БИОХИМИЯ, 2013, том 78, вып. 2, с. 185 - 203
УДК 577.27
ПРИРОДНЫЕ АНТИТЕЛА К НУКЛЕИНОВЫМ
КИСЛОТАМ
Обзор
© 2013 г. В.Н. Бунева12, М.А. Красноруцкий1, Г.А. Невинский1,2*
1 Институт химической и фундаментальной медицины СО РАН, 630090 Новосибирск, просп. Лаврентьева, 8; факс: (383)333-677, электронная почта: nevinsky@niboch.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 2; факс: (383)330-3255, электронная почта: nsu@nsu.ru
Поступила в редакцию 24.04.12 После доработки 24.09.12
Кровь здоровых доноров содержит в небольших концентраицях ауто-антитела к собственным компонентам, включая ДНК и РНК. В крови людей и животных, страдающих рядом аутоиммунных, вирусных патологий и заболеваниями, связанными с бактериальными инфекциями, антитела против ДНК и РНК обнаружены в повышенной концентрации по сравнению с таковой у здоровых доноров. Обнаружение различных каталитических активностей антител, включая абзимы с ДНКазной и РНКазной активностями, является самым ранним признаком развития ряда аутоиммунных заболеваний. В обзоре рассмотрены возможные механизмы образования анти-ДНК и анти-РНК антител без каталитических активностей и абзимов в норме и при различных патологиях. Обсуждается возможная роль таких ауто-антител и причины их исключительного многообразия в норме и в патогенезе различных аутоиммунных заболеваний.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: антитела против ДНК и РНК, природные абзимы, здоровые доноры, аутоиммунные заболевания.
Некоторые аутоиммунные заболевания (АИЗ) характеризуются наличием в крови пациентов высоких титров антител (АТ) против ДНК и РНК [1—9]. В данном обзоре проведен анализ литературных данных о природных антителах против нуклеиновых кислот. Однако эта работа не может быть ограничена только антителами непосрественно против ДНК и РНК по ряду причин. Относительный титр анти-РНК АТ в крови людей и животных обычно оценивается с
Принятые сокращения: АТ — антитела; АИ — аутоиммунный; АИЗ — аутоиммунные заболевания; АИТ — аутоиммунный тиреоидит; ВИЧ — вирус иммунодефицита человека; дц — двуцепочечная; ИФА — иммунофермент-ный анализ; НК — нуклеиновая кислота; оц — одноцепо-чечная (ДНК); ОБМ — основной белок миелина; РС — рассеянный склероз; СКВ — системная красная волчанка; СККМ — стволовые клетки костного мозга; ЧСА — человеческий сывороточный альбумин; VIP — вазоактивный ней-ропептид; BFU-E-erythroid burst-forming unit; CFU-GM — granulocytic-macrophagic colony-forming unit; CFU-GEM — granulocytic-erythroid-megacaryocytic-macrophagic colony-forming unit.
* Адресат для корреспонденции.
помощью иммуноферментного анализа. В то же время некоторые ^ полиреактивны и с иммобилизованными ДНК и РНК могут связываться не только АТ против нуклеиновых кислот, но и против других самых разных соединений, содержащих фосфатные группы. Кроме того, с НК с высокой эффективностью могут взаимодействовать антиидиотипические АТ против самых разных белков и ферментов, утилизирующих ДНК и РНК [1—9]. Причем, наиболее эффективными иммуногенами являются не чистые ДНК и РНК, а их комплексы с самыми разными НК-зависящими белками и ферментами, гисто-нами, белками рибосом и т.д. При этом комплексы АТ могут эффективно взаимодействовать как с НК, так и белками. Так, например, недавно было показано, что один из препаратов мо-ноклональных АТ против вируса мозаики огурцов (СМУ) эффективно взамодействует с РНК, ДНК и белками и обладает протеолитической, ДНКазной и РНКазной активностями [10].
Следует отметить, что вирус имеет сложную структуру; он включает в себя липиды, полиса-
хариды, белки и нуклеиновые кислоты. В данном случае пока непонятно, молекулами какой природы образована антигенная детерминанта, на которую вырабатываются АТ с несколькими ферментативными функциями. Не исключено, что эта антигенная детерминанта включает в себя структурные элементы белков и нуклеиновых кислот и, как следствие, происходит образование центров связывания химерного строения, включающих элементы активных центров про-теаз и нуклеаз.
Известно, что основный белок миелина (ОБМ) не является ДНК- или РНК-зависимым белком. Тем не менее, нами обнаружен один препарат моноклональных легких цепей АТ больных СКВ против ОБМ, который эффективно связывается и гидролизует как ОБМ, так и ДНК [11]. Таким образом, НК-связывающие ^ не ограничены АТ против свободных ДНК и РНК или этих НК в комплексах с белками и ферментами. Кроме того, согласно литературным данным, молекулы различных низко- и высокомолекулярных соединений могут стимулировать образование НК-связывающих АТ, которые могут быть как антителами непосредственно против ДНК и РНК, так и против других соединений самого разного типа, которые могут перекрестно взаимодействовать с НК. Учитывая это, в данном обзоре проведен разносторонний анализ путей и механизмов образования НК-связывающих АТ у здоровых доноров, а также у пациентов с различными аутоиммунными, вирусными и бактериальными заболеваниями.
