать и поддерживать местные воспалительные и ремоделирующие реакции. Вторичные гранулы эозинофилов состоят из высоко заряженных основных белков, включая основные белки эозинофильных гранул, катионный белок эозинофилов, нейротоксин, полученный из эозинофилов, и пероксидазу эозинофилов. Кроме того, эозинофильные гранулы содержат множество предварительно образованных цитокинов, хемокинов, ферментов и факторов роста, что приводит к разнообразной биологической активности эозинофилов при инфекции и воспалении. НЕсмотря на то, что глюкокортикоиды очень эффективны для снижения количества эозинофилов в крови и тканях, пациенты часто имеют опасные побочные эффекты и развивают резистентность к этим препаратам. Терапия, направленная против фактора роста эозинофилов - интерлейкина-5 (IL-5), была протестирована в клинических испытаниях на эффективность при некоторых расстройствах, связанных с эозинофилезом, и выглядит многообещающей. Тем не менее, снижение эозинофилии ткани и улучшение симптомов было переменным и зависит от фенотипов пациентов (подгрупп). Таким образом, необходимы дополнительные подходы к отбору пациентов и новых лекарственных препаратов, основанные на понимании механизма эозинофилии и эффекторных функций эозинофилов.

Доклинические исследования показывают, что ингибирование миграции эозинофилов из кровотока в ткани обладает терапевтическим потенциалом, но клинические успехи на сегодняшний день были ограниченными. Недостаточная эффективность может быть связана с комплексной регуляцией рекрутирования эозинофилов в воспалительные ткани. Доклинические исследования, таргетированные на содействие апоптозу эозинофилов, подтверждают значимость исследований связывающей сиаловую кислоту иммуноглобулин-подобной терапии, нацеленной на лектин 8 (SIGLEC-8), так как привлечение SIGLEC-8 приводит к селективному апоптозу эозинофилов.

Лечение пациентов с аллергической астмой с использованием омализумаба - рекомбинантного моноклонального антитела, связывающегося с иммуноглобулином Е, приводит к снижению эозинофилии в крови и тканях посредством еще неизвестного механизма.

Клозапин

Эозинофильный миокардит - редкая форма миокардита, характеризующаяся инфузией миокарда, состоящая в основном из эозинофилов. Известно, что он может развиваться со скоростью 0,2-3% при длительной терапии, особенно при использовании клозапина. Стандартное лечение не может быть установлено из-за редкости заболевания и трудностей в определении этиологии. При обследовании участков миокарда с помощью светового микроскопа были сделаны общие выводы: повреждение миоцитов сопровождалось пятнистым распределением периваскулярного и интерстициального воспалительного инфильтрата, богатого эозинофилами. Эти объекты могли развиться в результате реакции гиперчувствительности из-за длительного использования антипсихотических препаратов. Эозинофильный миокардит встречается как редкое клиническое заболевание и, вероятно, это подтип миокардита, который не всегда распознается. Сбой в клинической диагностике и задержка лечения могут привести к необратимому повреждению миокарда. Эндомикробная биопсия до сих пор является золотым стандартом в диагностике эозинофильного миокардита.

Общий анализ крови в гастроэнтерологии

Желудочно-кишечный тракт представляет собой очень сложный орган, который включает слой кишечного эпителия, собственную пластинку, слизь, микроорганизмы, пищевые материалы, энтеральную нервную систему и местную иммунную систему. Заболевания желудочно-кишечного тракта распространены в первичной медицинской помощи, на них приходится около 10% работы врачей общей практики. В эпоху быстрых изменений в среде здравоохранения и с упором на сдерживание расходов врачи первичной медико-санитарной помощи (PCP) сталкиваются с особыми проблемами в своем ведении, например, экономически эффективным лечением диспепсии и гастроэзофагеального рефлюкса. Кроме того, тесная взаимосвязь расстройств пищеварения с привычками образа жизни и их огромное влияние на качество жизни требует целостного подхода с вниманием не только к органическим, но и к психосоциальным аспектам желудочно-кишечных заболеваний.Учитывая, что желудочно-кишечный тракт является основным каналом взаимодействия микробов и хозяина с наибольшей численностью микробиоты в организме, кишечный микробиом явно изучался в первую очередь с точки зрения желудочно-кишечных заболеваний.

