Марат Зиявдинович Саидов
Клеточные и молекулярные механизмы патогенеза иммуновоспалительных ревматических заболеваний
Глава 2. Аутофагия, апоптоз, некроптоз, пироптоз и нетоз в патогенезе иммуновоспалительных ревматических заболеваний
Иммуновоспалительные ревматические заболевания (ИВРЗ) представляют собой уникальную группу болезней человека, патогенетической основой которых является системный иммуновоспалительный процесс в рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани. Важным свойством ИВРЗ является гиперреактивность иммунной системы, моногенная и/или полигенная генетическая предрасположенность, многофакторность происхождения, при этом на модуляцию фенотипа заболевания сильное влияние оказывают факторы окружающей среды [94].
При интерпретации патогенеза ИВРЗ доминирующими являются представления о нарушениях регуляции врожденной иммунной системы, обуславливающих индукцию системных аутовоспалительных процессов и о нарушениях функций адаптивной иммунной системы, ассоциированных с появлением системных аутоиммунных заболеваний [2, 16].
Триггерами активации врожденной и адаптивной систем иммунитета при ИВРЗ являются молекулярные паттерны, ассоциированные с дезорганизацией рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани – DAMP, называемые также “сигналами опасности” или аларминами. При системных аутовоспалительных процессах DAMP взаимодействуют с мембранными и цитоплазматическими рецепторами распознавания образов – PRR-рецепторами, экспрессирующихся на антиген-презентирующих клетках (АПК) – фолликулярных и плазмацитоидных дендритных клетках (фДК и пДК) с последующей активацией сигнальных путей, приводящих к гиперпродукции, в частности, IL-1β. IL-1β является одной из основных эффекторных молекул, стимулирующих аутовоспалительные процессы. Этот цитокин также действует и на эффекторные клетки адаптивной иммунной системы, способствуя экспансии аутореактивных Th1- и Th17-лимфоцитов и ингибируя активность регуляторных Т-лимфоцитов (Treg). IL-1β в этой ситуации выступает в качестве важного фактора патогенетической взаимосвязи между адаптивным и врожденным иммунитетом. Аналогичные функции выполняют и интерфероновые цитокины. Также врожденная иммунная система играет определенную роль в активации адаптивной иммунной системы с помощью АПК, активация которых обуславливает последующий реактивный ответ В – и Т-клеток. Таким образом краткосрочная или длительная активация врожденного иммунитета может привести к аутоиммунным заболеваниям [112].
Ключевой характеристикой системных аутоиммунных процессов является обнаруживаемая аутореактивность В- и Т-клеток, проявляющаяся в виде продукции цитопатогенных аутоантител и аутореактивных Т-клеток широкой специфичности, тканевой и органной тропности. Во всех этих случаях DAMP выступают в роли ауто-АГ.
Хотя существуют обоснованные различия между аутовоспалительными и аутоиммунными заболеваниями, тем не менее, они имеют много общего. В обеих группах заболеваний лежащие в их основе иммунопатологические процессы направлены против АГ собственного организма. Эти заболевания носят системный характер, при этом поражается опорно-двигательный аппарат и паренхиматозные органы. Этиологические и патогенетические характеристики позволяют отнести их к группе мультифакториальных заболеваний [121].
В этом контексте модель континуума ИВРЗ подразумевает тесную взаимосвязь хронического продуктивного воспаления (ХПВ), гиперреактивности иммунной системы, причинно-следственных взаимосвязей механизмов врождённого и адаптивного иммунитета и полиорганности поражения. Важнейшей и универсальной характеристикой ХПВ при аутовоспалительных и аутоиммунных заболеваниях, является формирование клеточного воспалительного инфильтрата (КВИ).
