Характеристика иммунного ландшафта при эндометриозе

Полный текст

Введение

Эндометриоз — это эстроген-зависимое хроническое, часто рецидивирующее гинекологическое заболевание, связанное с дисбалансом иммунной регуляции, которое проявляется таким клиническими симптомами, как хронические тазовые боли, дисменорея или диспареуния. Примерно 176 млн женщин во всем мире страдают эндометриозом, что составляет 10% фертильных женщин [1]. У 20–25% пациенток отмечена запоздалая диагностика примерно на 6–11 лет из-за бессимптомного течения заболевания. Известно, что существующее современное лечение не всегда оказывается эффективным для устранения имеющихся клинических симптомов эндометриоза: хроническая тазовая боль, тяжелая дисменорея и бесплодие [2]. Эндометриоз является все возрастающей социальной и медицинской проблемой, требующей глубокого мультидисциплинарного исследования, что связано с развитием, с одной стороны, бесплодия, а с другой — эндометриоз-ассоциированных карцином яичников [2].

Существует более 10 теорий, предложенных для объяснения этиологии и патогенеза эндометриоза. Общепринята гипотеза J.A. Sampson, в которой решающую роль играет ретроградная менструация с последующим развитием внематочных эндометриоидных имплантатов на брюшине [3]. Но теория имплантации не объясняет, во-первых, развитие эндометриоза только примерно у 10–15% женщин, в то время как рефлюкс ткани эндометрия через фаллопиевы трубы во время менструаций является почти универсальным явлением, а во-вторых, редкие случаи эндометриоза в отсутствие менструирующей матки. Более того, как было показано в одном исследовании, распространенность наличия в перитонеальной жидкости эпителиальных и стромальных клеток эндометрия не была выше у пациенток с эндометриозом, чем в группе сравнения без эндометриоза, во время менструации. Эти результаты подтверждают важность других механизмов, таких как иммунная дисфункция и/или пролиферация стволовых клеток эндометрия [4].

Более того, помимо общего патогенеза, некоторые авторы исследовали специфическую молекулярную сигнатуру в каждом подтипе эндометриоза с помощью анализа KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes) для обнаружения дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГ) в разных подтипах. Было доказано, что наиболее высокорегулируемый ген STAR в этом пути коррелирует с тяжестью эндометриоза яичников и перитонеального эндометриоза [5]. Авторы также заметили, что специфические ДЭГ как при эндометриозе яичников, так и при глубоком инфильтративном эндометриозе чаще представлены в раковых сигнальных путях, хотя исследуемые гены были разными: глубокий инфильтративный эндометриоз был связан с риском злокачественной трансформации за счет генов COL4A3, COL4A6, RAD51, F2R, PTGER3, в то время как эндометриоз яичников — в основном за счет PI3K-родственных генов, таких как FN1, GNG2, KIT, PTGS2, PDGFRA, LPAR1, CCND1, ITGA6, FGFR3, VEGFA, PIK3R1, FGFR2, MET. Однако перитонеальный эндометриоз скорее всего был связан с нарушением регуляции перитонеального иммунного и воспалительного микроокружения, на что указывают его специфические пути, такие как дезадаптированное взаимодействие цитокинов с рецепторами цитокинов, трансэндотелиальная миграция лейкоцитов и цитотоксичность, опосредованная естественными киллерами [5].

Таким образом, существует множество альтернативных гипотез развития и распространения эндометриальных имплантатов, не всегда связанных с брюшной полостью. Некоторые авторы предполагают, что основной особенностью эндометриоза является транслокация стволовых клеток из костного мозга [6]. Благодаря их вкладу в неограниченную клеточную пролиферацию и высокой пластичности развития они могут дифференцироваться непосредственно в эндометриоидные клетки в эктопических локализациях и инфильтрировать эутопический эндометрий [7–9]. Новые данные свидетельствуют о том, что эндометриоидный фенотип стволовых клеток может модулироваться микро-РНК. Значительные эпигенетические изменения в уровне экспрессии микро-РНК, в свою очередь, приводят к нарушению регуляции экспрессии их генов-мишеней, участвующих в эпителиально-мезенхимальном переходе, что может быть связано с пролиферацией, миграцией и локальной инвазией клеток эндометрия в эктопических участках [7, 10].

Поскольку эндометриоз считается ассоциированным с хроническим воспалительным процессом, необходимо учитывать нейромодулирующие механизмы эндометриоз-ассоциированного инфильтрата иммунных клеток (ЭАИмК). Во всех исследованных типах эндометриоза наблюдались инфильтраты иммунных клеток, которые характеризовались как смесь нескольких иммунокомпетентных клеток (Т-, В-клеток и макрофагов) [11, 12]. В эндометриоидных поражениях, а также в эутопической ткани эндометрия пациенток с эндометриозом количество ЭАИмК было значительно выше, чем в группе сравнения, и, по-видимому, связано с хроническим воспалительным процессом [13]. ЭАИмК включают в себя Т-лимфоциты (CD3+), хелперные Т-лимфоциты (CD4+), цитотоксические Т-лимфоциты (CD8+), Т-лимфоциты — «клетки памяти» (CD45RO+), макрофаги (CD68+) и В-лимфоциты (CD20+). Характеристика данных иммунокомпетентных клеток продемонстрировала несколько различных иммунологических реакций в микроокружении эндометриотических поражений.

В-лимфоциты являются важным компонентом гуморального ответа, ответственным за распознавание и презентацию антигенов, регуляцию активности Т-лимфоцитов и врожденный иммунологический ответ. Их можно разделить на четыре субпопуляции: CD19+CD20+CD27–CD95–CD138– наивные В-клетки, CD19+CD20+CD27+CD95+CD138– долгоживущие В-клетки памяти, CD19+CD20–CD27+CD95+CD138+ долгоживущие плазматические клетки и регуляторные Breg клетки [13].

Показано, что аномально активированные В-лимфоциты могут быть вовлечены в индукцию аутоиммунного ответа у пациенток с эндометриозом [14]. В частности, важную роль в этом ответе играют антигенпрезентирующие клетки, которые представляют аутоантигены эндометрия аутореактивным Т- и В-клеткам. Интересно, что в сыворотке крови пациенток с эндометриозом был обнаружен повышенный уровень антиэндометриальных антител [15]. Более того, исследования показали, что женщины с эндометриозом имеют больший риск развития аутоиммунных заболеваний, чем женщины, не страдающие им [15]. Недавние исследования продемонстрировали связь между эндометриозом и повышенным риском некоторых аутоиммунных заболеваний, например системной красной волчанки, синдрома Шегрена, целиакии, рассеянного склероза и воспалительных заболеваний кишечника. Наличие эндометриоза также может быть связано с сопутствующим ревматоидным артритом, аутоиммунными заболеваниями щитовидной железы и болезнью Аддисона [15]. Тем не менее неизвестно, является ли эндометриоз фактором риска или следствием этих аутоиммунных расстройств либо они имеют одни и те же механизмы и биологические пути, влияющие на их совместное возникновение [15].

Дендритные клетки представляют собой гетерогенные клетки линии моноцитов, ответственные за презентацию антигена. По сравнению с макрофагами дендритные клетки обладают большей способностью к приобретению и обработке антигенов для презентации Т-клеткам. Они также экспрессируют более высокие уровни костимулирующих или коингибирующих молекул, чем макрофаги, и, следовательно, дендритные клетки могут определять иммунную активацию или анергию. В отличие от многих опубликованных работ о роли макрофагов в эндометриозе, участие дендритных клеток в патогенезе эндометриоза выяснено недостаточно [16].

Как количество макрофагов, так и их провоспалительные и проангиогенные свойства усиливаются при эндометриозе; однако во многих исследованиях сообщается, что фагоцитарная способность макрофагов снижается у пациенток с эндометриозом [16, 17].

Макрофаги М1 доминируют при остром воспалительном процессе, тогда как макрофаги М2 усиливаются при опухолях. При эндометриозе значительно увеличиваются макрофаги М2 в перитонеальной жидкости [18, 19]. В качестве альтернативы А. Takebayashi et al. сообщали о более высоком соотношении М1/М2 в эутопическом эндометрии у пациенток с эндометриозом [20]. Дальнейшие функциональные характеристики показали, что макрофаги М2 при эндометриозе экспрессируют повышенный уровень ММР-9 [21], ММР-27 [22], но экспрессия ММР-1 и ММР-2 ниже, чем в контроле [21].

Развитие эндометриоза связано с рядом маркеров поляризации макрофагов M1, включая фактор некроза опухоли (TNF) — маркер с сильным воспалительным, цитотоксическим и ангиогенным потенциалом, а также IL- 1, IL-12, IL-8, IL-10 и IL-6, которые способствуют росту клеток эндометрия. Важно отметить, что уровни секретируемых воспалительных цитокинов макрофагов коррелируют с изменениями miR-125b-5p и let-7b-5p в сыворотке крови пациенток с эндометриозом [23]. Другие мишени miR-146, такие как IRAK1, TRAF6, STAT1 и IRF5, играют ключевую роль в опосредовании поляризации M1; следовательно, их регуляция в ткани эндометрия может быть важной в этиопатогенезе эндометриоза [24].

Тучные клетки (ТК) — это кроветворные клетки, которые возникают из плюрипотентных предшественников костного мозга. Они играют иммуномодулирующую роль как при физиологических процессах, так и при формировании патологических состояний. При соответствующей активации ТК подвергаются дегрануляции, которая в норме сопровождается селективной секрецией необходимых компонентов секретома в экстрацеллюлярный матрикс с адекватной скоростью и в необходимом количестве. Во многих случаях эффекты, которые тучные клетки оказывают на различные воспалительные процессы, тесно связаны с ферментативными характеристиками специфических протеаз ТК [25–27]. Во время дегрануляции ТК секретируют специфический набор медиаторов, включающий предварительно сформированные компоненты, которые уже были синтезированы клеткой и содержатся в цитоплазматических гранулах. В эту группу входят сериновые протеазы, в частности химаза, триптаза и карбоксипептидаза А3. Дегрануляция триптазы часто связана с развитием иммунного ответа, аллергии, воспаления и ремоделирования архитектуры тканей. Биологическое значение химазы зависит от механизмов дегрануляции и характеризуется избирательным воздействием на клеточные и неклеточные компоненты специфического тканевого микроокружения. Известно, что химаза тесно вовлечена в механизмы воспаления и аллергии, ангиогенеза и онкогенеза, ремоделирования внеклеточного матрикса соединительной ткани и изменений в гистоархитектонике органов. Протеазный профиль тучных клеток во внутриорганной популяции, а также механизмы биогенеза и дегрануляции селективных компонентов секретома, по-видимому, являются информативными критериями для интерпретации состояния внутренних органов, характеризующими не только диагностическую эффективность, но и свойства мишеней фармакотерапии [27].

Известно, что ТК являются ключевыми «игроками» иммунной системы и вовлечены в эндометриоз и бесплодие, а их медиаторы непосредственно подавляют подвижность сперматозоидов [28].

Традиционно ТК рассматривались в качестве ранних эффекторных клеток аллергического заболевания. Но появляется все больше исследований, которые выявляют дополнительные функции, такие как уничтожение патогенов, разрушение токсичных эндогенных пептидов, регулирование количества, жизнеспособности, распределения, фенотипа и «неиммунных» функций стромальных клеток типа фибробластов и эндотелиальных клеток сосудов [25]. ТК проявляют несколько исключительных характеристик, которые отличают их от других лейкоцитов. Прежде всего, созревание и дифференцировка ТК происходят локально, после миграции их предшественников в васкуляризированные ткани, в которых они в итоге будут находиться. Здесь ТК могут проявлять свои эффекторные функции посредством прямого или косвенного действия широкого спектра предварительно сформированных или вновь синтезированных и избирательно высвобождаемых медиаторов, включая гистамин, протеазы (например, триптазу, химазу), лейкотриены, простагландины, а также многочисленные цитокины (например, TNF, IL-1, -3, -4, -5, -6, -8, -9, -13, -17, -33 и др.), нейромедиаторы и факторы роста. Этот уникальный профиль медиаторов позволяет ТК инициировать воспалительный каскад, приводящий к наблюдаемым симптомам эндометриоза, например, путем модуляции выживания, развития, фенотипа, функции и соотношения других иммунных клеток, которые, как известно, вовлечены в патогенез эндометриоза, включая моноциты/макрофаги, гранулоциты, дендритные клетки, Т- и В-клетки.

Естественные киллеры (ЕK) первоначально были описаны как одно из врожденных звеньев иммунной системы, контролирующее опухолевый иммунитет и микробные инфекции. В периферической крови ЕK-клетки человека делятся на два типа: типичные CD56brightCD16– ЕK-клетки, которые характеризуются как высокоуровневые продуценты цитокинов, и CD56dimCD16+ ЕK-клетки, которые характеризуются как высокоцитотоксичные [29].

При эндометриозе цитотоксическая функция периферических и перитонеальных ЕK-клеток снижается [30–32].