Подсчитано, что в среднем толстая кишка человека содержит приблизительно 10 11 бактериальных клеток на один грамм фекального содержимого. Более поздние исследования оценили их количество примерно в 10 12 бактерий на коже и 10 13 в кишечнике. Говорят, что это огромное количество превосходит количество клеток нашего собственного тела в 10 раз . Баланс кишечного микробиома является ключевой особенностью. Состав кишечного микробиома не является статичным во времени. Он претерпевает постоянные изменения, которые зависят от различных факторов, таких как общее состояние здоровья, воздействие окружающей среды (например, состав диеты, курение или физические упражнения) и местная среда, окружающая человека .

Эритроциты

Одним из наиболее частых признаков желудочно - кишечных заболеваний является анемия. У пациентов с аутоиммунным гастритом значительно более низкие значения как витамина B12, так и ферритина. У пациентов с раком желудка средние значения RDW выше (14,9 ± 3,9), чем у здоровых людей (12,2 ± 0,7). Поэтому было высказано предположение, что повышенный RDW в сочетании с симптомами рака может использоваться в качестве предупреждения в плане необходимости эндоскопии верхних отделов желудка для раннего выявления рака желудка. Низкий уровень гемоглобина, часто при наличии других симптомов, используется для направления пациентов на дальнейшее обследование на колоректальный рак. У пациентов с колоректальным раком с длительностью заболевания от 0 до 6 месяцев более низкое количество эритроцитов, гемоглобина и средний корпускулярный объем, а также более высокое количество лейкоцитов, ширина распределения эритроцитов, количество тромбоцитов и средний объем тромбоцитов, чем у пациентов с доброкачественными колоректальными полипами.

Нейтрофилы

Дельта-нейтрофильный индекс (DNI) представляет собой отношение количества незрелых гранулоцитов к общему количеству нейтрофилов в периферической крови. DNI предшествует изменениям количества лейкоцитов или нейтрофилов в связи с дифференцировкой гранулярных лейкоцитов при инфекционных и воспалительных состояниях, начиная с образования незрелых гранулоцитов. DNI оценивается путем вычитания доли зрелых полиморфноядерных лейкоцитов из суммы миелопероксидазо-реактивных клеток. В результате это биомаркер, отражающий количество незрелых нейтрофилов в периферической циркуляции.

Аллогенная трансплантация гемопоэтических клеток (алло-HCT) является хорошо зарекомендовавшим себя методом лечения ряда гематологических заболеваний, которые невозможно вылечить обычной химиотерапией. На сегодняшний день во всем мире выполнено более 1 миллиона HCT, из которых 40% были аллогенными. Наиболее частым опасным для жизни осложнением после алло-HCT и основным фактором, ограничивающим ее успех, является острая реакция «трансплантат против хозяина» (GVHD)

Нейтрофилы не гомогенно инфильтрируют кишечный тракт в начале после алло-HCT. Скорее, они образуют скопления в терминальном отделе подвздошной кишки, но отсутствуют в толстой кишке. Подвздошная кишка является наиболее уязвимым местом для бактериальной транслокации, где нейтрофилы рекрутируются и затем попадают в мезентериальные лимфатические узлы (mLNs), где они взаимодействуют с донорскими Т-клетками и способствуют их активации. Истощение нейтрофилов на основе антител уменьшало размножение донорских Т-клеток и тяжесть острой GVHD.

Эозинофилы

Примечательно, что желудочно-кишечный тракт содержит наибольшее количество резидентных эозинофилов в организме, а эозинофилия и активация эозинофилов связаны с дисфункцией кишечника при различных воспалительных заболеваниях, таких как эозинофильные желудочно-кишечные заболевания (EGID) и воспалительные заболевания кишечника (IBD), а также другие невоспалительные состояния, такие как нарушения взаимодействия головного мозга и кишечника (DBGI). Пластичность эозинофилов и способность связываться с нервной системой поддерживают дополнительные пути, с помощью которых эозинофилы способствуют гомеостазу кишечника, а также механизмам заболевания. Желудочно-кишечный тракт постоянно подвергается многофакторному давлению (как внутреннему, так и внешнему), которое в конечном итоге отвечает за формирование и разнообразие кишечных эозинофилов, предположительно с различным воздействием на функцию кишечника и исходы заболевания.