В главе 1 были представлены материалы, свидетельствующие о том, что плацдармом ИВРЗ является рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань. Уникальность её реактивности состоит в том, что воздействие различных флогогенов сопровождается однотипной реакцией этой ткани, в каких бы органах она не располагалась. Морфологическим субстратом ХПВ при ИВРЗ является КВИ. В процессе хронического воспаления КВИ приобретает разные морфологически идентифицируемые формы. Организованными формами КВИ при ИВРЗ являются эктопические фолликулоподобные лимфоидные структуры (ELS) и ГЗТ-гранулемы, неорганизованными формами – диффузный клеточный воспалительный инфильтрат. Фолликулоподобные структуры и ГЗТ-гранулемы имеют морфо-функциональное сходство с периферическими органами иммунной системы – лимфатическими узлами, пейеровыми бляшками, селезенкой, что создает возможность индукции иммунного ответа на ауто-АГ в очаге воспаления (locus morbi). КВИ является динамичной структурой, отражающей этапность, рецидивирующее течение и исход ИВРЗ. Динамика состава КВИ является отражением конкретного этапа иммуновоспалительного процесса [4].
Неотъемлемым компонентом патофизиологической динамики ELS, ГЗТ-гранулем и диффузного клеточного воспалительного инфильтрата при ИВРЗ является та или иная форма гибели клеток. Причём гибель клеток при ХПВ не является простым исчезновением последних, но является важным фактором поддержания и прогрессирования воспаления. Содержание этого уникального феномена состоит в том, что потеря целостности клеточной мембраны и высвобождение внутриклеточного содержимого обуславливают организацию цитопатогенного аутовоспаления и аутоиммунного ответа на DAMP, имеющих все характеристики ауто-АГ.
В целом, биологической закономерностью является то, что одним из важнейших факторов поддержания гомеостаза организма является баланс между выживанием клеток и их гибелью. При этом мобилизуются определённые, эволюционно сформированные механизмы утилизации клеточного детрита (речь идёт, прежде всего, о фагоцитозе этого материала), в большинстве случаев связанные с процессами воспаления и иммуногенеза. Важно отметить, что, с одной стороны, различные формы гибели клеток, сопровождающиеся выделением DAMP, оказывают особое влияние на иммунную реактивность (аутореактивность), а с другой стороны, модуляция процессов гибели клеток с помощью PRR-рецепторов клеток врождённой иммунной системы можно считать важной функциональной особенностью последней [25].
Необходимо отметить, что впервые идею о том, что болезненные процессы сводятся к изменениям в жизнедеятельности элементарных мельчайших частиц животного организма – его клеток, высказал выдающийся немецкий патолог Рудольф Людвиг Карл Вирхов (1821–1902). Появление в 1858 г. его книги «Целлюлярная патология», в которой основополагающей мыслью явилось то, что «вся патология есть патология клеток», ознаменовало собой переход на принципиально новый этап развития теоретической и практической медицины. Безусловно, теория целлюлярной (клеточной) патологии Р. Вирхова является выдающимся достижением в истории медицины.
Рудольф Людвиг Карл Вирхов (1821–1902), немецкий врач, патолог, физиолог, общественный деятель, основоположник теории клеточной патологии в медицине, автор идеи о преемственности клеток “Всякая клетка от клетки (omnis cellula ex celulae)”
Формы гибели клеток крайне разнообразны. Их классификация не окончательна и подвергается регулярному пересмотру. В соответствии с рекомендациями Комитета по номенклатуре клеточной смерти (NCDD) в основу классификации клеточной гибели положены, прежде всего, генетически запрограммированные механизмы для целенаправленного устранения избыточных, необратимо поврежденных и/или потенциально опасных клеток. Эти механизмы обуславливают регулируемую гибель клеток (РГК). К случайным формам гибели клеток можно отнести мгновенную гибель клеток, подвергшихся серьезным воздействиям факторов физической природы (например, высокое давление, температура или осмотическое давление), химической природы (например, экстремальные колебания рН) или механические воздействия. В свою очередь РГК задействована в двух диаметрально противоположных направлениях. Первое – когда РГК может возникнуть в отсутствие каких-либо экзогенных воздействий окружающей микросреды и в этих случаях доминирующими являются генетические механизмы клеточной гибели. Второе – когда гибель клеток возникает в результате слишком интенсивных или длительных воздействий факторов внутриклеточной или внеклеточной микросреды, когда адаптационные механизмы не справляются со стрессом и клетка не в состоянии восстановить свой гомеостаз. В этих случаях в качестве стрессоров могут выступать также и DAMP [62].
