Ярина Мария Сергеевна – научный сотрудник Научно-исследовательского института по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе.
Аннотация: Полисахариды и полисахаридные комплексы, выделенные из плодовых тел, мицелия, спор или культуральной жидкости G.lucidum, в последнее время привлекают огромное внимание ученых как перспективные для практического использования иммуномодуляторы. Эти вещества оказывают иммуностимулирующее действие и предотвращают развитие опухолей и метастаз посредством активации иммунного ответа организма, стимулируя естественные клетки-киллеры, Т-лимфоциты, В-лимфоциты и макрофаги. В этом обзоре разобраны основные принципы иммуномодулирующей активности полисахаридов базидиального гриба трутовика лакированного.
Ключевые слова: Иммуномодулирующее свойства, полисахариды, полисахаридные комплексы, иммуномодуляторы, организм.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-34-00961.
Многие реакции иммунной системы приводят к разрушению и удалению внедрившихся паразитических организмов и вырабатываемых ими токсичных молекул. Поскольку такие иммунные реакции направлены на разрушение, важно, чтобы они запускались только чуждыми организму, но не его собственными молекулами. Способность отличать чужое от своего - фундаментальное свойство иммунной системы. Изредка случается, что она принимает «свое» за «чужое» и начинает разрушительные действия против собственных молекул организма, или же не распознаёт «чужое», принимая его за «свое». [1]
Почти любая макромолекула, чуждая организму реципиента, может вызвать иммунный ответ. Вещество, способное вызвать иммунный ответ, называют антигеном (т.е. генератором антител). Иммунная система может различать даже очень сходные антигены, например, два белка, различающиеся только одной аминокислотой, или два оптических изомера.
Существуют два основных типа иммунных ответов: 1) гуморальные ответы и 2) иммунные ответы клеточного типа. Гуморальные ответы связаны с выработкой антител - белков, называемых также иммуноглобулинами. Антитела циркулируют в крови и проникают в другие жидкости организма, где специфически связываются с чужеродными антигенами, вызвавшими их синтез. Связывание с антителами инактивирует вирусы и бактериальные токсины, блокируя их способность присоединяться к рецепторам на клетках-мишенях. Связанные антитела служат «метками» микроорганизмов, подлежащих уничтожению, - облегчают их поглощение фагоцитами или активируют особую систему белков крови (называемую комплементом), которая убивает эти микроорганизмы. Иммунный ответ клеточного типа - второй вид иммунных реакций - состоит в образовании специализированных клеток, реагирующих с чужеродным антигеном на поверхности других собственных клеток организма. Реагирующая клетка может убить собственную клетку, зараженную вирусом и имеющую на своей поверхности вирусные белки, тем самым уничтожая инфицированную клетку до завершения репликации вируса. В других случаях реакция клетки состоит в секреции химических сигналов, стимулирующих разрушение внедрившихся микроорганизмов [3]. Действие ПСХК (полисахаридных комплексов Ganoderma lucidum) достаточно обширно, включая стимулирующее влияние на антигенпрезентирующие клетки, мононуклеарную фагоцитарную систему, гуморальный и клеточный иммунитет [7].
Макрофаги принадлежат к группе лейкоцитов, способных связывать на всей своей поверхности микроорганизмы, а затем поглощать и уничтожать их. Эта функция основана на простых неспецифических механизмах распознавания. Макрофаги принимают участие в иммунном ответе на всех его этапах. Во-первых, они осуществляют немедленную защитную реакцию, до тех пор, пока не произойдет усиление иммунного ответа, регулируемое антигенспецифичными Т-клетками. Во-вторых, они вызывают активацию Т-клеток, и, наконец, активированные в свою очередь Т-клетками, выполняют важные функции в эффекторных механизмах клеточного иммунитета, вызывая воспаления и уничтожая микроорганизмы, а также опухолевые клетки. [2,5]
Данные по действию полисахаридов, полученных из Ganoderma lucidum, указывают на положительное влияние полисахаридов, полученных из этого гриба, на активность макрофагов. Данные были получены в опытах как in vitro, так и in vivo. Помимо прямого влияния на концентрацию макрофагов, полисахариды изменяют их продуктивность и активность, как вне-, так и внутриклеточную [18]. На поверхности макрофагов имеются рецепторы CR3 (лектиновой природы) [19], связывающие непосредственно полисахариды. После связывания запускается ряд каскадных сигнальных систем, в результате действия которых увеличивается количество инозитол-1,4,5-трифосфата (ИФ3) [20], который в свою очередь, связываясь с кальциевыми каналами на мембране, запускает процесс высвобождения кальция. Одновременно с увеличением концентрации ИФ3 возрастает концентрация диацилглицерола (ДАГ). Он также является вторичным мессенджером и взаимодействует с протеинкиназой С (ПКС), повышая её фосфорилирующую активность [3]. Запуск данных сигнальных систем приводит к повышению внутриклеточной концентрации кальция, к инициации синтеза интерлейкина-1(ИЛ-1), фактора некроза опухоли альфа (ФНО-а), также под действием ПСХК повышается способность продуцировать высокоактивные метаболиты кислорода и азота [8, 9, 20]. На поверхности макрофагов присутствуют Toll-like рецепторы, играющие большую роль в иммунном ответе против микроорганизмов, их активация ПСХК влечёт за собой секрецию цитокинов, промоутирующих активность цитотоксических Т-клеток [10,20]. Полисахаридная фракция G. lucidum стимулировала выработку цитокинов, оказывающих супрессирующее действие на пролиферацию клеток лейкемии человека, и в последствии индуцирующих апоптоз этих клеток [23].
Дендритные клетки (ДК), присутствующие в тканях, захватывают антигены и мигрируют в лимфатические узлы и селезёнку, где особенно активны как антигенпрезентирующие клетки. Полисахариды G. lucidum влияют на созревание ДК. Исследования показали, что полисахариды в концентрации 0,8, 3,2, и 12,8 мг/мл могут повышать ко-экспрессию молекул CD11c на поверхности ДК и увеличивать экспрессию мРНК ИЛ12 р40 в клетках. Также в литературе встречаются данные, что действием разветвлённого (1→6)-β-D глюкана в концентрации 10 мг/мл можно повысить экспрессию рецепторов CD80, CD86, CD83, CD40, CD54, и его же действие направлено на увеличение синтеза определенной группы интерлейкинов. Повышая экспрессию сигнальных и рецепторных белков на поверхности ДК, полисахариды опосредованно стимулируют Т-клетки, что выражается в возрастании секреции фактор некроза опухоли гамма (ФНО-γ) и интерлейкина 10 (ИЛ10). Через презентацию антигена стимулированные полисахаридом Дк клетки могут стимулировать активность цитотоксических Т-клеток [6,14,15].
Нормальные киллеры - популяция лимфоцитов, обладающих природным свойством распознавать и разрушать некоторые инфицированные вирусами клетки и опухолевые клетки. Вещества, экстрагируемые водой из трутовика лакированного, могут в опытах in vivo стимулировать НК клетки, в более точных исследованиях было показано, что именно фукозо-содержащие гликопротеины повышают содержание НК от 1% до 3,2% [1,14].
В-клетки - лимфоциты, образующиеся в костном мозге у взрослого организма и продуцирующие антитела [2]. Под действием биоактивной фракции, полученной из G. lucidum, В-клетки начинают пролиферировать, а также экспрессировать иммуноглобулин и CD71, CD25. Интересно отметить тот факт, что возрастание активности В-клеток происходит не зависимо от активации Т-клеток, а связано со стимуляцией экспрессии ПКС в В-клетках непосредственно. Было показано, что полисахариды G. licidum могут связываться с поверхностью лимфоцитов через специфические рецепторы или сыворотко-специфичные белки, что приводит к перестройке активности макрофагов, Тх-клеток, Нк клеток и других эффекторных клеток [14,17,20]. В приведённой ниже таблице (см. Таблица 1.) представлены основные клетки иммунного ответа и эффект, оказываемый на них ПСХК.
Таблица 1. Влияние полисахаридов гриба Ganoderma lucidum на клетки иммунной системы.
Клетки иммунной системы |
Действие полисахаридов Ganoderma lucidum |
Макрофаги |
Увеличение фагоцитоза Повышение выработки ИЛ-1,ФНО-а и повышение экспрессии mRNA ФНОа,, ФНОγ [11] Защита митохондриальных мембран от разрушающего воздействия свободных радикалов [21]. Возрастание [Ca2+]i [13]. Индуцирование образования ИФ3 и ДАГ. Возрастание активности протеинкиназы С. Активация макрофагов через toll-like receptor 4 и протеинкиназный путь, опосредованный данным рецептором [10]. |
Нейтрофилы - короткоживущие фагоцитирующие клетки. Поглощая чужеродный материал, они разрушают его и затем погибают. |
Возрастание активности ПКС, МАПК - что приводит к улучшению неспецифического иммунитета.[14] |
Дендритные клетки (ДК) |
Индукция пролиферации [22]. Увеличение цитотоксичности у Тц опосредованно через ДК Увеличение продукции ИФγ [14]. |
Нормальные киллеры. |
Увеличение активности НК клеток. Возрастание цитотоксичности, наведенной НК клетками [14]. |
Т-клетки-лимфоциты, дифференцировка происходит главным образом в тимусе. Выполняют ключевые функции в развитии и регуляции иммунного ответа. |
Способствуют образованию ИЛ-2, ИФγ Возрастает синтез ДНК и активность ДНК полимеразы а. Возрастает процентное содержание CD5+, CD4+ и CD8+ Т лимфоцитов [14].. |
В-клетки |
Возрастание пролиферации лимфоцитов[12] Возрастает секреция иммуноглобулина[20]. . |
Краткие обозначения: ИЛ-интерлейкины, ФНО- фактор некроза опухоли, ИФ- интерфероны, ПКА -протеинкиназа А, Тц- цитотоксические Т – клетки.
Иммуномодулирующая активность in vitro определяется на колониях целевых клеток, например, макрофагов или Т-клеток, непосредственно. In vivo чаще всего используются мыши линии ICR. Препарат, как правило, вводится внутрибрюшинно примерно 4-5 дней, затем мышей вскрывают, отделяют селезёнки и работают с полученной клеточной фракцией. Пролиферация лимфоцитов и продукция антител в большинстве случаев считается по MTT методу или с помощью количественного гемолизиноспектрофотометрического метода. Определение IgG и С3 белка-комплимента производится методом простой иммунодиффузии и рядом других иммунологических методов [4].
Список литературы