Иммунозащитные пептиды и двойственность их антимикробных и иммуномодуляторных свойств
Роль врожденного иммунитета. Особенности строения дефензинов и кателицидинов. Синтез, экспрессия и механизм действия иммунозащитных пептидов. Иммунозащитные пептиды и модуляция врожденной иммунной системы человека. Действие пептидов при заживлении ран.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.11.2017 |
| Размер файла | 207,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лаборатория молекулярной онкологии и регенерации тканей, Отделение пластической хирургии, Университетская клиника BG Бергманшайль, Рурский университет в Бохуме
Иммунозащитные пептиды и двойственность их антимикробных и иммуномодуляторных свойств
Ларс Штайнштрессер, Урсула Крейнберг,
Франк Джэкобсен, Сэмми Ал-Бенна
Аннотация
Иммунозащитные пептиды (ИЗП) представляют собой короткие положительно заряженные молекулы, которые продуцируются иммунной системой большинства многоклеточных организмов и играют главную роль как молекулы-эффекторы врожденного иммунитета. Иммунозащитные пептиды обладают широким спектром биологических свойств от прямого убивания проникающего патогена до модулирования иммунных и других биологических реакций организма-хозяина. ИЗП выполняют важные функции во многих клинически значимых патологических процессах и их несбалансированная экспрессия ассоциируется с патологией в разных системах органов и типах клеток. Кроме того, ИЗП на данный момент рассматриваются как образцы для разработки новых натуральных антибиотиков и иммунорегуляторных соединений. Данная статья представляет собой обзор ИЗП в аспекте их антимикробной и иммуномодуляторной двойственности.
Содержание
пептид иммунитет иммунозащитный заживление
Введение
Значение врожденного иммунитета
Особенности строения дефензинов и кателицидинов
Иммунозащитные пептиды -- синтез, экспрессия и механизм действия
Биологическая активность ИЗП
Иммунозащитные пептиды и модуляция врожденной иммунной системы человека
Действие иммунозащитных пептидов при заживлении ран
Заключение
Список литературы
Введение
Выживание в мире, полном микроорганизмов, без унаследованной защиты врожденного иммунитета кажется фактически невозможным. Удивительно, что при полном отсутствии механизмов приобретенного иммунитета, растения, грибы и беспозвоночные успешно выживают под защитой одних лишь только механизмов врожденного иммунитета (Hancock, Scott 2000; Steinstraesser et al. 2009). Врожденный иммунитет как таковой представляет собой древний эволюционный механизм, который базируется на сравнительно обобщённой, но, тем не менее, довольно эффективной стратегии защиты.
Помимо естественных непосредственных анатомических барьеров организма, таких как кожа, эта наследственная система резистентности поддерживается, в первую очередь, образраспознающими рецепторами и ассоциированными сигнальными путями, цитокинами, каскадом реакций комплемента, лейкоцитами и в значительной мере Иммунозащитными пептидами (ИЗП) (Liu et al. 2009; Oppenheim et al. 2003).
Количество природных соединений, обладающих противомикробной, активностью велико, однако, в основном состоит из трех функциональных групп: (1) пищеварительные ферменты, разрушающие структуру микроорганизма (например, лизоцим), (2) пептиды способные связывать такие жизненно необходимые элементы, как цинк или железо (например, кальпротектин и лактоферрин, соответственно), и (3) пептиды, которые проникают сквозь микробные мембраны (например, дефензины и кателицидины, рассмотренные ниже) (Yacoby and Benhar 2007; Deans et al. 2005; Ohlsen et al. 2008; Hancock 2001; Steinstraesser et al.) Лизоцим, как первый пептид с противомикробной активностью, был открыт Александром Флемингом в конце 1920-х годов. Только два десятилетия назад, благодаря развитию методов молекулярной биологии, позволившему изолировать и идентифицировать отдельные пептиды, удалось установить их структурные и функциональные особенности. На сегодняшний день известно более 1220 ИЗП, в том числе, более 940 ИЗП эукариотических организмов, которые перечислены в трех базах данных (Brahmachary et al. 2004; Fjell et al. 2007; Wang et al. 2009).
В настоящем обзоре дается полное представление о современном понимании ИЗП, при этом особое внимание уделяется дефензинам и кателицидинам и их роли в иммунологической защите человека.
Дефензины и кателицидины хорошо изучены, и широко обсуждаются потенциальные возможности их использования в качестве натуральных противомикробных соединений, а также как моделей для разработки новых синтетических антибиотиков и иммунорегулирующих препаратов.
Значение врожденного иммунитета
Неспецифическая защитная система немедленного действия совершенно необходима для сохранения здоровья, так как она направлена на эффективную защиту от потенциальных инфекционных, а также неинфекционных угроз. В прошлом иммунологи считали, что основной задачей иммунной системы является распознавание своих и чужеродных агентов. Однако, функции иммунной системы намного шире, как описала Метцингер в своей концепции “Danger-Model” [«Опасность - модель»]. Активация иммунного ответа происходит не только в ответ на микроорганизмы (чужеродные агенты), но также как реакция на все остальные типы поражений (или «сигналы опасности»), включая физические травмы, ионизирующую радиацию, окислительный стресс, ишемию, а также воздействие экстремальных температур (Matzinger 1994). Врожденный иммунитет обеспечивает немедленный вид защиты практически у всех живых организмов. Основу этого врожденного иммунного ответа составляют многофункциональные ИЗП, как эволюционное усовершенствование для предотвращения микробного заражения и повреждения тканей (Boman 2003; Kim et al. 2009).
Патогенный микроорганизм имеет возможность проникнуть в любую часть организма хозяина. В большинстве случаев, первоначальное взаимодействие происходит на поверхности кожи или на выстилающем эпителии дыхательного, желудочно-кишечного, репродуктивного или мочевыделительного трактов (Hegedus et al. 2008; Tew et al. 2006; Chromek et al. 2006; Koczulla and Bals 2003; Tani et al. 2000; Thompson et al. 2006; Zhou et al. 2004a,b). Таким образом, эпителиальные клетки позвоночных продуцируют ИЗП в качестве составных элементов первой линии защиты. Поврежденная кожа может быть основными входными воротами инфекции и создавать условия для размножения и распространения патогенных микроорганизмов; самым простым примером этому может служить столбняк или инфицирование ожоговых ран. Изначальный каскад реакций врожденного иммунитета, который включает в себя продуцирование ИЗП воспалительными клетками, такими как нейтрофилы, и тканевые фагоциты, и в том числе макрофаги, является частью ответа на воспалительный процесс (Bhat and Milner 2007; Finlay and Hancock 2004; Jacobsen et al. 2005a,b; Sima et al. 2003).
ИЗП свойственна высокая специфичность к микробным агентам, при этом они относительно гораздо менее токсичны для клеток многоклеточного хозяина. Тем не менее, некоторые из них также влияют на эукариотические клетки. Эта особенность обеспечивает животным врожденный иммунитет, в отличие от хорошо изученного приобретенного иммунитета, получаемого благодаря размножению B- и T-клеток. Значение этой системы как препятствия для инфекции становится очевидным, если принять во внимание то, что время жизни поколения большинства бактерий составляет 20-30 мин., тогда как формирование специфического иммунного ответа, обусловленного образованием клеток в организме млекопитающего, может занять целые дни или недели.