Цитологические изменения положены в основу классификации следующих форм гибели клеток: гибель клеток I типа, или апоптоз; гибель клеток II типа, или аутофагия и гибель клеток III типа, или некроз [96].
Результаты изучения сигнальных каскадов, адапторных молекул и транскрипционных факторов, задействованных в клеточной гибели, свидетельствуют о том, что в подавляющем большинстве случаев программы гибели клеток не являются ни изолированными, ни взаимоисключающими. Чаще всего молекулярные пути, способствующие выживанию, задействованы наряду с индукцией сигналов клеточной смерти. Более того, сами по себе стрессовые факторы могут привести к активации не только адаптационных механизмов, но и множества механизмов смерти клеток, которые могут иметь различную степень совпадения. Поэтому считается, что перекрест между путями, способствующими выживанию, и путями, способствующими смерти, определяют, погибнет ли клетка в конечном итоге и с помощью какой генетической программы.
На основании изложенного выше, группа авторов во главе с L. Galluzzi et al., 2012 предложила следующую классификацию регулируемой клеточной гибели:
– аноикис (вариант апоптоза)
– аутофагия
– каспаз-зависимый внутренний апоптоз
– каспаз-независимый внутренний апоптоз
– корнификация
– энтозис
– внешний апоптоз, обусловленный рецепторами смерти
– митотическая катастрофа
– некроптоз
– нетоз
– партанатоз
– пироптоз
Представленные варианты гибели клеток, в свою очередь, авторы разделяют на запрограммированные формы гибели клеток, задействованные в эмбриональном/постэмбриональном периодах развития и тканевого гомеостаза, регулируемые формы гибели клеток, опосредованные специализированными молекулярными механизмами и случайные формы гибели клеток в виде некроза [61].
Как видим гибель клеток – это многообразный и сложный процесс, не до конца изученный и являющийся весьма перспективной областью молекулярно-генетических исследований. Соответственно классификация форм гибели клеток строится на постоянно обновляющемся потоке научной информации и по этой причине является достаточно вариативной. В контексте предмета настоящего обзора наибольшее патогенетическое значение при ИВРЗ имеют аутофагия, апоптоз, некроптоз, пироптоз и нетоз.
Во всех этих случаях гибель клеток обусловлена реализацией соответствующих генетических программ. Реализация этих программ связана с универсальными, эволюционно закреплёнными внутриклеточными процессами, затрагивающими структурно-функциональное состояние плазмалеммы, внутриклеточных органелл и цитозоля. Речь идёт, прежде всего, об эндоцитозе. При эндоцитозе определённый участок плазмалеммы захватывает и обволакивает внеклеточный материал, который таким образом попадает внутрь клетки. Этот материал заключается в эндосому, образованную из фрагментов плазмалеммы, затем эндосома отрывается от плазмалеммы и поступает в цитозоль. Образованию эндосом предшествует формирование т. н. удлинённых эндоцитозных каналов.
Выделяют три вида эндоцитоза: фагоцитоз, специфический эндоцитоз и пиноцитоз. При ИВРЗ наибольшее значение имеют первые два. Эндоцитоз активируется в присутствии повреждённых или отмерших клеток, в т. ч. и DAMP. Важно заметить, что одной из ключевых особенностей эндоцитоза является его селективность. Селективность эндоцитоза обусловлена активацией и функционированием адаптерных белков (адаптерных комплексов), в частности, семейства АР (АР1, АР2, АР3, АР4).
В процессе трансформации захваченного материала важная роль принадлежит внутриклеточным органеллам – аппарату Гольджи, эндоплазматическому ретикулуму (ER) и лизосомам, именуемой системой ГЭРЛ. Любой участок плазмалеммы участвует в неспецифическом эндоцитозе, а локальные изменения клеточной мембраны являются сигналом для инициации фагоцитоза.
