Взаимодействие возбудителя сибирской язвы с паттерн-распознающими рецепторами врожденного и адаптивного иммунитета

По современным представлениям защита организма от патогенов обеспечивается функционированием двух звеньев иммунной системы - врожденной и приобретенной. На начальных этапах рецепторы неспецифического иммунитета, в том числе толл-подобные рецепторы, распознают консервативные патоген-ассоциированные молекулярные структуры. Последующая активация сигнальных путей приводит к быстрой нейтрализации и элиминации чужеродного агента. Одновременно происходит инициация начальных этапов адаптивного иммунитета, реализация каскада провоспалительных реакций. В обзоре обобщены и проанализированы литературные данные об особенностях развития врожденного и адаптивного иммунитета в случаях взаимодействия макроорганизма с возбудителем сибирской язвы. Потенциальными лигандами толл-подобных рецепторов у сибиреязвенного микроба являются протективный антиген, липопротеин, компоненты клеточной стенки, антролизин О, CpG последовательность ДНК и др. Приведены результаты экспериментов, доказывающих влияние синтетических агонистов толл-подобных рецепторов на реализацию цитотоксичности Bacillus anthracis и течение инфекционного процесса у лабораторных животных. Модификаторы функций толл-подобных рецепторов могут быть использованы как иммуностимуляторы при конструировании эффективных средств антиинфекционной защиты. Врожденный и приобретенный компоненты иммунитета, имея свои уникальные механизмы специфического распознавания возбудителя сибирской язвы, находятся во взаимодействии, дополняют и усиливают друг друга.

сибирская язва, Bacillus anthracis, иммунитет, Толл-подобные рецепторы, вакцины

1. Байракова А.Л., Воропаева Е.А., Афанасьев С.С., Алёшкин В.А., Несвижский Ю.В., Караулов А.В. и др. Роль и биологическое значение Toll-подобных рецепторов в антиинфекционной резистентности организма. Вестник Российской АМН. 2008; 1:45-54.

2. Дербин М.И., Садовой Н.В., Тарумов B.C., Гарин Н.С. Сравнительное изучение гуморального противосибиреязвенного иммунитета у привитых живой и химической вакцинами. Иммунология. 1982; 3:49-52.

3. Ковальчук Л.В., Хорева М.В., Варивода А.С. Врожденные компоненты иммунитета: Toll-подобные рецепторы в норме и при иммунопатологии. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2005; 4:96-104.

4. Маринин Л.И., Онищенко Г.Г., Кравченко Т.Б., Дятлов И.А., Тюрин Е.А., Степанов А.В. и др. Сибирская язва человека: эпидемиология, профилактика, диагностика, лечение. М.: ЗАО МП «Гигиена»; 2008. 416 с.

5. Микшис Н.И., Попов Ю.А., Кутырев В.В. Современные представления о факторах патогенности и иммуногенности возбудителя сибирской язвы. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2010; 3: 96-101.

6. Онищенко Г.Г., Васильев Н.Т., Литусов Н.В., Харечко А.Т., Васильев П.Г., Садовой Н.В. и др. Сибирская язва: актуальные аспекты микробиологии, эпидемиологии, клиники, диагностики, лечения и профилактики. М.: ВУНМЦ МЗ РФ; 1999. 447 с.

7. Онищенко Г.Г., Пальцев М.А., Зверев В.В., Иванов А.А., Киселёв В.И., Нетесов С.В. и др. Биологическая безопасность. М.: ОАО «Издательство «Медицина». 2006. 304 с.

8. Пименов Е.В., Дармов И.В., Васильев Н.Т., Кожухов В.В., Бондарев В.П., Кутырев В.В. и др. Состояние вопроса и перспективы разработки вакцин против сибирской язвы. Эпидемиол. и вакцинопрофилакт. 2002; 5:42-6.

9. Садовой Н.В., Кравец И.Д., Селиваненко Г.М., Харечко Г.С., Садовая Е.А., Васильев П.Г. и др. Вакцина сибиреязвенная комбинированная. Патент РФ № 2115433.

10. Семенов Б.Ф., Зверев В.В., Хаитов Р.М. Прогноз развития вакцинопрофилактики в первые десятилетия XXI века. Иммунол. 2009; 6:324-35.

11. Симбирцев А.С. Толл-белки: специфические рецепторы неспецифического иммунитета. Иммунология. 2005; 6:368-77.

12. Хаитов Р. М., Пащенков М. В., Пинегин Б.В. Роль паттерн-распознающих рецепторов во врожденном и адаптивном иммунитете. Иммунология. 2009; 1:66-76.