Во время инфицирования или воспаления количество многих ИЗП возрастает. Например, человеческий в-дефензин (hBD)-2 активизируется во многих типах клеток, таких как моноциты, клетки эпителия и кератиноциты во время бактериальных инфекций и под воздействием стимуляции различными бактериальными компонентами, которые активируют Toll-подобный рецептор (TLR) на пути к ядерному фактору (NF)-kB (Harder et al. 2004; Proud et al. 2004; Vora et al. 2004). Кроме того, при ожогах пониженный уровень дефензина может способствовать инфицированию и последующему развитию сепсиса (Bhat and Milner 2007).
Более того, как менее важная универсальная функция механизмов врожденного иммунитета, ИЗП также представлены менее типичными видами клеток, такими как эндотелиальные клетки и миоциты (Ganz 2005; Linde et al. 2007). Возможно, правильнее рассматривать иммунную систему не только как некую совокупность «профессиональных» иммунных клеток, проверяющих тело на наличие потенциально опасных агентов, а как всеобъемлющую систему, содержащую совокупность связанных между собой клеток, слаженно работающих, чтобы обеспечить поддержание гомеостаза (Matzinger 2007).
ИЗП были выделены у большого числа видов животных, растений, грибков и бактерий (Hancock and Scott 2000). Так как они успешно сохраняли свою антимикробную активность на протяжении миллионов лет, некоторые ИЗП действуют как природные антибиотики, демонстрируя необычайно широкий спектр активности, от грам-положительных и грам-отрицательных бактерий до грибков и вирусов (Hancock and Scott2000; Hancock 2001; Steinstraesser et al. 2004; Zasloff 2002). Существуют два разных характерных механизма воздействия: наружный и внутренний. Различают ИЗП, которые нарушают проницемость мембраны бактериальной клетки и/или разрушают ее, и ИЗП, которые проникают через клеточную мембрану и взаимодействуют с цитозольной мишенью (Dorschner et al. 2006; Andres and Dimarcq 2007; Johansson et al. 1998; Oren et al. 1999). В более широком понимании, ИЗП способны определять любые организмы с безхолестериновыми негативно заряженными мембранами как цели для «поражения». Важно, что ИЗП способны убивать измененные или раковые клетки, и этой цитотоксичности не свойственна ни видоспецифичность, ни избирательность. (Oppenheim et al. 2003; Yang et al. 2002, 2004). Например, было доказано, что hCAP/LL-37 активизирует клетки опухоли, что приводит к усилению роста клеток in vitro и in vivo (Coffelt et al. 2008; von Haussen et al. 2008). В противоположность этому, Бозе и соавторы (Bose et al.) продемонстрировали, что hBD-1 индуцирует стремительный цитолиз клеток рака простаты и что PAX2 онкоген подавляет экспрессию hBD-1 при раке простаты (Bose et al. 2009).
Такие свойства ИЗП, как ангиогенез, хемотаксические функции, выработка цитокинов, высвобождение гистамина, способность к реакциям связывания липополисахаридов и другие иммуномодуляторные функции могут приводить к антимикробной активности и обеспечивают адекватную стимуляцию ответных реакций приобретенного иммунитета (Yang et al. 2002; Bals and Wilson 2003). Например, связь с инициированием рекций приобретенного иммунитета наблюдалась у дефензинов, которые действовали как прямые хемоаттрактанты для незрелых дендритных клеток (Yang et al.2002, 2004; Bowdish et al. 2005). Некоторые дефензины обладают опсонизирующей активностью и имеют способность модифицировать гормональные реакции (Klotman and Chang 2006; Yang et al. 2007). Таким образом, ИЗП являются не просто «обычными природными антибиотиками”, а также, как оказалось, играют главную роль во многих клинически значимых патологических процессах, таких как неспецифическое воспаление, ожирение, диабет и гиперлипидемия (Froy et al. 2007; Hollox 2008; Kougias et al. 2005; Nassar et al. 2007). В нескольких исследованиях была продемонстрирована корелляция между тяжестью течения заболевания и уровнем выработки ИЗП (Morrison et al. 2002; Niyonsaba et al. 2009). Моррисон и др. смог продемонстрировать повышение восприимчивости к инфекциям, вызванным золотистым стафиллококом (Staphylococcus aureus) у hBD-2 нокаутных мышей, при этом была обнаружена способность изолированного дермицидин-пептида DCD-1L, который вырабатывается эккринными потовыми железами, стимулировать выработку цитокинов/хемокинов кератиноцитами человека (Morrison et al. 2002; Niyonsaba et al. 2009). Пониженная экспрессия дермицидина в поту пациентов с атопическими дерматитами ассоциировалось с высокой восприимчивостью данных пациентов к кожным инфекциям и видоизмененной микрофлорой кожи (Rieg et al. 2005). Физиологические свойства и регуляция ИЗП могут, таким образом, быть ключом к объяснению многих сложных вопросов в медицине.
Особенности строения кателицидинов и дефензинов
Согласно определению, к ИЗП относятся только генно-кодированные, синтезированные рибосомами полипетидные антимикробные субстанции, которые в длину составляют менее 100 аминокислотных остатков (Ganz and Lehrer 1999). Так как большинство пептидных антибиотиков грибкового и бактериального происхождения являются нерибосомально синтезированными пептидами и содержат атипичные аминокислоты, вышеизложенное определение может служить различительным признаком, позволяющим отделить ИЗП от этой категории. (Ganz and Lehrer 1999). Природные антимикробные вещества многочисленны и по размеру варьируются от относительно больших протеиновых комплексов (напр., каскад комплемента) до малых неорганических молекул (напр., перекись водорода) (Ganz 2005; Ganz and Lehrer 1999). Исходя из молекулярного строения, конформационной структуры или строения пробладающей аминокислоты, ИЗП можно разделить на четыре основных класса: линейные б-спиральные структуры без дисульфидных связей (напрмер, кателицидины, магаинины и цекропины), молекулы со структурой в-листа, которая стабилизируется за счет свойственных ей дисульфидных связей (например, б- и в-дефензины), с пребладанием одной или более аминокислот с высоким содержанием аргинина, глицина, гистидина, пралина, триптофана или их отдельных комбинаций (напр., индолицидин), и петлевидные пептиды с одной дисульфидной связью (напр., бактенецин) (Koczulla and Bals 2003; Hancock 1997; Andreu and Rivas 1998; van `t Hof et al. 2001; Hancock and Sahl 2006; Zhang and Falla 2009). Биологическое действие ИЗП зависит в первую очередь от их третичной структуры, соответственно, особенности их строения вызывают непосредственный интерес (Sima et al. 2003).