Сформированные эндосомы, сливаясь друг с другом, а также с лизосомами, преобразуются в эндоцитозные вакуоли. В случаях, когда эндоцитозные вакуоли сливаются с первичными лизосомами, образуются вторичные лизосомы, имеющие кислый рН, содержащие широкий набор гидролаз и других ферментов, где обеспечивается распад поглощённых клеткой экзогенных и эндогенных веществ. Этот процесс определяется, как гетерофагия. В случаях, когда в лизосомах происходит утилизация только внутриклеточного материала, этот процесс определяется, как аутофагия. Важно заметить, что известные механизмы эндоцитоза позволяют рассматривать последний, как аналог активного транспорта веществ через клеточную мембрану.
Во всех описанных процессах есть общая черта, а именно – участие в них всех видов мембран, что даёт основание для их определения, как мембран-ассоциированные. Клеточная мембрана может спонтанно осциллировать, ундулировать, изгибаться, образовывать разнообразные инвагинации. При спонтанной осцилляции и инвагинации мембран может происходить случайный захват внеклеточного материала, в т. ч. и DAMP-ов. Большое значение имеет явление рециклизации мембран. Под этим понятием подразумеваются процессы новообразования мембран, кругооборот материала мембран в ходе эндоцитоза, транспорт макромолекул (везикул) от плазмалеммы к системе ГЭРЛ. Рециклизация – основной путь обновления мембран, также рециклизация является фактором устойчивости и стабильности эндоцитоза. Выделяют три пути рециклизации мембран – безлизосомная рециклизация, лизосомная рециклизация и сочетание эндо- и экзоцитоза через аппарат Гольджи. Кроме этого важное значение в клеточном гомеостазе имеет феномен трансцитоза, при котором клетки, захватывая путём эндоцитоза вещества, в т. ч. и клеточный детрит, переносят их в эндосомах без какой-либо трансформации в цитоплазме к другой стороне клетки, где эндосома сливается с плазмалеммой и выбрасывает содержимое во внеклеточную среду. Таким образом трансцитоз имеет отношение к межклеточному обмену макромолекул и транспорту веществ [1].
Описанные процессы являются универсальными для всех видов клеток, прежде всего фагоцитирующих, и являются основой реализации указанных выше основных форм гибели клеток, имеющих неоспоримое патогенетическое значение при ИВРЗ.
2.1. Значение аутофагии в воспалении и аутоиммунитете
К фундаментальным механизмам поддержания клеточного гомеостаза и жизнеспособности клеток относится феномен аутофагии. В соответствии с современными представлениями, аутофагия – это эволюционно консервативный, конститутивный, регулируемый катаболический процесс внутриклеточной лизосомальной деградации нежелательных цитоплазматических компонентов и переработки питательных веществ.
Термин «аутофагия», от греческого “поедание себя”, был впервые использован S. L. Clark в 1957 г. и затем бельгийским учёным С. De Duve и др. в 1967 г. (автором открытия лизосом) на основании экспериментальных данных о том, что в гепатоцитах крыс увеличение размера лизосом связано с образованием аутофагической вакуоли с последующей деградацией в ней митохондрий и других внутриклеточных структур [47].
Однако понимание фундаментального биологического смысла этого феномена пришло со времени открытия в 1992 г. японским учёным Yoshinori Ohsumi аутофагосом у дрожжей и 14 генов аутофагии – ATG генов. Работы Yoshinori Ohsumi и его школы объяснили механизмы, с помощью которого клетки устраняют изношенные белковые комплексы и органеллы, которые были слишком велики, чтобы их можно было разрушить другими способами. Накопление таких компонентов повреждает клетки и может привести к её гибели. Аутофагия также является адаптивной реакцией для обеспечения питательными веществами и энергией при воздействии различных стрессоров
[174].