Различия в морфологии эозинофилов, поверхностных фенотипах и локализации в желудочно-кишечном тракте были описаны как на макроуровне (тонкая и толстая кишка), так и на уровне тканевых микродоменов (крипты или ворсинки, интраэпителиальные клетки и собственная пластинка). Кишечные эозинофилы можно отличить от эозинофилов костного мозга и кровообращения по поверхностным рецепторам, которые они экспрессируют. Устойчивые кишечные эозинофилы конститутивно экспрессируют повышенные уровни CD11c, Siglec F (Siglec 8 у людей) и CD11b, напоминая воспалительные эозинофилы, рекрутированные в дыхательные пути в контексте аллергической астмы.

Привлечение эозинофилов к слизистой оболочке кишечника критически зависит от местной продукции хемоаттрактантов, наиболее селективным из которых является хемокин эотаксин-1 (лиганд 11 мотива CC, CCL11), конститутивно экспрессирующийся вдоль желудочно-кишечного тракта , за которым следуют эотаксин-2 (CCL24), эотаксин-3 (CCL26), RANTES (CCL5) и хемоаттрактантный белок-3 моноцитов (MCP-3), которые связываются со своими хемокиновыми рецепторами CC (CCR) (CCR1, CCR3, и CCR4) (Weller P., et.al., 2017). Кроме того, молекулы адгезии также участвуют в рекрутировании кишечных эозинофилов в направлении желудочно-кишечного тракта. В то время как эозинофилы, экспрессирующие поверхностный рецепторный интегрин α4β7, преимущественно направляются в тонкую кишку с помощью молекулы клеточной адгезии 1 (MadCAM1) слизистой оболочки сосудов, рекрутирование эозинофилов в толстую кишку, по-видимому, в большей степени зависит от молекулы межклеточной адгезии 1 (ICAM1) (Forbes E., et.al., 2006).

Кишечный эпителий выполняет широкий спектр функций, начиная от простого физического барьера для содержимого просвета и заканчивая прямым содействием активному защитному иммунитету, достигаемому благодаря существованию двунаправленной связи между кишечными эпителиальными клетками и всем множеством резидентных иммунных клеток слизистой оболочки. Индуцированное эозинофилами усиление защиты кишечного барьера, по-видимому, зависит от обилия эозинофилов, низкое соотношение эозинофилов и эпителиальных клеток связано с повышенной целостностью барьера , в то время как полное истощение кишечных эозинофилов связано с нарушением барьера. , как экспериментально продемонстрировано лечением диетой с высоким содержанием жиров. Замечательным исключением из этого паттерна является случай здорового пищевода, где повышенное количество эозинофилов в EoE связано с хроническим воспалением и нарушением барьера . Примечательно, что непосредственная близость эозинофилов и эпителиальных клеток кишечника облегчает взаимодействие между этими двумя типами клеток, которые могут вызывать широкий спектр эффектов, в конечном итоге способствуя поддержанию гомеостаза или барьерной дисфункции.

Лимфоциты

Кишечник содержит как врожденные, так и адаптивные лимфоциты. В желудочно-кишечном тракте распределяются врожденные лимфоциты, включая врожденные лимфоидные клетки (ILC), эозинофилы, тучные клетки, инвариантные Т-клетки и интраэпителиальные лимфоциты (IEL). ILCs, идентифицированные совсем недавно, представляют собой тип врожденных лимфоцитов, которые в основном локализуются в тканях слизистой оболочки, таких как кишечник. ILC1, ILC2 и ILC3 напоминают Th1, Th2 и Th17, соответственно, с точки зрения экспрессии их цитокинов и вовлеченных факторов транскрипции. ILC кишечника получают иммуностимулирующие сигналы от микробов, метаболитов или пищевых антигенов для выработки цитокинов, которые значительно влияют на гомеостаз кишечника и воспаление . Ряд эозинофилов и тучных клеток всегда присутствует в желудочно-кишечном тракте и способствует множеству фаз иммунного ответа, включая врожденный иммунитет, адаптивный иммунитет и восстановление тканей.