Два основных класса традиционных ИЗП человека - это дефензины и кателицидины. Классические молекулы дефензина включают группу малых амфифильных, иногда с высоким содержанием аргинина, катионных пептидов, которые, как правило, состоят из 29-45 аминокислотных остатков. Различают б- и в-дефензины; дисульфидные связи б-дефензинов - это Cys1-Cys6, Cys2-Cys4 и Cys3-Cys5 (цифра указывает позицию цистеинового остатка в аминокислотной последовательности относительно N-конца), в то время как для в-дефензинов это Cys1-Cys5, Cys2-Cys4 и Cys3-Cys6 (Oppenheim et al. 2003; Ganz 2005; Matzinger 2007; Kesting et al. 2009). В нейтрофилах человека, дефензины содержат 30-50% зернистых белков (Oppenheim et al. 2003; Matzinger 2007). Кроме этого, дефензины были также идентифицированы в клетках других типов, в том числе в тканевых макрофагах, мелких клетках кишечного эпителия и кардиомицетах (Linde et al. 2007; Scott et al. 2002; Steinstraesser et al. 2008; Wah et al. 2006). В коже человека дефензины продуцируются в основном кератиноцитами, нейтрофилами, потовыми и сальными железами (Koczulla and Bals 2003) и могут выделяться как в обычных условиях, так в ответ на воспалительный стимул. В целом, строение молекулы дефензиновых пептидов сравнивали с изогнутой скрепкой: внутримолекулярные дисульфидные связи между участками с NH2-концом и COOH-концом пептида, создавая цикличную, трижды скрученную, амфифильную структуру в-листа, образуют характерную «дефензиновую» складку и пространственно разделяют гидрофильную и гидрофобную области. Эти три внутримолекулярные дисульфидные связи стабилизируют структуру в-листа и повышают устойчивость к протеолизису, но понижают гибкость молекулы (Campopiano et al. 2004; Maemoto et al. 2004; Wu et al. 2003), хотя дисульфидные мостики неявляются критически необходимыми антимикробной активности дефензинов (Wu et al. 2003).
На сегодняшний день, основываясь на различиях в размерах и структурных особенностях цистеинового звена (вторичная структура), описаны три разные категории дефензинов позвоночных (в дополнение к дефензинам насекомых и растений) (Boman 2003; Zasloff 2002). б-Дефензины представляют собой классические «нейтрофильные дефензины», которые были впервые описаны в середине 1980-х годов, тогда как о более крупных в-дефензинах впервые было упомянуто в начале 1990-х (Ganz and Lehrer 1999). В базе данных Триеста содержатся данные о 90 в-дефензинах и 55 б-дефензинах. Не так давно были описаны более редкие г-дефензины. Среди видов широко распространены б- и в-Дефензины, а г-дефензины, как известно, определяются только в гранулоцитах макак-резус и некоторых других приматов, в том числе других приматов семейства мартышковых и орангутангов (Crovella et al. 2005; Selsted 2004; Tran et al. 2008). г-Дефензины - это небольшие двухспиральные кольцевидные молекулы, в отличие от б- и в-дефензинов, которые представляют из себя плоские трижды скрученные в-листы (Boman 2003). Секретируемые нейтрофилами альфа-дефензины можно обнаружить в биологических жидкостях (Panyutich et al. 1991, 1993, 1994). Концентрация б-дефензинов в плазме человека, соответствующая физиологической норме, составляет 40 нг/мл, методом иммуноферментного анализа (ИФА) (Panyutich et al. 1991). При наличии воспаленительного процесса их концентрация взрастает в 2-4 раза, а при сепсисе достигает микромолярной концентрации (Panyutich et al. 1993). В плазме б- и в-дефензинынеспецифически связываются с протеинами сыворотки крови с большой молекулярной массой такими, как сывороточный альбумин, б2-макроглобулин и C1 комплемент, который понижает их противовирусную и противоопухолевую активность (Panyutich and Ganz 1991). б- и в-дефензины определются в жидкостях тела человека во время воспаления легких, инфекций мочевыводящих путей и в слезах после офтальмологических хирургических вмешательств (Chromek et al. 2006; Thompson et al. 2006; Lemaitre et al. 1996).
hCAP-18, обладающий б-спиральным строением, известный также как LL-37, является единственным изученным антимикробным пептидом из семейства кателицидинов, и впервые был описан в 1995. Кателицидины обнаруживаются в разных количествах во множестве видов, в том числе у млекопитающих (Scott and Hancock 2000; Zanetti 2004). Общим признаком кателицидиновых пептидов является хорошо заметное сходство, определяемое как кателиновый домен в 50 зонах и антимикробный домен С-конца, который, при необходимости, может меняться и высвобождается путем протеолиза. (Otte et al. 2009; Tomasinsig and Zanetti 2005). Кателицидины, как правило, экспрессируются миелоидными клетками-предшественниками, но также известно, что у некоторых видов они экспрессируются в зрелых циркулирующих нейтрофилах и лимфоидной ткани новорожденных (Zanetti 2004). Они накапливаются в виде неактивных пропептидов и процессируют только в ответ на стимуляцию, высвобождая в межклеточную жидкость активные ИЗП (Scott et al. 2002; Zanetti 2004). Вырабатываются они преимущественно лейкоцитами и клетками эпителия и слизистой оболочки, где они накапливаются в специфических гранулах (Scott et al. 2002).
Положительно заряженный C-концевой LL-37, состоящий из 37 аминокислот фрагмент, демонстрирует широкий спектр антимикробной активности опосредованной прямым взаимодействием с мембраной микробной клетки и ее разрушением. Ферментом, ответственным за растворение пропротеинов в нейтрофилах является серинпротеиназа 3. Согласно недавним исследованиям, в коже сериновые протеазы калликреин 5 и 7 выполняют роль посредника в альтернативном процессинге hCAP18, генерируя некоторые ранее неизвестные пептидные фрагменты, из чего можно сделать вывод, что тканевой профиль этого пептида может различаться в зависимости от ткани и биологических условий. То, что их функциональный профиль может различаться, открывает новую потенциальную область для исследований. Помимо противомикробной активности, LL-37, предположительно, участвует в различных биологических процессах, таких как ангиогенез, хемотаксис, выработка цитокинов, высвобождение гистамина и заживление ран. (Koczulla and Bals 2003; Jacobsen et al. 2005a,b; Scott et al. 2002; Shaykhiev et al. 2005; Steinstraesser et al. 2006). Кроме того, количество кателицидиновых антимикробных пептидов различно у разных видов, что сколрее всего является причиной разной степени резистентности различных видов к специфическим типам инфекций. (Lee et al. 2005). Было установлено, что у людей ИЗП являются необходимыми молекулами-эффекторами TLR- индуцированного противомикробного ответа на внутриклеточные микобактерии в макрофагах. Выяснение механизмов этих защитных реакций, используемых макрофагами человека в схватке с патогенном, определяет возможные направления для разработки новых терапевтических стратегий (Liu et al. 2009; Nizet et al. 2001). Интересно, что кателицидины и дефензины проявляют синергизм, подразумевающий их объединенную роль в синхронизации работы врожденного иммунитета, о чем будет более подробно сказано далее (Lee et al. 2005).
Иммунозащитные пептиды - синтез, экспрессия и механизм действия
ИЗП могут экспрессироваться конститутивно или индуцироваться в ответ на специфический стрессорный фактор, такой как инфекция или воспаление (Sima et al. 2003; Diamond et al. 2000; Hirsch et al. 2008,
2009). б-Дефензинам более свойственна конститутивная экспрессия, тогда как выработка в-дефензинов чаще индуцируется (Hancock and Scott 2000; Scott and Hancock 2000). Кроме того, было установлено, что б-дензины в основном действуют внутри фагосом, тогда как в-дефензины производятся в основном эпителиальными клетками (Boman 2003). Липополисахарид (ЛПС) и провоспалительный цитокин IL-1b и TNF-б способствуют синтезу ИЗП (Sima et al. 2003). Такая выработка напоминает выработку пептидных гормонов, предполагающую наличие крупной молкулы-предшественника и тканеспецифического последовательного протеолитического процессинга (Ganz 2005). После удаления сигнальной последовательности, прорегион устранняется, оставляя активные ИЗП. (Scott and Hancock 2000). Молекулы дефензинов продуцируются как нейтральные препродефензины, которые состоят из, приблизительно, 95 аминокислот, нецитотоксичных по отношению к клетке (Ganz 2005). Предполагается, что антимикробные и цитотоксические функциональные свойства зрелых дефензинов и других ИЗП в основном ассоциируются с наличием у них, как у мультимеров, способности образовывать поры в мембранах, ведущие к самопроизвольной диффузии (Ganz 2005; Scott and Hancock 2000), механизм был описан моделью Shia-Matsuzaki-Huang (Matsuzaki 1999; Shai 1999; Yang et al. 2000).