Базальные уровни аутофагии принимают участие в физиологическом обмене белков и удалении старых или поврежденных органелл. Уровень аутофагии повышается в ответ на различные внеклеточные и внутриклеточные стрессовые воздействия, такие как нехватка питательных веществ и факторов роста, гипоксия, накопление белковых агрегатов, бактериальные и вирусные инфекции. Особенно важна аутофагия в процессах эмбриогенеза. При недостатке питательных веществ аутофагия является резервом для выживания клеток, когда разложение аутологичных белков и органелл позволяет перерабатывать их компоненты и использовать их в основных метаболических процессах [129].
В случаях, когда резервы становятся недостаточными, аутофагия может привести к клеточной смерти от автоканнибализма. Важной функцией аутофагии является удаление поврежденных компонентов цитоплазмы.
С учётом различных путей, по которым внутриклеточные компоненты транспортируются в лизосомы, выделено три основных типа аутофагии – макроаутофагия, микроаутофагия и аутофагия, опосредованная шаперонами (CMA).
При макроаутофагии, называемой также аутофагией, часть цитоплазмы (0,5–1 мкм в диаметре), включающая в себя белки, органеллы или другие материалы, окружаются изолирующей мембраной, формируя т. н. “фагофоры”. Фагофоры расширяются и закрываются двухмембранной структурой, образуя аутофагосомы. Аутофагосомы, транспортируясь в цитоплазме, сливаются с лизосомами и образуют аутолизосомы, что приводит к деградации содержимого аутофагосомы в кислой среде лизосомальными ферментами [128].
Аутофагосомы также могут сливаться с эндосомами, а также, что наиболее важно в контексте настоящего обзора, с загрузочными отсеками МНС класса II. Иными словами, аутофагия является важным компонентом процесса презентации экстрацеллюлярного антигенного материала МНС II класса, включая и DAMP [137, 164].
Показано, что, что эндоплазматический ретикулум (ER) имеет решающее значение для формирования аутофагосом. Цистерны ER имеют в своём составе субдомен, обогащенный фосфатидил-инозитол-3-фосфатом (PI), напоминающий по своей морфологии греческую букву омега и названный омегасомой. Омегасомы принимают участие в формировании мембраны фагофоров и, в последующем, аутофагосом, являясь их частью. Также в формировании аутофагосом принимают участие митохондрии, плазмалемма и ядерная мембрана.
Необходимо отметить, что в образовании омегасом приминает участие один из ключевых регуляторных белков аутофагии – беклин-1. Кроме этого беклин-1 является важным компонентом в процессах эндоцитоза и эндоцитозного транспорта. Беклин-1 представляет собой белок с двоякими свойствами. В ситуации, когда он взаимодействует с таким регуляторным фактором, как активирующая молекула в регулируемой беклином-1 аутофагии (AMBRA1), процесс аутофагии запускается. В случаях взаимодействия беклина-1 с белками семейства Bcl-2 процесс аутофагии ингибируется. По этой причине белки семейства Bcl-2 являются не только антиапоптотическими, но и антиаутофагическими.
На протяжении всего процесса созревания аутофагосом важной составляющей аутофагосомальной мембраны является комплекс, состоящий из белков Atg5-Atg12, связанных с микротрубочками, и фосфатидилэтаноламином (PE), обозначенный как LC3-II. По этой причине LC3-II используется в качестве специфического маркера для мониторинга уровней аутофагии [130].
При микроаутофагии цитозольные компоненты, в частности, макромолекулы, фрагменты клеточных мембран, поглощаются непосредственно самой лизосомой посредством инвагинации лизосомальной мембраны. Таким путём клетка способна переваривать аутобелки при нехватке строительного материала или энергии, что может происходить при голодании. Микроаутофагия встречается и в физиологических условиях [126].
Отметим, что при макроаутофагии и микроаутофагии задействованы как селективные, так и неизбирательные механизмы поглощения в т. ч. и больших внутриклеточных структур.
