Обоснование применения рекомбинантного интерлейкина-2 при травматической болезни в ветеринарии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование применения рекомбинантного интерлейкина-2 при травматической болезни в ветеринарии

О.А. Гизингер

Аннотация

Представлен анализ исследований о возможности использования рекомбинантного интерлейкина-2 при травматической болезни в ветеринарии. В анализ включались публикации из следующих баз данных: PubMed, MedLine, BIOSIS, CANCERLIT, CINAHL, CISCOM, EMBASE, International Pharmaceutical Abstracts, NAPRALERT, с использованием 10 ключевых слов и их сочетаний, базы данных PubMed. Показано, что при травме любого генеза возникает иммунодефицитное состояние, связанное с дисбалансом Th1/Th2 цитокинов. Применение рекомбинантного интерлейкина-2 восстанавливает продукцию эндогенного интерлейкина-2, обеспечивает адекватную целенаправленную медикаментозную коррекцию иммунных дисфункций, повышая клинико-иммунологическую эффективность терапевтических мероприятий.

Ключевые слова: ветеринария, иммунитет, коррекция иммунных нарушений, животные, цитокины, интерлейкин-2, Ронколейкин, травматическая болезнь рекомбинантный интерлейкин эндогенный

Use of recombinant interleukin-2 in traumatic disease in veterinary medicine

Oksana A. Gizinger

The article presents analysis of current information on the possibility of using recombinant interleukin-2 in traumatic disease in veterinary medicine. The analysis included publications from the following databases--PubMed, MedLine, BIOSIS, ToxiNet, CANCERLIT, CINAHL, CISCOM, EMBASE, International Pharmaceutical Abstracts, and NAPRALERT, using 10 keywords and their combinations. It was shown that in trauma of any genesis, an immunodeficiency state occurs associated with an imbalance of Th1/Th2 cytokines. The use of recombinant interleukin-2 restores synthesis of endogenous interleukin-2, provides adequate targeted drug correction of immune dysfunctions, increasing the clinical and immunological effectiveness of therapeutic measures.

Key words: veterinary medicine, immunity, correction of immune disorders, animals, cytokines, interleukin-2, Roncoleukinum, traumatic disease

Важность иммуномодулирующей терапии в ветеринарии при травматической болезни

Травматизм -- наиболее распространенная группа заболеваний из всех незаразных болезней животных, возникающих от погрешностей содержания, кормления, эксплуатации и транспортировки животных. На долю травматизма, который причиняет большой урон животноводству, приходится до 50 % общей заболеваемости незаразными болезнями. Как правило, травматизм--совокупность сходных травм у определенного вида животных с общими условиями содержания, кормления и эксплуатации. Изменение активности функций иммунной системы наблюдаются уже в первые минуты после травмы, а выраженность этих изменений и их продолжительность непосредственно зависит от силы и длительности воздействия повреждающего фактора, а также от степени повреждения тканей.

В ветеринарной медицине на протяжении длительного времени отсутствовало четкое представление об алгоритмах воздействия на иммунную систему с целью устранения дисбаланса цитокинов, восстановления количества и метаболического статуса клеток-продуцентов цитокинов, нормализации гомеостатического регулирования при лечении травм, репарации косной ткани, устранения иммунных нарушений. Количество публикаций об использовании препаратов, нормализующих иммунный ответ при различных патологических состояниях у животных, ограничен несколькими десятками статей 2017--2022 гг. в научных базах PubMed, MedLine, BIOSIS, CANCERLIT, CINAHL, CISCOM, EMBASE, International Pharmaceutical Abstracts, NAPRALERT. Поиск проводился по 10 ключевым словам и сочетаниям: дефицит интерлейкина-2 у животных, ветеринария, животные, цитокины, интерлейкин-2, рекомбинантный интерлейкин-2 (рИЛ-2), травматическая болезнь. Для сложного запроса в системе PubMed вводили параметры трех операторов (AND, OR, NOT). Для уточнения и увеличения количества информации автором были подробно проанализированы индексируемые в системе MEDLINE публикации типов: Bibliography (библиография), Classical Article (классическая работа), Clinical Trial (клинические испытания--включает все типы и фазы клинических испытаний), Controlled Clinical Trial (контролируемые клинические испытания), Guideline (руководство), Practice Guideline (клинические руководство), Review (обзор), Review of Reported Cases (описание случаев заболеваний), Review Literature (обзор литературы), Multicenter Study (многоцентровое исследование), Meta Analysis (метаанализ), Letter (Письма), Comment (комментарии).