Противомикробные свойства ИЗП как мембранных агентов, обладающих вторичной б-спиральной пептидной структурой, зависит от наличия ионной среды, сходной с физиологическими жидкостями млекопитающих (Dorschner et al. 2006; Johansson et al. 1998; Oren et al. 1999). ИЗП нацелено определяют самое слабое место микробной цитоплазматической мембраны (например, отсутствие холестерина и негативно заряженные фосфолипиды на внешнем листе цитоплазматической мембраны) (Zasloff 2002). Суммарный позитивный заряд (от + 2 до + 7 вследствие избытка основных аминокислот по сравнению с кислыми аминокислотами) (Scott and Hancock 2000) облегчает связывание возрастающего количества ИЗП с фосфолипидами на поверхности бактерии до полного разрушения бактериальной мембраны. (Boman 2003; Hale and Hancock 2007; Sallum and Chen 2008; Steiner et al. 1988).
Холестерин предотвращает повреждение мембраны, и так как он является неотъемлемой частью эукариотической мембраны, то, становится ясно, почему нормальная концентрация ИЗП не приводит к повреждению клеток организма-хозяина (Boman 2003). Мембранный потенциал эукариотических клеток (?15 мВ) также ниже трансмембранного потенциала бактерий (?140 mV), что уменьшает вероятность взаимодействия (Scott and Hancock 2000). Резистентность к ИЗП - редкое явление, и любому микроорганизму особенно трудно изменить свою структурную организацию поверхностных фосфолипидов (Zasloff 2002). Некоторые ИЗП, помимо разрашуения бактериальной мембраны, также нацелены на внутреннеее содержимое (Jenssen et al. 2006; Xiong et al. 1999).
Хотя многие ИЗП, например, дефензины, демонстрируют прямую антимикробную активность против бактерий, грибков, эукариотических паразитов и/или вирусов (Steinstraesser et al. 2005, 2008; Hirsch et al. 2008; Larrick et al. 1995), также было установлено, что многие из них играют ключевую модулирующую роль во врожденном иммунном ответе, и представляют важное связующее звено между врожденным и адаптивным иммунным ответом (Zasloff 2002).
Различные ткани и виды клеток в организме содержат генно-закодированные образораспознающие рецепторы (ОРР) и могут задействовать ряд разных сигнальных путей в ответ на стресс, в конечном счете, обеспечивая выработку всех сигнальных и эффекторных молекул, необходимых для соответствующей и немедленной иммунной защиты. ООР организма - это, как правило, поверхностные белки, которые незамедлительно определяют консервативную молекулярную структуру, связанную с патогенными микроорганизмами или иной предстоящей опасностью. Репертуар ООР, способных регулировать экспрессию гена, включает TLR и обнаруживающие вирусы RIG-I и Mda5 геликазы (Onomoto et al. 2007; Yoneyama et al. 2005; Zou et al. 2009; Robinson et al. 2006). Однако, были описаны и другие распознающие молекулы, не относящиеся к TLR. Структуры, распознанные данным ООР, классифицируются или как участки молекул, связанные с патогенами (PAMP), или как участки молекул, связанные с опасностями (DAMP). К классическим PAMP относятся липосахариды и липотейхоевая кислота (LTA) из грамотрицательных и из грамположительных бактерий, соответственно, вирусная двухспиральная РНК (дсРНК), и грибковые b-глюканы (Robinson et al. 2006; Jo 2008). Понятие DAMP тут используется как общее название для PAMP и эндогенных сигналов опасности, испускаемых умирающими или поврежденными клетками (Matzinger 2007; Seong and Matzinger 2004). Модель опасности Метцингер определяет «опасность» как что-либо (экзогенное или эндогенное), способное вызвать стресс тканей или их разрушение (Matzinger 1994, 2007). Также к врожденным рецепторам относятся внутриклеточные nod-подобные рецепторы (NLR), которые представляют собой мощную комбинированную защиту в клеточной мембране (например, TLR, а также и в самой клетке (например, NLR) (Benko et al. 2008; Fritz et al. 2006). И TLR, и Nodg белки могут запустить транскрипционный фактор ядерного фактора-kB (NF-KB), таким образом активируя чрезвычайно стереотипный сингальный путь, отвечающий за ряд различных клеточных ответов, в том числе выработку ИЗП (Fritz et al. 2006). NLR были связаны с распознаванием бактериальных компонентов, а также эндогенных сигналов опасности (Fritz et al. 2006). TLR изначально вызвали значительный интерес у исследователей, в результате чего эта группа ООР описана лучше всего: сообщалось о почти 20 представителях в шести основных семействах, каждый представитель признавался отдельным PAMP. Липосахарид - классический лиганд для TLR-4, где олигодезоксинуклеотиды LTA и CpG распознаются TLR-2 и TLR-9, соответственно (Dalpke et al.2005). Сигнальный NF-kB - один из главных низлежащих путей, отвечающих за выработку ИЗП, хотя другие сигнальные пути (в том числе MAPKh и JAK/STATi) вовлечены в их синтез (Ji et al. 2009; Krisanaprakornkit et al. 2002). NF-kB - транскрипционный фактор, участвующий в объединении многочисленных параллельных сигнальных путей и множества клеточных ответов в основную немедленную и эффективную иммунную реакцию, а также выработке цитокинов и молекул неспецифической адгезии клеток (Scott and Hancock 2000). Подача сигнала по этим путям приводит к транскрипционной активации и последующей выработке ИЗП. TLR и NLR также влекут за собой активацию воспалительных каспаз, однако данная область исследований лежит вне предмета данной статьи (Martinon and Tschopp 2007; Scott and Saleh 2007; Steinstrasser et al. 2007).