13. Хорева М.В., Ковальчук Л.В., Варивода А.С., Николаева И.Н., Грачева Л.А., Галухина Е.Р. и др. Опосредованные через Toll-подобные рецепторы выработка цитокинов и экспрессия поверхностных маркеров лейкоцитами человека. Аллергол. и иммунол. 2006; 7(2):199-206.

14. Balamayooran T., Balamayooran G., Jeyaseelan S. Toll-like receptors and NOD-like receptors in pulmonary antibacterial immunity. Innate Immun. 2010; 16(3):201-10.

15. Brossier F., Levy M., Mock M. Anthrax spores make an essential contribution to vaccine efficacy. Infect. Immun. 2002; 70(2):661-4.

16. Hallman M., Ramet M., Ezekowitz R.A. Toll-like receptors as sensors of pathogens. Pediatr. res. 2001; 50(3):315-21.

17. Hughes M. A., Green C. S., Lowchyi L., Lee G.M., Grippe V.K., Smith M.F. et al. MyD88-dependent signaling contributes to protection following Bacillus anthracis spore challenge of mice: implications for toll-like receptor signaling. Infect. Immun. 2005; 73(11):7535-40.

18. Joyce J., Cook J., Chabot D., Hepler R., Shoop W., Xu Q., et al. Immunogenicity and protective efficacy of Bacillus anthracis poly-γ-D-glutamic acid capsule covalently coupled to a protein carrier using a novel triazine-based conjugation strategy. Biol. chem. 2006; 281(8):4831-3.

19. Ivins B., Welkos S. Recent advances in the development of an improved human anthrax vaccine. Eur. J. Epidemiol. 1988; 4:12-19.

20. Koehler T.M. Bacillus anthracis physiology and genetics. Mol. Aspects Med. 2009; 30:386-96.

21. Lizanby M.W., Swiecki M.K., Dizon B.L., Pflughoeft K.J., Koehler T.M., Kearney J.F. Cathelicidin administration protects mice from Bacillus anthracis spore challenge. J. Immunol. 2008; 181(7):4989-5000.

22. Mock M., Fouet A. Anthrax. Microbiol. Rev. 2001; 55:647-71.

23. Park J.M., Ng V.H., Maeda S., Rest R.F., Karin M. Anthrolysin O and other Gram-positive cytolysins are Toll-like receptor 4 agonists. J. Exp. Med. 2004; 200(12):1647-55.

24. Pezard C., Weber M., Sirard J., Berche P., Mock M. Protective immunity induced by Bacillus anthracis toxin-deficient strains. Infect. Immun. 1995; 63:1369-72.

25. Sabet M., Cottam H. B., Guiney D.G. Modulation of cytokine production and enhancement of cell viability by TLR7 and TLR9 ligands during anthrax infection of macrophages. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2006; 47:369-79.

26. Singh Y., Klimpel K., Arora N., Sharma M., Leppla S. The chymotrypsinsensitive site, FFD315, in anthrax toxin protective antigen is required for translocation of lethal factor. J. Biol. Chem. 1994; 269:29039-46.

27. Swanson-Biearman B., Krenzelok E. Delayed life-threatening reaction to anthrax vaccine. J. Clin. Toxicol. 2001; 39(1):81-4.

28. Takeda K., Akira S. Toll receptors and pathogen resistance. Cell. Microbiol. 2003; 5(3):143-53.

29. Triantafilou M., Uddin A., Maher S., Charalambous N., Hamm T.S.C., Alsumati A. et al. Anthrax toxin evades Toll-like receptor recognition whereas its cell wall components trigger activation via TLR 2/6 heterodimers. Cell. Microbiol. 2007; 9(12):2880-92.

30. Uematsu S., Akira S. Toll-like receptors and innate immunity. J. Mol. Med. 2006; 84:712-25.

31. Valiante N., O`Hagan D., Ulmer J. Innate immunity and biodefence vaccines. Cell. Microbiol. 2003; 5(11):755-60.

32. Walberg K., Baron S., Poast J., Schwartz B., Izotova L., Pestka S. et al. Interferon protects mice against inhalation anthrax. J. Interferon Cytokine Res. 2008; 28(10):597-601.

33. Weiss S., Levy H., Fisher M., Kobiler D., Altboum Z. Involvement of TLR2 in innate immune response to Bacillus anthracis infection. Innate Immun. 2009; 15(1):43-51.

34. Wu C.C., Hayashi T., Takabayashi K., Sabet M., Smee D.F., Guiney D.D. et al. Immunotherapeutic activity of a conjugate of a Toll-like receptor 7 ligand. PNAS. 2007; 104(10):3990-95.

35. Wu C.C., Sabet M., Hayashi T. In vivo efficacy of a phosphodiester TLR9 aptamer and its beneficial effect in a pulmonary anthrax infection model. Cell. Immunol. 2008; 251(2):78-85.