На сегодняшний день знание иммунопатологических процессов в ветеринарии и умение влиять на механизмы и поляризацию иммунного ответа особенно востребованы в связи с формированием антибиотикорезистентности, ростом агрессивности патогенов, действием на организм животных факторов внешней среды, наличием нутриентных дефицитов, в т. ч. коферментов иммунных реакций. Вышеперечисленные обстоятельства обосновывают необходимость расширения возможностей для использования средств и методов, регулирующих работу иммунной системы животных, проведения исследований и на их основе формирования методических комплексов и лечебных алгоритмов. Цель исследования--проанализировать научные данные по особенностям иммунного статуса у животных с травматической болезнью и обосновать применение рИЛ-2 при травматической болезни в ветеринарии.

На сегодняшний день иммунологи и специалисты в области ветеринарной медицины уделяют пристальное внимание изучению состояния клеточных и гуморальных факторов врожденного и адаптивного иммунитета при различных патологических состояниях у животных, в частности, при травматической болезни, значение и роль которой в общей структуре патологических состояний у животных не имеет тенденции к снижению в XXI в. [1].

Известно, что травма любого генеза сопровождается дисбалансом Th1/Th2 цитокинов, нарушением синтеза эйкозаноидов, альфа и бета дефензинов нейтрофильными гранулоцитами, количества и функционально-метаболического статуса клеток адаптивного иммунитета [2]. Более того, при исследовании остео- и иммуногенетических механизмов выявлена положительная корреляционная связь (R=1,45) и, соответственно, влияние врожденной и адаптивной системы клеточного и гуморального иммунитета на репаративные процессы в мягких и костных тканях, а также на весь характер течения периода репарации [3]. В формировании воспаления при травматической болезни особая роль отводится дисбалансу оппозитных групп цитокинов: интерлейкин ИЛ-2, ИЛ-8, фактора некроза опухоли альфа ФНО-а, ИЛ-10. При травматической болезни дисбаланс системы цитокинов часто коррелирует с оксидативным стрессом и дезактивацией системы антиоксидантной защиты, что позволяет рассматривать эти процессы как компоненты единого механизма повреждения [4]. В условиях острой воспалительной реакции, вызванной повреждением тканевых структур, активные формы кислорода, вырабатываемые фагоцитами в процессе своего кислород-зависимого метаболизма, высвобождаются, формируя патологические изменения, итогом которых может быть оксидативный стресс, приводящий к структурной дезорганизации мембран клеток, усилению процессов пероксидации фосфолипидов клеточных мембран, гибели лимфоцитов путем апоптоза и формировании лимфопении [5]. Имеющиеся на сегодняшний день знания в области иммунологии травмы в ветеринарии и непосредственно по проблеме иммунокоррекции на этапе посттравматического восстановления у животных хоть и являются противоречивыми, но имеют доказательную базу, свидетельствующую в пользу применения иммуномодулирующих эффектов рекомбинантных цитокинов, в частности рИЛ-2 для оптимизации репаративного остеогенеза.

Роль интерлейкина-2 в модуляции иммунных реакций при травматический болезни

Интерлейкин-2 принимает участие в активации и пролиферации иммунокомпетентных клеток: NK-клеток, моноцитов, дендритных клеток I типа [6]. Участвуя в активации субпопуляции клеток с фенотипом CD 3+CD 8+, он способствует выработке перфоринов, которые, полимеризуясь, формируют каналы в мембране клетки-мишени, через эти каналы в клетку-мишень входят ионы натрия, за ними вода, что приводит к гибели клетки в результате осмотического шока и предупреждает бактериальные осложнения при травматической болезни. Интерлейкин-2 регулирует выработку клетками с фенотипом CD 3+CD 8+ (Т-цитотоксическими лимфоцитами) специальных пептидов-гранзимов, которые входят в клетку-мишень через отверстие, подготовленное перфоринами, и активируют каспазы - посредники апоптотического процесса, запускающие программируемую клеточную гибель. Влияние интерлейкина-2 на лиганд Fas-зависимого апоптоза-FasL приводит к активации Fas-зависимого каспазного механизма, предотвращающего бактериальные осложнения травматической болезни. Показана роль интерлейкина-2 в усилении активности и интенсивности фагоцитов, активации их поглотительных и переваривающих возможностей в отношении патогенов [5] (рис. 1, 2).