Биологическая активность ИЗП
ИЗП являются первой линией защиты врожденного иммунитета фактически у всех видов живых существ, высокая значимость ИЗП подтверждается их высоким содержанием в циркулирующих нейтрофилах (Scott and Hancock 2000). Существенные доказательства, накопленные на протяжении последних лет, указывают на то, что дефензины млекопитающих являются многофункциональными и, взаимодействуя с рецепторами клеток организма-хозяина, участвуют в механизмах как врожденного, так и приобретенного иммунитета (Scott and Hancock 2000). ИЗП участвуют в воспалительном ответе, действуя в качестве хемоаттрактантов для иммунных клеток, включая рекрутинг нейтрофилов путем индуцирования выработки IL-8 и мобилизации имунокомпетентных T-клеток, а также агентов, усиливающих клеточную адгезию и последующую трансэпителиальную миграцию клеток (Chertov et al. 1996; Hata and Gallo 2008; Van Wetering et al. 1997). Кроме того, исследования позволяют полагать, что дефензины могут усиливать цитотоксочность NK-клеток (Scott and Hancock 2000). Многогранная природа ИЗП также включает в себя такие функции как участие в заживлении ран, возможно, путем индуцирования синтеза синдеканка (Gallo et al. 1994), а также модуляции воспалительного ответа при ингибировании активации классического пути комплемента через C1q (Groeneveld et al. 2007; van den Berg et al. 1998). Вследствие повсеместной выработки ИЗП в организме, неудивительно, что многие из них обнаруживаются в разных видах жидкостей и секретов организма (Sima et al. 2003). Нормальная концентрация б-дефензинов в плазме составляет 40 нг/мл, а во время инфекции возрастает до 41 мг/мл (Zanetti 2004). Также, были зафиксированы такие значения концентрации в плазме, как 170 мг/мл при сепсисе и 41,600 мг/мл в слюне пациентов больных муковисцидозом (Aarbiou et al. 2002; Soong et al. 1997). Антимикробная активность б-дефензинов in vitro обычно возможна при концентрациях от 10 до 100 мг/мл, хотя их участие в лизисе опухолевых клеток происходит при более высоких концентрациях (Zanetti 2004). В инфицированных или иным образом поврежденных тканях ИЗП наиболее вероятно выделяются в более высокой концентрации, но их локальная концентрация все еще является предметом для исследований (Zanetti 2004). Некоторые ИЗП действуют при сепсисе как противовоспалительные соединения благодаря их ЛПС- и ЛТK-связывающей способности (Scott and Hancock 2000) и также, помимо способности к нейтрализации эндотоксинов, некоторые кателицидины оказывают прямое воздействие и снижают выработку TNF-б (Bals et al. 1999; Braff et al. 2007). Некоторые ИЗП инактивируются солевыми растворами, а у некоторых противомикробная активность снижена даже при концентрациях, присутствующих в физиологических жидкостях (Boman 2003; Yang et al. 2002). Внеклеточное выделение некоторых типов дефензинов приводит к выработке инактивных ИЗП, однако одновременная выработка кателицидина обеспечивает активную функциональную синергию ИЗП (Chen et al. 2005) Для нейтрализации микробов такие ИЗП могут также действовать в синергии с такими молекулами организма-хозяина как протеины, лизоцимы, а также, с традиционными антибиотиками (Scott and Hancock 2000). Некоторые ИЗП, помимо функционирования в качестве хемокинов и привлечения мигрирующих и циркуляторных клетки, ускоряют заживление ран через ангиогенез и эпителиальный рост (Zasloff 2002; Chertov et al. 2000; De Smet and Contreras 2005; De et al. 2000; Lee et al. 2009). Дефензины имеют хемотаксические свойства по отношению к моноцитам, и функционируют как «кортикостатины» вступая в двустороннее взаимодействие с рецептором адренокортикотропного гормона (Yang et al. 2007). Дефензины обладают способностью преобразовывать определенные сигнальные пути и клеточные функции путем эффективного ингибирования протеинкиназы C (Charp et al. 1988). Также предполагается участие в-дефензинов в процессе созревания спермы (Zhou et al. 2004a,b).
Иммунозащитные пептиды и модуляция врожденной иммунной системы
На данный момент hCAP18/LL-37 - единственный описанный человеческий кателицидин. Как отмечалось ранее, семейство кателицидинов представлено множеством вариантов, но только hCAP-18 с геном кателицидина, расположенным на третьей хромосоме, может вырабатываться как пропептид. Он накапливается как предшественник в нейтрофильных гранулах (Ganz 2004) и в таких различных клетках и тканях, как В-клетки, Т-лимфоциты, лимфоциты, моноциты, в естественных клектках-киллерах и мастоцитах. Как обнаружилось, эпителий верхних отделов желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей, в том числе слюнные железы, тонкая кишка и некоторые части мужских (эпидидимис и яички) и женских (влагалище и шейка матки) половых путей экспрессирют LL-37 (De et al. 2000; Agerberth et al. 2000). Кроме того, LL-37 секретируется из ран человека, пота и поверхностных жидкостей дыхательных путей (Dorschner et al. 2001; Gallo et al. 2002; Ong et al. 2002; Sorensen et al. 1997) и активируется в ответ на кожные инфекции или повреждения (Dorschner et al. 2001; Turner et al. 1998).
В качестве иммунных модуляторов HNP-1, -2, и -3 активируют фактор некроза опухоли альфа (TNF- б) и IL-1 в человеческих моноцитах, активированных бактериями (Braff et al. 2005a,b). Более того, HNP-1 и -2 способны напрямую уничтожать грамотрицательные и грамположительные бактерии (Lehrer et al. 1993), грибки Candida albicans (Schroder and Harder 1999), а также оболочечные вирусы, например, представителей семейства Herpes (Schroder and Harder 1999). В зависимости от концентрации, HNP-5 проявляет бактерицидную активность против кишечной палочки, бактерий Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, и C. albicans (Porter et al. 1997).
В 1995 году hBD-1 был выделен и очищен из плазмы крови пациентов с почечной недостаточностью (Bensch et al. 1995). hBD-1 конститутивно экспрессируется в различных тканях с первичной экспрессией в эпителиальной выстилке дыхательных и мочевых путей (Valore et al. 1998; Zhao et al. 1996). Различные исследования показали, что экспрессия hBD-1 может быть усилена липополисахаридами (ЛПС), инактивированой теплом Pseudomonas aeruginosa и интерфероном гамма (IFN-г) (Valore et al. 1998; Duits et al. 2002). По сравнению со многими другими противомикробными пептидами, hBD-1 особых функций в заживлении кожных ран не имеет. Однако он проявляет особую активность против таких грамотрицательных бактериальных штаммов как E. coli и P. aeruginosa (Sorensen et al. 2005).
hBD-2 впервые был изолирован в 1997 г. из пораженных псориазом участков кожи (Harder et al. 1997). Экспрессия hBD-2 наблюдается преимущественно в кератиноцитах, желудочно-кишечном и респираторном трактах (Bals et al. 1998; O'Neil et al. 1999). hBD-2 накапливаются в ламеллярных тельцах кератиноцитов (Oren et al. 2003) и может быть активизирован напрямую под воздействием бактериальных патогенов (Liu et al.2002) или воспалительных клеток,таких как производные клетки моноцитов, макрофагов (Fang et al. 2003; Tsutsumi-Ishii and Nagaoka 2003) и лимфоцитов (Selsted and Ouellette 2005). В экспрессии hBD-2 участвуют несколько механизмов и сигнальных путей. Обнаружение бактериальных полисахаридов (ЛПС) с помощью CD14 и TLR-2 и последующая активация каскада NF-kB индуцирует hBD-2 (Birchler et al. 2001). Кроме этого, TLR-2 человека служит посредником для индукции антимикробного пептида hBD-2 в ответ на бактериальный липопротеин (Birchler et al. 2001). Сигнальные пути HBD-2 включают в себя NF-kB (Tsutsumi-Ishii and Nagaoka, 2002) и митоген-активируемую протеинкиназу (Krisanaprakornkit et al. 2002), включая Src-зависимый Raf-MEK1/2-ERK (93). Активатор of hBD-2 обладает связывающими сайтами для NF-kB и предполагаемыми связывающими последовательностями для AP-1, NF-IL6, и STATs (Tsutsumi-Ishii and Nagaoka 2002; Wang et al. 2003). После повышения экспрессии, hBD-2 демонстрирует иммуностимулирующие свойства в качестве хемоаттрактанта для незрелых дендритных клеток и Т-клеток для того, чтобы скорректировать реакцию приобретенного иммунитета (Yang et al. 1999). Будучи индуцируемым иммунозащитным пептидом, hBD-2, вероятно, принимает участие в заживлении ран путем активации естественного иммунитета после разрушения эпидермального слоя кожи и воспаления (Schmid et al. 2001).