СКРЫТЫЕ АНТИТЕЛА КРОВИ ЗДОРОВЫХ ДОНОРОВ
Аутоиммунные заболевания характеризуются появлением в крови пациентов высоких титров антител, реагирующих со «своими» клетками, продуктами их жизнедеятельности и структурными компонентами. Однако титры ауто-АТ у здоровых доноров также не являются нулевыми. В их крови были выявлены природные скрытые ауто-антитела — антитела, находящиеся в комплексе с антигенами и антиидиотипи-ческими АТ. Скрытые и обнаружены к широкому спектру клеточных антигенов [12], включая внутриклеточные молекулы (ДНК, кардиолипин, актин, пируват дегидрогеназа), секреторные соединения (серотонин, допамин), компоненты мембран и внеклеточные компоненты (фосфолипиды, коллаген, трансферрин) [13, 14]. Кроме того, были найдены специфичные к кардиолипину и ДНК [13]. Установлено, что ингибиторами, маскирующими скрытые
ауто-АТ крови здоровых доноров, могут быть антиидиотипические антитела к IgM, IgG и IgA [13, 15]. Маскировка ауто-АТ может также происходить из-за прочного связывания антигена со специфическим антителом. В некоторых образцах сыворотки, обработанных фосфолипа-зой, были найдены природные комплексы анти-фосфолипидных антител с фосфолипидами [16]. Скрытые антитела могут быть также замаскированы регуляторными компонентами сыворотки, которые связываются с сайтами АТ, отличными от сайтов связывания антигенов [13].
В крови здоровых доноров также были определены низкие, но не нулевые, уровни антител против РНК, ДНК и их комплексов, а также ряда белков. Например, уровень АТ к нативной ДНК в крови у больных рассеянным склерозом (РС) и системной красной волчанкой (СКВ) был в 1,7 и 3,9 статистически достоверно выше, чем их средний уровень у здоровых доноров [17]. Титры АТ против основного белка миелина в крови больных СКВ были в 4,2 раза выше, чем у здоровых доноров, но в 2,1 раза ниже, чем у больных РС [18-20].
Частота встречаемости определяемых методом ИФА антител против ядерных антигенов у женщин выше, чем у мужчин; считается, что это связано с более высоким уровнем эстрогена у женщин [NSP1]. Показано, что синтезировать анти-ДНК антитела могут как B1, так и B2 лимфоциты [21], однако анти-ДНК АТ здоровых доноров синтезируются, главным образом, B1 клетками [22]. Эти антитела, как правило, кодируются зародышевыми последовательностями и являются низкоаффинными IgM [23, 24], которые реагируют преимущественно с оцДНК, но часто являются полиреактивными [25]. Как показано в работах [26-29], антитела против ядерных антигенов, характерных для СКВ, у здоровых доноров встречаются относительно редко (см. табл. 1 на сайте журнала http://www.protein. bio.msu.ru/biokhimiya Biochemistry (Moscow), VOl. 78, issue 2, 2013 Buneva et al., Supplement 1).
АНТИТЕЛА БОЛЬНЫХ СКВ И ДРУГИМИ АУТОИММУННЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ
Анти-ДНК антитела. В настоящее время достоверно установлено, что высокий титр анти-дцДНК антител является одним из биохимических и иммунологических маркеров заболевания пациентов СКВ — классическим аутоиммунным заболеванием [30]. Однако, по сравнению со здоровыми донорами ДНК, анти-ДНК антитела в высокой концентрации могут быть не только в случае СКВ (36% пациентов), но также РС
(17—18%), первичного синдрома Сьёгрена (18%), тиреодита Хашимото (23%), миастении (6%), ревматоидном артрите (7%) [31, 32], лимфопро-лиферативных [33] и некоторых вирусных и бактериальных заболеваниях.
Следует отметить, что анти-ДНК АТ лучше всего исследованы при СКВ. Так же, как и при обычном иммунном ответе, при развитии СКВ, в первую очередь, образуются низкоаффинные против ДНК, а затем происходит переключение синтеза на [34], при этом запускается процесс соматических мутаций, приводящих к образованию высокоаффинных [35, 36]. Процесс перегруппировки генов ^ при образовании анти-ДНК антител у больных СКВ также аналогичен таковому при обычном иммунном ответе. Анализ препаратов анти-ДНК антител от 10 пациентов с СКВ не выявил нарушений в частоте соматических мутаций и в распределении мутаций в CDR и FR областях ^ [37]. Хотя анти-ДНК у человека кодируются ДНК-фрагментами всех семи Ун генных семейств [38], патогенные анти-ДНК чаще всего кодируются фрагментами Ун3 и Ун4 этих семейств [39]. Как показано для пациентов с СКВ, так и на модельных линиях мышей этого заболевания, фрагменты У^генов легкой цепи кодируют разнообразные анти-ДНК антитела в отличие от фрагментов Ун-генов тяжелой цепи. На модельных линиях мышей также показано, что гены, содержащие основные аминокислоты (УК1А, УК8А, УК8В и т.п.), используются с некоторым предпочтением. По мнению М. Радика с соавт. [40], большее число фрагментов ДНК легких цепей, используемых для кодирования анти-ДНК АТ, определяет разнообразие в структурах легких цепей и, таким образом, полиреактивность этих АТ [41], а тяжелая цепь имеет определяющее значение для высокоэффективного связывания АТ с ДНК.
Идиотипы, обнаруженные у большого числа АТ к различным антигенам, которые реагируют с этими антигенами, называются перекрестно активными идиотипами.
Идиотип 16/6 — один из наиболее изученных анти-ДНК идиотипов ^ — экспрессируется у ~50% пациентов с СКВ и очень распространен у пациент
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.