Аутоиммунные заболевания и эозинофилы

Эозинофилы являются чрезвычайно универсальными эффекторными клетками, которые повреждают ткани или модулируют активность других иммунных и стромальных клеток. Можно предположить, что многие из этих эффекторных функций играют роль и в контексте аутоиммунных заболеваний. Повреждение тканей и клеток является признаком многих органо-специфических аутоиммунных заболеваний. Эозинофилы хорошо известны своими сильными цитотоксическими свойствами, опосредованными в основном через гранулярные белки. Это может способствовать разрушению органов при аутоиммунном воспалении.

Способность эозинофилов связывать антитела и, следовательно, дегранулировать и убивать клетки связывает адаптивный аутоиммунный ответ с эффекторными функциями эозинофилов. Эозинофилы экспрессируют комплемент рецепторы и рецепторы Fc (FcαR, FcγRI-III, и FcεRI-II) либо конститутивно или под процесса воспаления . В результате они способны к антителозависимой клеточной цитотоксичности (ADCC) для паразитов и мишеней млекопитающих . При аутоиммунных заболеваниях эозинофилы могут убивать клетки-хозяина, связанные аутоантителами.

Эозинофилы также взаимодействуют со стромальными клетками. Активно дегранулирующие эозинофилы часто обнаруживаются в зонах фиброгенеза, что указывает на потенциальную профибротическую роль. Было показано, что гранулярные белки и трансформирующий фактор роста (TGF) β1 из эозинофилов влияют на ремоделирование ткани и фиброз. Эозинофилы могут способствовать пролиферации фибробластов , накоплению протеогликана , экспрессии матриксной металлопротеиназы и TGFβ и синтезы белка внеклеточного матрикса. Эти профибротические функции эозинофилов могут усиливать дисфункцию тканей при аутоиммунных заболеваниях.

При хронических воспалительных состояниях эозинофилы преимущественно располагаются в нервах. Это взаимодействие приводит к активации эозинофилов , повреждению нервов, измененному росту нервов и высвобождению нейропептидов. Контакт между эозинофилами и нервами имеет функциональные последствия. Например, это одна из причин повышенной чувствительности дыхательных путей при астме.

Эозинофилы могут образовывать "ловушки" внеклеточной ДНК, быстро высвобождая митохондриальную ДНК и гранулярные белки . Эти структуры связывают и убивают патогенные микроорганизмы и способствуют повреждению тканей при воспалительных процессах. Внеклеточные ловушки ДНК были описаны при аллергической астме , реакциях гиперчувствительности к лекарствам и аллергическом контактном дерматите. Эозинофилы могут инициировать или хронифицировать воспаление, высвобождая цитокины и хемокины и взаимодействуя с другими врожденными иммунными клетками. Например, эозинофилы высвобождают MBP, IL-9, фактор стволовых клеток или фактор роста нервов, которые влияют на созревание тучных клеток, выживание и высвобождение гистамина.

Эозинофилы также могут влиять на адаптивный иммунный ответ. Они способны представлять антиген-презентирующие клетки, которые активируют MHCII и костимулирующие молекулы в контексте паразитарной инфекции или аллергической астмы. Кроме того, эозинофилы мигрируют в дренирующие лимфатические узлы , и эксперименты in vitro продемонстрировали их способность представлять антиген и активировать Т-клетки . Эозинофилы могут вносить вклад в инициацию аутоиммунных реакций, представляя антиген и активируя Т-клетки.