Медиаторами, повышающими экспрессию hBD-2 в эпителиальной ткани, являются провоспалительныйе цитокины, такие как IL-1 (Liu et al. 2003), IL-22 (Wolk et al. 2006), бактериальные липополисахариды (ЛПС) (Kawai et al. 2002) и прямые контакты бактерий с клетками эпителия (Harder et al. 2000). После активации, hBD-2 действует непосредственно против таких возбудителей как P. aeruginosa, E. coli, и C. albicans (Singh et al. 1998). Кроме того, hBD-2 демонстрирует синергию с LL-37 в виде повышенной активности, направленной против S. aureus (Ong et al. 2002). Онг и др. обнаружили постоянное повышение экспрессии hBD-2 в псориатических чешуйках и низкую восприимчивость к кожным инфекциям в условиях хронического заболевания кожи (Ong et al. 2002). В ожоговых ранах была зафиксирована пониженная активность hBD-2, указывающая на то, что дефекты врожденного иммунитета способствуют риску инфицирования ран и возникновению сепсиса (Milner and Ortega 1999).
hBD-3 первоначально был выявлен в пораженных псориазом участках кожи и выделен приблизительно одновременно у двух групп в 2001 г. (Garcia et al. 2001a,b; Harder et al. 2001). hBD-3 в последствии был обнаружен в тканях многих органов таких как сердце, печень, вилочковая железа эмбриона и клетки плаценты (Garcia et al. 2001a,b; Dunsche et al. 2002). В коже hBD-3 накапливается как hBD-2, в ламеллярных тельцах кератиноцитов (Sawamura et al. 2005). TNF-б, фактор видоизмененного роста альфа (TGF-в), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), TLR-5, IL-1б, IFN-г, TGF-в, и IGF-1, а также разные бактерии играют важную роль в активации синтеза hBD-3 (Sawamura et al. 2005). После испытаний большого количества бактериальных штаммов были опубликованы данные о широком спектре бактерицидной активности hBD-3 в отношении грамположительныйх и грамотрицательных бактерий, включая активность против полирезистентных штаммов S. aureus и P. aeruginosa (Maisetta et al. 2006).
Первичная экспрессия hBD-4 происходит в яичках и эпидидимисе (Garcia et al. 2001a,b) и индуцируется в первичных кератиноцитах (Harder et al. 2004). Эти данные основаны на выявлении мРНК, и частично характеристика этого дефензина основывается на рекомбинантном препарате Гарсии и др. (Garcia et al.) (2001a,b). Активация hBD-4 подобна активации hBD-2 и hBD-3 (Harder et al. 2004).
Человеческие бета-дефензины провоцируют выброс гистамина и выработку простагландина-2 в мастоцитах (Niyonsaba et al. 2002), соединяют врожденную и адаптивную иммунную систему с помощью хемоаттракции незрелых дендритных клеток и Т-лимфоцитов (Yang et al. 1999), и повышают проявление TNF-б и IL-1 в человеческих моноцитах после активации бактериальным возбудителем (Niyonsaba and Ogawa 2005).
В человеческой коже первичная экспрессия ИЗП осуществляется кератиноцитами, эккринными железами и нейтрофильными гранулоцитами (Schroder and Harder 2006). К конститутивно вырабатываемым ИЗП в человеческой коже относятся дермицидин (Schittek et al. 2001), протеолитический игибитор антилейкопротеазы (Wiedow et al. 1998), РНКаза 7 (Harder and Schroder 2002), псориазин (Glaser et al. 2005), лизоцим (120), hBD-1 (69) и секреторная фосфолипаза А2 (121). К индуцируемым ИЗП человеческой кожи относятся LL- 37 (35), вырабатываемый в кератиноцитах, б-дефензины (человеческие нейтрофильные пептиды от 1 до 4), вырабатываемые нейтрофилами (Ganz 2003), и hBD-2 и -3 (Niyonsaba et al. 2005).
Иммунозащитные пептиды при заживлении ран
ИЗП, синтезируясь в коже в местах потенциального проникновения микробов, обеспечивают растворимый барьер, который действует как преграда для инфекций (Braff et al. 2005a,b). Если кожа не повреждена рост бактерий контролируется такими бактериостатическими и бактерицидными соединениями, как псориазин и RN-аза 7 (Schroder and Harder 2006). Однако при повреждении или инфицировании кожи экспрессия ИЗП повышается посредством увеличения синтеза кератиноцитами и отложения при дегрануляции рекрутированных нейтрофилов.
В ранах инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) и трансформирующий фактор роста-в (TGF-в) являются стимуляторами выработки человеческого кателицидина hCAP18/LL-37 до уровня провоспалительного цитокина интерлейкина-1 (IL-1) (Sorensen et al. 2003). Оба данных фактора играют важную роль в заживлении ран активируя эпидермальные клетки и фибробласты, чтобы сформировать грануляционную ткань, выступают медиаторами ангиогенеза и хемоаттрактантами для макрофагов и фибробластов (Niyonsaba et al. 2006; Singer and Clark 1999). В рамках механизма обратной связи, кателицидин активированных лейкоцитов свиней (PR-39) оказывал прямое влияние на дермальные фибробласты путем увеличения синтеза протеогликанов внеклеточного матрикса, синдекана-1 и синдекана-4 (Chan and Gallo 1998), которые необходимы для активности многих факторов роста (Proudfoot et al. 2001). В экспериментах с животными описаны случаи задержки выработки синдекана и недостижения ранозаживляющего эффекта (Gallo 2000). Хэлиборн и др. описали постоянный рецептор-K67-зависимый рост LL-37, вырабатываемого кератиноцитами и гранулоцитами, который достигал максимума через 48 часов, и высокую экспрессию в раневых жидкостях и тканях заживающей кожи. Описано понижение экспрессии после затягивания ран и недостаток LL-37 при хронических ранах (Dorschner et al. 2001; Heilborn et al. 2003). Разные авторы писали о защитной функции LL-37 по отношению к инвазивным бактериальным кожным инфекциям, в частности к P. aeruginosa, S. aureus, и стрептококкам группы A (Dorschner et al. 2001; Ong et al. 2002). При сравнении нормальных и Cnlp-дефектных мышей (прицельное разрушение гена кателицидина) у Cnlp-дефектных мышей было отмечено замедленное заживление ран и повышенная бактериальная колонизация. (Braff et al. 2005a,b). Эти данные были подтверждены группой ученых во главе с Низе, которые сообщили о более благоприятном исходе для немутантных мышей по сравнению с Cnlp-дефектными после контрольного заражения некротизированными тканями кожи, инфицированными стрептококками группы A (Nizet et al. 2001).
Онг и др. отметили улучшенный иммунный ответ на S. aureus у пациентов, больных псориазом, благодаря высокому уровню экспрессии LL-37 , тогда как у пациентов с локальным дерматитом была отмечена пониженная экспрессия (Ong et al. 2002; Leung et al. 2004). Эти данные могут дать объяснение повышенной восприимчивости к кожным инфекциям больных с атопическим дерматитом по сравнению с больными с псориазом (Schroder and Harder 2006). Мы доказали бактерицидный эффект LL-37 на животных моделях (крысы) после кратковременной аденовирусной генной терапии ожоговых ран, инфицированных возбудителем P. aeruginosa (Jacobsen et al. 2005a,b). LL-37 оказывает прямое воздействие при заживлении ран, так как улучшает образование новых кровеносных сосудов. Кокулла и др. в своем исследовании продемонстрировали эффект LL-37 в образовании кровеносных сосудов на анализе васкуляризации хорионаллантоисной мембраны, а также на ревакуляризационной модели животного после ишемии задней конечности.
Авторы обнаружили прямое воздействие LL-37, активировав рост сосудов в культивируемых эпителиальных клетках; кроме того, было отмечено усиление кровоснабжения после инъекции LL-37 в ишемизированную конечность кролика. Ученые обнаружили непосредственное участие формильного пептидного рецептора like-1 (FPRL1) в активации hCAP-18 и последующем образовании новых сосудов. (Steinstraesser et al. 2006; Koczulla et al. 2003). Мы подтвердили ангиогенетический эффект LL-37 в эксперименте с полостью кожной складки мыши (Steinstraesser et al. 2006).
В ходе еще одного исследования анализировалась визуализация и расположение LL-37, HNPs, и hBD-1, -2, и -3 в нормальной и ожоговой коже, и с помощью флуоресцентного микроскопа были определены типы клеток, в которых локализовались данные ИЗП. Ученые доказали, что в нормальной коже hBD-1 локализируются в перинуклеарной области кератиноцитов, а hBD-2 преимущественно в базальном слое; человеческий бета-дефензин-3 был обнаружен шиповидном слое, тогда как нейтрофильные пептиды человека (HNPs) были беспорядочно рапределены в сосковидном слое. LL-37 концентрировался в роговом слое вдоль протоков.
В обожженной коже hBD-1 экспрессировался в кожных железах, в том числе в волосяных стержнях; hBD-2 и -3 были обнаружены в оставшихся кератиновых слоях и железах нижних слоев дермы; человеческие нейтрофильные пептиды локализировались в стержнях волос и остатках кератинового слоя. Интересно, что LL-37 был обнаружен в очень высокой концентрации в эпителии потовых каналов. Ученые пришли к выводу, что ИЗП продуцируются клетками нижней дермальной и субдермальной зон обожженной кожи, чтобы поддерживать защитный барьер против инфекций (Poindexter et al. 2006).
Нейтрофильные пептиды человека способствуют заживлению ран. Ooнo и др. в ходе исследования доказали, что синтез HNP-1 повышает экспрессию про-коллагена мРНК и протеинов в культурах фибробластов дермы. В противоположность этому, экспрессия матриксметаллопротеиназы-1 снизилась. Авторы предполагают, что HNP-1 может способствовать заживлению ран, увеличивая внеклеточное депонирование матрикса (Oono et al. 2002). В ходе еще одного исследования были показаны митогенетические способности нейтрофильных пептидов в линиях клеток эпителия и фибробластов in vitro (Oono et al. 2002).
Для в-дефензинов, Супп и др. установили экспрессию hBD-1, -2, и -3 в культурах кератиноцитов и расщеплённых кожных трансплантатах здоровых и обожженных доноров (Supp et al. 2004). В более поздних исследованиях отмечалось, что в-дефензины стимулируют миграцию и пролиферацию эпидермальных кератиноцитов и, таким образом, могут способствовать заживлению ран (Niyonsaba et al. 2006). Предполагается, что hBD-2 активизируется при хронических и острых язвах, поскольку в здоровой коже он не определяется (Butmarc et al. 2004).
Экспрессия hBD-3 в кератиноцитах индуцируется инфекцией S. aureus посредством TLR-2 и EGFR (Sorensen et al. 2005; Menzies and Kenoyer 2006); Кизих и др. показали, что способность кератиноцитов человека бороться с инфекциями (S. aureus) зависит от экспрессии hBD-3 в организме (Kisich et al. 2007). Мы также выяснили, что трансфер гена hBD-3 в инфицированную диабетическую язву свиньи ускоряет заживление тканей на 25% (Hirsch et al. 2009).
ИЗП гистон 1.2 оказался эффективным против раневых инфекций, вызванных P. Aeruginosa, в экспериментах с крысами - ожоги с трехкратным снижением бактериальной нагрузки (Jacobsen et al. 2005a,b). Концентрация LL-37 и hBD-1, -2, и -3 значительно снижается в травмированной ожогом коже. Тогда как hBD-1 демонстрируюет лишь умеренное понижение экспрессии в ожоговых ранах по сравнению со здоровой тканью, экспрессия hBD-2 изменяется кардинально: в ткани ожоговой раны определяется содержанин hBD-2, в 380 превышающее содержание hBD-2 в контрольном образце. Кроме этого, для hBD-3 было отмечено десятикратное увеличение мРНК-экспрессии.
Участки ткани, взятой из центра ожоговой раны, не показывают никаких прямых изменений в экспрессии LL-37 по сравнению с соответствующими участками тканей здоровых пациентов.
Однако, становится очевидным, что в пределах ожоговой раны происходит 10-кратное уменьшение экспрессии LL-37. Это может быть вызвано наличием более жизнеспособных, хотя и травмированных клеток, тогда как в центре клетки уже погибли (Kaus et al. 2008). Эти объединенные данные указывают на то, что ИЗП играют главную роль в заживлении ран и раневых инфекциях. В противоположность клинически используемым антибиотикам ИЗП имеют некоторые интересные свойства, которые позволяют применять их местно для лечения раневых инфекций и ускорения заживления ран. (Таблицы 1-3).
В заключение, иммуномодуляторные пептиды, которые в большей мере воздействуют на организм хозяина, нежели на патоген, предоставляют уникальную возможность минимизировать прямое селективное воздействие в отношении резистентности патогена. В недавнем времени было доказано, что такой иммуномодуляторный пептид как IDR-1 (регулятор врожденного иммунитета), защищает мышей от бактериальных инфекций, включая инфекции, вызванные мультирезистнтными штаммами, и это предоставляет собой
Таблица 2
Иммуномодуляторные свойства иммунозащитных пептидов
Таблица 3
Иммунозащитные пептиды - коммерческие разаработки
|
Лекарственный препарат |
Описание |
Этап разработки |
Показания к использованию в медицине |
|
|
Иммунозащитные пептиды с противоинфекционным и антимикробным действием |
||||
|
Человеческий лактоферрин hLF-1-11 (производитель: AM-Pharma Омиганана пентагидрохлорид/CP-226 (MX-226/CLS001; производитель:Migenix)) Омпебакан (Ompebacan (производитель:Xoma)) Мерзацидин (Mersacidin) BL2060 Катионный стероидный антибиотик CSA-13 Плектацин (Plectasin) PTX002 (состоящий из 33 аминокислотных остатков пептид), PTX005 (состоящий из 12 аминокислотных остатков пептид), PTX006 (N-ацилированный аналог PTX005) и PTX007 (непептидный структурный аналог PTX005) Пептидомиметик Бактерицидный протеин, увеличивающий проницаемость мембран rBPI21 XOMA 629 (производитель:Xoma) |
Короткий пептид. Является производным человеческого лактоферрина Синтетический иммунозащитный пептид, состоящий из 12 аминокислотных остатков. Является аналогом бактолизина, производным индолицидина Пептид, состоящий из 21 аминокислотного остатка. Является производным бактерицидного протеина, увеличивающего проницаемость мембран Бактериоцин Синтетическое соединение, содержащее жирные кислоты и сополимеры лизина Катионный стероидный лекарственный препарат (церагенин), имитирует свойства иммунозащитных пептидов Фунгальный дефензин Производное ариламидов, каликсаренов, гидразидов и салициламидов Пептид, состоящий из 9 аминокислотных остатков. Является производным бактерицидного протеина, увеличивающего проницаемость мембран |
Клинические исследования. Фаза II Клинические исследования. Фаза 3b Клинические исследования. Фаза I/II Доклинические исследования. Оптимизация состава лекарственного препарата Доклинические исследования. Доклинические исследования. Открытие. Стадия разработки/доклинические исследования Клинические исследования. Фаза IIIb Клинические исследования. Фаза IIa |
Инфекционные заболевания, развивающиеся в связи с аллогенной трансплантацией стволовых клеток костного мозга Профилактика катетер - ассоциированных инфекционных заболеваний; кожные инфекционные заболевания Эндотоксемия у больных после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток Заболевания, вызванные грамположительными микроорганизмами Противоинфекционное действие Противоинфекционное действие Лекарственный препарат для системного применения. Активен по отношению к грамположительным микроорганизмам, особенно к пневмококкам и стрептококкам ... |
Подобные документы
Пептиды, осуществляющие защиту животных от инфекции. Микроорганизмы как биотический фактор среды, ответственный за биосинтез антимикробных пептидов. Влияние дисульфидных связей на функционирование молекул полипептидов в качестве антибиотических агентов.
реферат [57,0 K], добавлен 06.09.2009Опиоидные пептиды и физиолого-биохимические аспекты их действия. Обмен регуляторных пептидов. Ферменты обмена нейропептидов при стрессе. Схема введения предшественника лей-энкефалина. Тканевое распределение КПН, ФМСФ-ингибируемой КП и АПФ у самцов крыс.
диссертация [132,5 K], добавлен 15.12.2008Обзор механизмов лимфоидного аппарата адаптивного иммунитета. Система образования кининов. Рецепторы клеток врожденной иммунной системы. Характеристика сигналов и их реализации. Особенности взаимодействия плазменных белков, их участие в иммунных реакциях.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 02.03.2013Исследование иммунной системы человека. Изучение особенностей формирования неспецифического иммунитета. Анализ естественной, врожденной и приобретенной форм иммунитета. Описания функций клеток памяти и эффекторов, системы комплемента, структуры антигена.
презентация [4,0 M], добавлен 13.12.2012Влияние хронической алкоголизации на организм. Влияние пренатального хронического воздействия этанола на организм. Ферменты обмена регуляторных пептидов. ФМСФ-ингибируемая карбоксипептидаза. Регуляторные пептиды и ферменты их обмена в онтогенезе.
диссертация [219,2 K], добавлен 15.12.2008Ферменты обмена регуляторных пептидов. Методы определения концентрации вещества P, активности КПN, активности ангиотензинпревращающего фермента и лейцинаминопептидазы. Роль регуляторных пептидов в сыворотке крови спортсменов при физической работе.
дипломная работа [143,7 K], добавлен 25.06.2009Тромбоцитарные факторы роста как биологически активные пептиды, которые улучшают механизмы восстановления тканей, а также набор эффектов на стволовые клетки (хемотаксис). Возможность потенциального использования тромбоцитов в регенеративной медицине.
статья [69,8 K], добавлен 20.06.2014Функции биологически активных пептидов. Формы витаминов биотина и В12. Орнитиновый цикл мочевинообразования. Механизм действия адреналина и глюкагона на липидный обмен. Определение активности амилазы сыворотки крови и мочи. Схема строения антител.
шпаргалка [4,0 M], добавлен 01.05.2009Понятие и виды иммунитета, назначение иммунной системы. Факторы и признаки ослабления иммунитета, методы его повышения. Механизм действия иммунитета: макрофаги, Т-хэлперы, В-лимфоциты, выработка иммуноглобулинов (антител), Т-супрессоры, клетки-киллеры.
реферат [15,0 K], добавлен 09.02.2009Воспаление как возникший в эволюции процесс реагирования организма человека и животных на местные повреждения. Специфика формирования очага воспаления. Ключевая роль в патогенезе воспаления системы комплемента, два основных пути активации комплемента.
реферат [86,3 K], добавлен 06.09.2009Основные функции иммунной системы. Генез Т- и В-лимфоцитов. Общие закономерности нарушений иммунной системы. Способность организма отвечать на действие антигена клеточными и гуморальными реакциями. Процессы развития патологических процессов в организме.
реферат [391,2 K], добавлен 23.09.2014Общие представления о нейропептидах, классификация и принципы их построения. Метаболизм энкефалинов и ферменты их процессинга. Краткие характеристики карбоксипептидазо-В-подобных ферментов. Процессинг и посттрансляционная модификация нейропептидов.
реферат [1,7 M], добавлен 22.09.2009Экспрессия генов - способность контролировать синтез белка. Структура и свойства генетического кода, его универсальность и просхождение. Передача генетической информации, транскрипция и трансляция. Митохондриальный и хлоропластный генетические коды.
реферат [41,5 K], добавлен 27.01.2010Понятие, стратегия, история развития и достижения белковой инженерии. Потенциальные возможности её использования. Механизм осуществления сайт-специфического мутагенеза. Получение модифицированных вариантов природных белков. Библиотеки пептидов и эпитопов.
курсовая работа [258,4 K], добавлен 19.12.2015Основные вехи развития иммунологии и этапы эволюции иммунной системы. Определение понятия "иммунитет", основные функции и строение иммунной системы человека. Центральные и периферические органы иммунной системы. Врожденный и приобретенный иммунитет.
презентация [5,3 M], добавлен 26.03.2019Структурная характеристика c-di-GMP, а также ее функции в бактериях. Клетки-мишени врожденной и приобретенной иммунной системы и рецепция. Структурный анализ STING-комплексов и трансдукция соответствующего сигнала. Потенциальные области применения.
курсовая работа [827,8 K], добавлен 21.11.2016Определение цитокинов, их свойства, функции, особенности, виды. Регуляторная роль цитокинов в организме. Механизм действия на клетки. Образование "микроэндокринной системы" (взаимодействие клеток иммунной, кроветворной, нервной и эндокринной систем).
презентация [1,9 M], добавлен 18.09.2016Общая характеристика и функции иммунной системы. Органы и клетки иммунной системы. Основные виды иммунитета. Обеспечение оптимальной для метаболизма массы циркулирующей крови и количества форменных элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов).
презентация [1001,2 K], добавлен 21.01.2015Первичные (центральные) и вторичные (периферические) органы иммунной системы. Ведущая роль вилочковой железы (тимуса) в регуляции популяции Т-лимфоцитов. Костный мозг как орган иммунной системы. Контроль селезенки за цитологическим составом крови.
реферат [17,7 K], добавлен 29.10.2011Иммунитет – способ защиты организма от болезнетворных микроорганизмов за счет выработки антител. Обзор схемы клеточного и гуморального иммунитета. Нарушения фагоцитарной системы. Методы оценки иммунитета. Реакция иммунного гемолиза и цитотоксический тест.
презентация [1,1 M], добавлен 11.11.2014