При СМА целевые белки транслоцируются через лизосомальную мембрану в комплексе с белками-шаперонами (такими как белки теплового шока, например, БТШ-70), которые распознаются лизосомально-ассоциированным мембранным протеином (LAMP)-2A, что приводит к их развертыванию и деградации. При этом происходит направленный транспорт частично денатурированных белков из цитоплазмы через мембрану лизосом в её полость, где они и перевариваются. Этот тип аутофагии может индуцироваться голоданием, а также избыточными физическими нагрузками [106].
Все три типа аутофагии взаимосвязаны, в частности, описана прямая перекрестная связь между макроаутофагией и CMA. В эксперименте блокирование макроаутофагии приводит к активации CMA, а блокирование CMA активирует макроаутофагию [83].
Аутофагия – это строго регулируемый процесс и ключевыми участниками этой регуляции являются белки, связанные с аутофагией – Atg белки. Atg белки кодируются ATG генами. На сегодняшний день идентифицирован 41 ген ATG [194].
Белки Atg классифицируются по пяти функциональным группам и из них центральная роль принадлежит белку Atg5. Atg5 необходим для образования аутофагосом. Ингибирование Atg5 приводит к снижению или полной отмене аутофагии. Экспрессия гена ATG5 является неоспоримым маркёром запуска процесса аутофагии. Белок Atg5 выполняет и другие функции, в частности, участвуют в восстановлении митохондрий после окислительного повреждения, в негативной регуляции врожденного противовирусного иммунного ответа, в пролиферации и дифференцировке лимфоцитов, в презентация антигена комплексом MHC II, в дифференцировке адипоцитов и апоптозе. Повышенная экспрессия Atg5 в Т-клетках может способствовать воспалительной демиелинизации при рассеянном склерозе, а также иммуно-опосредованным повреждениям миелина у экспериментальных мышей с аутоиммунным энцефаломиелитом и при СКВ [146].
Результаты полногеномного поиска ассоциаций (GWAS-исследования) свидетельствуют о статистически значимых ассоциациях гена ATG5 с аутоиммунными заболеваниями. Несколько исследований GWAS подтвердили генетические ассоциации между генетическими вариантами ATG5 и СКВ у кавказцев и азиатов. Аналогичные ассоциации были выявлены при других аутоиммунных заболеваниях, включая ревматоидный артрит, системный склероз, болезнь Крона, сахарный диабет 2 типа и множественную миелому. В других работах представлены данные, свидетельствующие о том, что что несколько генов, связанных с аутофагией, коррелируют с восприимчивостью к СКВ, включая ATG5, CDKN1B, DRAM1, CLEC16A и ATG16L2 [120, 127, 200].
ATG5 регулирует аутофагическую активность, изменяя поляризацию макрофагов, в провоспалительные M1 или противовоспалительные M2, изменяя тем самым степень воспаления [133].
Кроме этого имеются сведения о следующих функциях ATG5. Экспрессия ATG5 опосредованно активирует нейтрофилы. Регулирующая функция ATG5 включает в себя влияние на секрецию провоспалительных цитокинов – IL-1α, IL-1β, IFN-γ. Нокаут гена ATG5 ингибирует пролиферативную активность CD4+ и CD8+ Т-клеток, вызывая также и их гибель [148, 195].
Важную роль в регуляции аутофагии играет т. н. серин-треониновая протеинкиназа млекопитающих – мишень рапамицина – mTOR (от англ. mammalian target of rapamycin (mTOR). В клетках mTOR существует как субъединица внутриклеточных мультимолекулярных сигнальных комплексов mTORC1 и mTORC2, регулирующих клеточный рост и выживание. Особенностью mTOR является чувствительность к ингибирующему действию антибиотика стрептомицинового ряда – рапамицину, отсюда и название: мишень рапамицина – mTOR. Основным свойством mTOR в отношении аутофагии является его ингибирующий эффект. В настоящее время принята следующая схема реализации этого эффекта.
В норме комплекс mTORC1 ингибирует аутофагию путем интеграции сигналов от питательных веществ, которые генерируются аминокислотами, факторами роста (инсулиноподобные факторы роста), энергетических сигналов и различных стрессоров, включая гипоксию и повреждение ДНК. Регуляция mTORC2 осуществляется только факторами роста. mTORC1 включает в себя комплекс ULK1, куда входят ключевые белки аутофагии (Atg). При голодании, воздействии стрессовых факторов или в ответ на лечение рапамицином, mTORC1 диссоциирует, отделяя комплекс ULK1 от себя, что приводит к активации ULK1. ULK1 – это серин-пролиновая киназа, участвующая в аутофагии, особенно в условиях дефицита аминокислот. Активированная ULK1 инициирует аутофагию путём фосфорилирования белков аутофагии Atg13 и FIP200. Напротив, при избытке аминокислот и факторов роста mTORC1 также диссоциирует, но в этих условиях освободившаяся её субъединица mTOR уже ингибирует активность ULK1, подавляет аутофагию и способствует росту клеток [124, 203].
Аутофагия играет важную роль в гомеостазе иммунных клеток. Существует сложная взаимосвязь между белками аутофагии, аутоиммунитетом и воспалением. Упомянутые выше белки аутофагии функционируют, как индукторы аутофагии, так и в качестве ингибиторов иммуновоспалительных реакций [104].
Процесс фагоцитоза, индуцированный активацией TLR рецепторов с последующим формированием фагосом, связан с мобилизацией белков аутофагии – беклина-1, LC3, Atg5 и Atg7 [186].
Дифференцировка и пролиферация Т-лимфоцитов зависят от аутофагии. Показано, что Т-лимфоциты с дефицитом Atg5 проходят все этапы дифференцировки, но количество общих тимоцитов и периферических лимфоцитов снижается. В периферической циркуляции уровень аутофагической гибели Atg5-CD8+ Т-лимфоцитов был резко увеличен. Одновременно Atg5-CD4+Т-клетки и Atg5-CD8+Т-клетки теряли способность пролиферировать после стимуляции Т – клеточного рецептора (TCR) [149].
Митохондрии и ER были расширены в Т-клетках с дефицитом Atg3. Этот же дефицит Atg3 ингибирует аутофагию в Т-лимфоцитах, что приводит к нарушению регуляции гомеостаза митохондрий и ER, накоплению дефектов этих внутриклеточных структур в Т-лимфоцитах и снижению выживаемости этих клеток. Однако имеются данные о том, что аутофагия необходима и для выживания Т-лимфоцитов. Таким образом, аутофагия, вероятно, принимает участие, как в гибели Т-лимфоцитов, так и в выживании их [93].
Аналогичная картина определяется и в отношении В-лимфоцитов. Показано, что аутофагия способствует выживанию В-лимфоцитов, а также развитию ранних предшественников В-лимфоцитов. С другой стороны, аутофагия, по-видимому, является альтернативным путем смерти этих клеток, поскольку стимуляция антигенных рецепторов В-лимфоцитов (BCR) в отсутствие костимуляции вызывает мощную аутофагическую гибель клеток. Элиминация аутореактивных В-лимфоцитов путем индуцирования аутофагии может способствовать снижению аутоиммунного воспаления при ИВРЗ [122]. Ключевой аутофагический белок беклин-1 необходим для поддержания популяций недифференцированных предшественников В – и Т-лимфоцитов.
Весьма важным качеством аутофагии является её участие в феномене кросс-презентации. Напомним, что в комплекс MHC–I встраиваются внутриклеточные пептиды, включая инфекционные АГ и АГ погибших клеток, образующиеся в цитоплазме клетки в процессе ограниченного протеолиза в специальных образованиях – протеасомах и распознающиеся CD8+ лимфоцитами. Пептиды, презентируемые в составе молекул MHC–II, имеют внеклеточное происхождение и взаимодействуют с CD4+ лимфоцитами. При этом в результате эндоцитоза формируются ранние эндосомы, содержащие интернализованные белки из межклеточного пространства. В ходе кросс-презентации молекулы MHC–I презентируют внеклеточные экзогенные АГ, которые обычно презентируются MHC–II. Такой способностью обладают MHC–I некоторых антиген-презентирующих клеток, в особенности, плазмацитоидные ДК. Отметим, что эти клетки способны процессировать ауто-АГ продуктов дезорганизации рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, являющихся патогенетическим базисом ИВРЗ. С другой стороны, внутриклеточные цитозольные АГ могут быть представлены молекулами MHC–II и при этом, вероятно, процессы аутофагии являются доминирующими. В этом случае в кросс-презентацию вовлекаются два вида аутофагии – макроаутофагия и CMA. Также аутофагия может усиливать презентацию эндогенного АГ комплексом МНС-I–CD8+ лимфоцитам. Феномен кросс-презентации особенно актуален при СКВ [136].
Есть ещё одно важное качество кросс-презентации, осуществляемое ДК – это поддержание аутотолерантности периферических CD8+Т-клеток. Фагоцитируя клеточный и тканевой детрит рыхлой волокнистой соединительной ткани при ИВРЗ, ДК, присутствующие в т. ч. в составе КВИ, посредством кросс-презентации аутоАГ комплексом МНС-II–CD8+ клеткам индуцирует клональную делецию аутореактивных CD8+ клеток [102].
Важными являются результаты исследований, свидетельствующих о том, что в медуллярных эпителиальных клетках тимуса аутофагия способствует комплексированию MHC класса II с ауто-АГ, что способствует отрицательному отбору аутореактивных CD4+ Т-клеток. Нарушение аутофагии может способствовать, соответственно, отмене центральной аутотолерантности и индукции аутоиммунного ответа на собственные АГ [9].
Аутофагия в лимфатических эндотелиальных клетках (LECs) влияет на активацию Т-клеток при экспериментальном артрите. В то время как генетическая отмена аутофагии в LECs не изменяет иммунный гомеостаз, она вызывает изменения популяции регуляторных Т-клеток (Т-reg клеток) в лимфатических узлах у мышей с артритом, что может быть связано с MHC–II- презентацией антигена LECs-клетками. Кроме того, аутофагия в LECs, вызванная воспалением, способствует деградации сфингозинкиназы 1 (SphK1), что приводит к снижению продукции сфингозин-1-фосфата S1P. Эти липиды способствуют выживанию наивных Т-клеток и выходу эффекторных Т-клеток из лимфатических узлов. По этой причине у мышей с артритом, у которых отсутствует аутофагия в LEC, усиливается миграция патогенных Th17 клеток в очаг воспаления, а также инфильтрация воспаленных суставов, что приводит к обострению артрита. Эти результаты подчеркивают значение аутофагии, как важного регулятора иммуномодулирующих функций LECs при воспалительных состояниях [68].
Аутофагия принимает участие во врожденном иммунитете, защищая цитозоль от инфицирования патогенными микробами (стрептококки, стафилококки, туберкулёзная палочка, паразиты). С учётом важности подобных свойств аутофагии, была выделена отдельная её форма, избирательно устраняющая внутриклеточные патогены, названная ксенофагией.
При ИВРЗ взаимодействия рецепторов врожденного иммунитета, (TLR-, NLR- и RIG – рецепторов) с молекулярными паттернами, связанными с дезорганизацией рыхлой волокнистой соединительной ткани при ИВРЗ (DAMP), такими как группа белков высокой подвижности box 1 (HMGB1), комплексы АТФ и ДНК, высвобождаемые из поврежденных клеток, способствует индукции аутоиммунного ответа на ауто-АГ. Активация рецептора В-лимфоцитов (BCR) переносит мембранный TLR9 в аутофагосомы, где TLR9, по – видимому, взаимодействует со своими лигандами (DAMP). Белки аутофагии – Atg5, Atg9 и Atg12 принимают участие в негативной регуляции продукции провоспалительных INF I типа [46].