Рис. 1. Поглотительная активность нейтрофильных гранулоцитов при совместном культивировании с интерлейкином-2 in vitro, статистическая значимость отличий от показателей в 0-й день исследования (критерий Уилкоксона). По материалам [5]

Рис. 2. Переваривающая способность нейтрофильных гранулоцитов при совместном культивировании с интерлейкином-2 in vitro, статистическая значимость отличий от показателей в 0-й день исследования (критерий Уилкоксона). По материалам [5]

Показано, что интерлейкин-2 участвует в процессах преодоления оксидативного стресса, который является следствием дисбаланса проксидантных систем и активности ферментов антиоксидантной защиты. Нейтрофильные гранулоциты, подвергнутые in vitro окислительному стрессу, вызывают гипореактивность Т-лимфоцитов, при этом активные формы кислорода и метаболиты азота, действуя непосредственно на TCR рецепторы Т-лимфоцитов, вызывают гибель клеток посредством Fas-зависимого апоптоза. Совместное культивирование нейтрофильных гранулоцитов, выделенных из периферической крови, подвергшихся окислительному стрессу, и интерлейкина-2 не только не приводит к гибели Т-лимфоцитов, а вызывает состояние гипореактивности у 23 % клеток, по данным цитофлюорометрического анализа [4].

Возможности рекомбинантного интерлейкина-2 (Ронколейкина®) в репарации костной ткани и терапии бактериальных осложнений

Активная субстанция рИЛ-2 (Ронколейкин®) - рекомбинантный дрожжевой полипептид, состоящим из 133 аминокислот с молекулярной массой около 15,3 кДа. Ронколейкин® применяют в комплексной терапии сельскохозяйственных, домашних, диких и экзотических животных. Лицензия № 12517-ЛС-П выдана Министерством промышленности и торговли РФ 10 июля 2013 г., срок действия лицензии--бессрочно.

Препарат активирует процессы репарации и регенерации тканей [6]. Выявление возможностей данного препарата особенно важно при тяжелой патологии костной ткани, когда применение традиционных иммуномодуляторов, например, препаратов, индуцирующих фагоцитарные реакции, активаторов функционально-метаболического статуса фагоцитов или индукторов эндогенного синтеза цитокинов становится невозможным из-за истощения компенсаторных возможностей иммунной системы и снижения адаптационного потенциала иммунных клеток. В пользу выбора рекомбинантного интерлейкина-2 как препарата для комплексной терапии травматической болезни свидетельствует то, что его применение эффективно и безопасно по сравнению с неспецифическими иммуномодуляторами, применяемыми в ветеринарии [9--12]. Это объясняется выраженной селективностью действия, обусловленной наличием специфических рецепторов на клетках-мишенях для этого цитокина [7].

Для предупреждения бактериальных осложнений рИЛ-2 применяют в комплексной терапии инфекционно-деструктивных процессов в костной ткани: 2...3 инъекции из расчета 10 000 МЕ/кг с интервалом 24.48 ч. При тяжелом состоянии животного курс можно повторить через 30 дней.

По данным В.А. Косинец (Витебский государственный медицинский университет), применение рИЛ-2 в послеоперационном периоде способствовало снижению воспалительной реакции, о чем свидетельствовало смещение маргинального пула нейтрофильных гранулоцитов в сторону клеток лимфоцитарного ряда [8]. А.С. Джабраиловой с соавторами выполнены исследования in vivo и морфофункционального состояния организма у экспериментальных животных с переломами трубчатых костей, предложен системный научно обоснованный подход к вопросам эффективной организации репаративного остеогенеза на основе анализа структуры и функциональных механизмов иммуноморфологической обеспеченности, регулирования и контроля процессов репарации [9].

В исследовании А.С. Джабраиловой показано, что вводимый в организм животного рИЛ-2 восполняет дефицит эндогенного одноименного цитокина и может способствовать:

- процессам распознавания антигена комплексами MHC I и MHC II, что усиливает пролиферацию и дифференцировку Th(0) в направлении Th(1); восстанавливает баланс оппозитных (провоспалительных/противовоспалительных) групп цитокинов.

- повышению цитолитической активности NK клеток, моноцитов, продукции антител, что наряду с обеспечением стабильной жесткой фиксации на протяжении всего периода лечения позволяет сократить сроки консолидации отломков в среднем на 7.. .10 сут. [9].

По результатам анализа качественных и количественных различий в цитограммах животных, проведенных М.А. Куцоля, была установлена высокая активность нейтрофильных гранулоцитов и макрофагов у травмированных крыс, получавших иммунотерапию. Сопоставление результатов исследований, проведенных различными авторами в 2000--2020-х гг., позволяет утверждать, что аппликация на рану, подкожная инъекция или введение рИЛ-2, или сочетание всех трех способов введения при лечении животного с травматической болезнью приводит к сходным позитивным цитологическим изменениям (табл. 1).

Таблица 1

Влияние рИЛ-2 на заживление раны in vivo, по данным [10]