Эозинофильные гранулы содержат многочисленные цитокины, такие как IL-4, IL-13, IL-25, TGFβ, IL-10 или IDO , что свидетельствует о способности их влиять на дифференцировку Т-клеток. Было показано, что эозинофилы подавляют дифференцировку Th1 / Th17 или активируют ответы Th2 в дренирующих лимфатических узлах. Кроме того, они модулируют активность дендритных клеток, тем самым косвенно влияя на поляризацию нативных Т-клеток в клетки Th2 . Эозинофилы также формируют гуморальный иммунный ответ. В костном мозге эозинофилы стимулируют выживание плазматических клеток, продуцируя IL-6 и лиганд, индуцирующий пролиферацию , а в кишечнике они способствуют переключению класса на IgA . Эти свойства позволяют эозинофилам формировать адаптивный иммунный ответ при аутоиммунных заболеваниях.

Эозинофилы также могут реализовать иммунные регуляторные и защитные функции. Медиаторы, полученные из эозинофилов, такие как TGFβ и TGFα , тромбоцитарный фактор роста , фактор роста эндотелия сосудов и фактор роста фибробластов , могут вносить вклад в восстановление тканей и ангиогенез. Было показано, что IL-4, высвобождаемый из эозинофилов, играет роль в регенерации печени и мышц . Способствуют ли эозинофилы восстановлению или повреждению тканей, вероятно, зависит от контекста и заболевания.

Существуют многочисленные методы для выявления эозинофилов в крови и тканях. Эозинофилы крови обычно подсчитываются в клинических условиях по дифференциальным показателям белой крови. Человеческие эозинофилы (и в меньшей степени мышиные эозинофилы) легко идентифицируются по гистологическому окрашиванию гематоксилином и эозином из-за ярко-розового окрашивания основных гранул, которое дало им название эозинофилы ( Kay A., 2015).

Эозинофилы крови мышей могут быть обнаружены с использованием модифицированной окраски Гимзы или с помощью проточной цитометрии. Их характерный прямой профиль рассеяния на стороне рассеяния в проточной цитометрии позволяет аппроксимировать эозинофилы в крови даже без специфического окрашивания антителами. Антитела, которые можно использовать для окрашивания эозинофилов крови-мишени Siglec-F (мышь) или CCR3 (мышь и человек) . Эозинофилы также положительны для неспецифических рецепторов, таких как CD11b и (на низких / промежуточных уровнях) Ly6G. Окрашивание несколькими антителами часто требуется для идентификации и характеристики эозинофилов из тканей, поскольку ни одно из них не является абсолютно специфичным для эозинофилов. Эозинофилы тканей также можно обнаружить с помощью иммуногистохимии или иммунофлуоресцентного окрашивания антителами против MBP или EPX. Электронная микроскопия - это еще один метод, используемый для различения эозинофилов от других клеток на основе морфологии эозинофильных гранул. Более того, с помощью этой техники можно определить степень и механизм дегрануляции эозинофилов.

Эозинофилы способствуют аутоиммунным заболеваниям в совершенно разных органах, от ЦНС до кожи, желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы. К ним относятся ткани, в которых эозинофилы находятся у здоровых людей, такие как кишечник, а также ткани, в которых эозинофилы обычно отсутствуют, такие как сердце или ЦНС. Во всех этих органах эотаксины, по-видимому, являются основными хемокинами для рекрутирования эозинофилов. Различные эотаксины привлекают эозинофилы в разные ткани. Эотаксин-1 необходим для доставки эозинофилов в кишечник, в то время как эотаксин-3 наиболее важен в EGPA. Как эотаксин-1, так и -3 привлекают эозинофилы в сердце, а эотаксин-2 и -3 рекрутируют эозинофилы в ЦНС в частности , в зрительный нерв . Эозинофильная инфильтрация в ткани обычно сопровождается эозинофилией, который может быть кратковременным и часто вызывается повышением сывороточного IL-5 или тканевого IL-5. Другие цитокины, такие как GM-CSF, также могут увеличиваться и способствовать эозинофилии. По сравнению со здоровыми контролями эозинофилы из пораженных тканей или крови пациентов демонстрируют активированный фенотип, активирующий CD11b и CD69 и высвобождающий цитокины, такие как IL-25, IL-6, IL-8 и IL-1β.

Читайте также: