БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 7, с. 998 - 1009
УДК 577.27
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ АНТИУГЛЕВОДНЫХ АНТИТЕЛ В ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ЦЕЛЯХ
Обзор
© 2015 Д. Белло-Джил1, Р. Манец12*
1 Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL), Gran Via de l'Hospitalet, 199 08908 Hospitalet de Llobregat, Spain
2 Bellvitge University Hospital, Feixa Llarga s/n 08907, Hospitalet de Llobregat, Spain; E-mail: rmanez@bellvitgehospital.cat
Поступила в редакцию 04.03.15 После доработки 13.04.15
Естественные антиуглеводные антитела (NAbC) представляют собой постоянно синтезирующиеся в отсутствие явной внешней антигенной стимуляции антитела, направленные на гликаны. В клинической практике NAbC распознаются по нежелательной реакции на несовпадение групп крови при переливании крови или трансплантации органов, а также по отторжению ксенотрансплантантов. Эти клинические проявления не отражают биологической роли NAbC. Однако они позволяют предположить возможность использования NAbC для усиления иммунитета в различных клинических условиях путем: 1) экспрессии углеводных антигенов в элементах, где они отсутствуют, что позволит использовать связывание и реакционную способность существующих NAbC; 2) удаления существующих NAbC; 3) изменения рисунка гликозилирования NAbC.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: естественные антитела, антиуглеводные антитела, антитела к группам крови, антигалактоза а 1,3 галактозные антитела.
ЕСТЕСТВЕННЫЕ АНТИУГЛЕВОДНЫЕ АНТИТЕЛА
Естественные антитела (МЛЪ) представляют собой иммуноглобулины (в основном изотипа 1яМ), которые постоянно секретируются лимфоцитами типа В-1 без предварительной внешней антигенной стимуляции [1, 2]. 1яМ МЛЪ8 не только распознают патогены и участвуют в их выведении через активацию комплемента, но также играют важную роль в апоптическом клиренсе клеток, гомеостазе тканей и модуляции иммунитета [3, 4]. Менее изучена роль естественных антител, которые иногда считаются неспособными идентифицировать антигены и нереактивными. Однако недавние исследования показали, что они взаимодействуют с лек-
Принятые сокращения: NAb — естественные антитела, NAbC — естественные антиуглеводные антитела, TAA — связанные с опухолью антигены, ADE — антителозависи-мое усиление, Fab — антигенсвязывающий фрагмент, Fc — постоянный фрагмент, CDC — комплементзависимая ци-тотоксичность, ADCC — антителозависимая клеточная ци-тотоксичность, HAPAb — гемолитические антисвиные антитела.
* Адресат для корреспонденции.
тинами, участвуя в быстром и эффективном удалении патогенов, что позволяет предположить, что они могут быть частью моста между врожденным и приобретенным иммунитетом [5].
Широкий спектр МЛЪ, направленных на углеводы (МЛЪС), может быть разделен на три различные группы: 1) консервативные МЛЪС, которые обладают практически одинаковой специфичностью и концентрацией в крови у всех здоровых людей; 2) аллоантитела к антигенам групп крови и ксеноантитела к антигенам других видов; 3) пластичные антитела, которые могут включать антитела из двух других групп, но чей уровень меняется при различных заболеваниях и временных состояниях, таких как воспаление или беременность [6]. Пластичные антитела также включают МЛЪС, реагирующие со связанными с опухолями углеводными антигенами, такими как Оа1р1-3СаШЛса (антиген Томсена—Фриденрайха) или ОаВДЛса (Тп-ан-тиген). Эти антитела не являются специфическими для опухолей, но изменяются при раке или других заболеваниях [7]. Кроме того, они включают антитела, реагирующие на 0а1а1-30а1р (ава1) и особенно на 0а1а1-30а1р1-401сМЛср. На протяжении многих лет они считались самы-
ми распространенными антителами в организме человека (до 2% от общего содержания иммуноглобулинов), но в недавних исследованиях их уровень был оценен только в 0,1%, что соответствует уровню многих других МЛЬС [6]. Эпитоп аОа1 экспрессируется несколькими микроорганизмами, включая вирусы, бактерии и простейшие. На основании этого было сделано предположение, что постоянная продукция анти-аОа1 антител у людей, приматов и обезьян Старого Света является результатом антигенной стимуляции обычной кишечной бактериальной флорой [8, 9]. У людей анти-аОа1 антитела реагируют на эритроциты пациентов с р-талассемией или серповидно-клеточной анемией и на нормальные стареющие эритроциты [10]. Повышение уровня анти-аОа1 антител описано для пациентов с аутоиммунными заболеваниями, такими как базедова болезнь, болезни Шен-лейн—Геноха и Крона [11]. Повышение уровня анти-аОа1 антител также связано с более высокой смертностью пациентов, проходящих заместительную почечную терапию, и пациентов со связанным с перитонеальным диализом кишечным перитонитом [12].
К сожалению, изменения в анти-аОа1 антителах и других МЛЬС обладают низкой чувствительностью и специфичностью для диагностики конкретных заболеваний и состояний. В ближайшем будущем ситуация может измениться благодаря существенному прогрессу, достигнутому в последние годы в области синтеза углеводов и технологии микрочипов. До настоящего времени МЛЬС в клинической практике распознают по нежелательной реакции на несовпадение групп крови при переливании крови или трансплантации органов, а также по отторжению ксенотрансплантатов, экспрессирующих аОа1-эпитопы. Эти клинические проявления не отражают биологической роли МЛЬС. Однако они позволяют предположить возможность использования МЛЬС для усиления иммунитета в различных клинических условиях путем: 1) экспрессии углеводных антигенов в элементах, где они отсутствуют, что позволит использовать связывание и реакционную способность существующих МЛЬС; 2) удаления существующих МЛЬС; 3) изменения рисунка гликозилирования МЛЬС.
УСИЛЕНИЕ ИММУНИТЕТА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ УГЛЕВОДНЫХ АНТИГЕНОВ
Не существует доказательств того, что кто-либо предпринимал попытки экспрессии ЛВО-несовместимых антигенов на клетках с целью
получения иммунологического ответа. Клинический интерес к этой углеводной реакции антиген—антитело связан с возможностью использовать манипулирование антителами для обеспечения переливания ABO-несовместимой крови или трансплантации несовместимых трансплантатов как целенаправленно, так и в тех случаях, когда это происходит случайно. Антигенными детерминантами групп крови А и В традиционно считаются GalNAca1-3(Fuca1-2) Gal и Gala1-3(Fuc1-2)Gal соответственно. Однако недавно в качестве антигенов групп крови А и В были предложены GalNAca1-3(Fuca1-2)Galp1-4GlcNAc и Gala1-3(Fuc1-2)Galp1-4GlcNAc соответственно [13]. Антитела к группе крови А, которые обычно имеют низкую концентрацию, включают NAb к тетра- и трисахаридным фрагментам. Однако агглютинацию эритроцитов могут вызывать только антитела к тетрасахарид-ной форме, поскольку трисахаридная встречается у людей как с группой крови А, так и В. Любопытно, что существенная доля антител, вырабатывающихся против несовместимых ABO-ан-тигенов, состоит из анти-aGal антител, которые взаимодействуют с aGal-эпитопом в структуре Gala1-3Galp1-4GlcNAcp, являющейся внутренней (коровой) структурой в антигенах группы крови А и В [14]. Эти данные, а также классические представления о том, что анти-aGal антитела представляют собой наиболее распространенную группу иммуноглобулинов человека, возможно, являются причиной того, что именно эпитоп aGal рассматривается в качестве углеводного антигена-мишени при генерации иммунологического ответа на клиническом уровне.
Одним из первых возможных применений анти-aGal антител является усиление иммунитета против клеток опухоли. Как мы описывали выше, NAbC включают пластические антитела, направленные на связанные с опухолью антигены (TAA), которые не являются специфическими для опухолевых клеток, поскольку они могут встречаться и в здоровых тканях, хотя и в других концентрациях. В некоторых случаях можно вызвать иммунный ответ на ТАА, что связано с улучшением прогноза при раке [15]. Однако у большинства пациентов опухоль избегает этого иммунного ответа. Иммуногенность опухолей может быть увеличена вследствие экспрессии aGal эпитопов после внутриопухолевой инъекции aGal гликолипидов, как показано на a 1,3 галак-тозилтрансфераз-нокаутных (Gal-KO) мышах [16]. Анти-aGal антитела связывают aGal на гликолипидах, активируя комплемент-опосредованную цитотоксичность и антителозависи-мую клеточно-опосредованную цитотоксичность против опухолевых клеток [16, 17]. Эта страте-
гия была оценена в клиническом исследовании фазы I, включавшем пациентов с раком на поздней стадии. Внутриопухолевая инъекция aGal гликолипидов была безопасной и сопровождалась очевидным увеличением выживаемости у некоторых пациентов [18].
Другое возможное клиническое применение углеводных антигенов связано с усилением им-муногенности вакцин против инфекционных заболеваний. Синтетические олигосахариды Р1-6-D-глюкозамина и р1-6-Б-М-ацетилглюкозами-на используются для производства конъюгат-ных вакцин, защищающих от широкого спектра патогенов. Многие бактерии продуцируют поверхностный полисахарид поли[р1-6-^ацетил-D-глюкозамин] (PNAG), и продукция антител к этому эпитопу может вызывать иммунный ответ на большое число микробов [19]. Кроме того, экспрессия aGal эпитопов в инактивированной вакцине вируса гриппа и gp120 вакцине ВИЧ приводила к существенному увеличению гуморального и клеточного иммунного ответов, генерируемых этими вакцинами [20, 21]. Нано-частицы, несущие aGal-трансформированные антитела, вызывают более высокие иммунные ответы с более широким распознаванием эпито-пов по сравнению с другими адъювантами [22]. Сочетание aGal-модифицированных антигенов с технологией наночастиц может стать новаторским подходом к разработке следующего поколения вакцин против возникающих и повторно возникающих патогенов.
Анти-aGal антитела также могут ускорять заживление ран и ожогов. Эта идея основана на местном привлечении и активации макрофагов для усиления регенерации поврежденной ткани. Местное применение липосом, несущих aGal эпитопы, ускоряет процесс заживления ран и позволяет избежать фиброза и образования шрамов у Gal-KO мышей и свиней [23—25]. Способность восстанавливать и оживлять кожные раны, достигающаяся гликоконъюгатами aGal,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.