CD4+ Т-лимфоциты дифференцируются в подмножества хелперных Т-клеток и индуцируют специфический иммунный ответ. Классически хелперные Т-клетки были классифицированы на два подмножества — Th1 и Th2, характеризующиеся секрецией IFNγ (интерферон гамма) и IL-4 соответственно [33]. Совсем недавно Th17 и регуляторные Т-клетки (Treg) были идентифицированы как новые подмножества CD4+ Т-клеток [34]. Кроме того, CT8+ Т-клетки, которые включают цитотоксические Т-лимфоциты и обеспечивают защиту от инфицированных вирусом клеток и опухолей, были включены в классификацию [33, 34]. Как описано ранее, исследования макрофагов показали, что поляризация М2 связана с развитием эндометриоза, а Th2, как предполагалось, вызывает прогрессирование заболевания [34]. Действительно исследования уровней цитокинов в перитонеальной жидкости продемонстрировали увеличение IL-10 и снижение IFNγ [35]. При поражении эндометриозом частота клеток Th1 ниже, чем в нормальном эндометрии [36]. Несоответствие между местным и системным балансом Th1/ Th2 остается нерешенным.

Th17 являются одним из подмножеств Т-клеток-помощников, и они определяются их продукцией IL-17a, провоспалительного цитокина. Частота Th17 в поражениях эндометриоза выше, чем в нормальном эндометрии [36], и их высокая частота в перитонеальной жидкости связана с повышенной тяжестью заболевания [37].

Treg является еще одним подмножеством хелперных Т-клеток, и известно, что они поддерживают иммунологическую толерантность [38]. Treg повышены в брюшной полости у пациенток с эндометриозом [38], в исследовании на мышах ингибирование индукции Treg (дифференцировки) уменьшило количество и тяжесть эндометриотических поражений [38]. Эти данные свидетельствуют, что Treg играют определенную роль в прогрессировании эндометриоза, хотя необходимы дальнейшие исследования для выявления механизма и терапевтических мишеней.

Нейтрофилы играют ключевую роль практически во всех воспалительных заболеваниях начиная от острых, хронических, аутоиммунных, инфекционных и неинфекционных состояний. Многие исследования показали, что нейтрофилы имеют определенное значение в патогенезе эндометриоза.

Было предложено несколько механизмов, с помощью которых нейтрофилы способствуют развитию эндометриоза, но большая часть их основана на экспрессии цитокинов. Нейтрофилы продуцируют провоспалительные цитокины, такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), IL-8 и CXCL1, которые могут способствовать прогрессированию заболевания [39]. Что касается диагностики или выявления заболевания, многие исследования были направлены на то, чтобы найти корреляцию между количеством нейтрофилов периферической крови и наличием или тяжестью эндометриоза. Соотношение нейтрофилов-лимфоцитов (NLR) было предложено в качестве потенциального показателя тяжести заболевания. NLR положительно коррелировали с тяжестью эндометриоза, а NLR в сочетании с уровнем сывороточного антигена (CA)125 указывал на прогрессирование заболевания и был эффективен в качестве диагностического инструмента эндометриомы [39].

Иммунные клетки играют центральную роль в развитии и прогрессировании эндометриоза, его клинических проявлений. Эффекты ТК, макрофагов, нейтрофилов, дендритных клеток и естественных киллеров, Т- и В-лимфоцитов приводят к ремоделированию стромы как яичника, так и тканей брюшины и миометрия матки, возникновению условий для развития бесплодия, ассоци- ированного как с подавлением созревания фолликулов, так и с персистированием хронического воспаления в эндометрии, развитием множественных спаек брюшины, приводящих к механической непроходимости маточных труб.

Аберрантная экспрессия нескольких цитокинов воспалительными клетками, таких как IL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-33, TNF и факторы роста, например, трансформирующий фактор роста (TGF-), инсулиноподобный фактор роста (IGF-1), фактор роста гепатоцитов (HGF), эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста тромбоцитов (PDGF) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), были описаны при эндометриозе [71]. Действительно известно, что цитокины, такие как IL-8 и TNF, способствуют пролиферации клеток эндометрия, адгезии эндометрия и ангиогенезу. Кроме того, эндометриоидные клетки могут индуцировать экспрессию PGs, MCP1, гликоделина и других медиаторов воспаления [40]. В частности, PGE2, PGF2 и TNF продуцируются и увеличиваются на ранней стадии; TNF, NGF и IL- 17 могут вызывать стойкое воспаление; а PGE2, PGF2, трансформирующий фактор роста (TGF), гликоделин и TNF — ощущение боли [40]. Недавнее исследование показало, что цитокиновый анализ перитонеальной жидкости может помочь разделить пациентов на группы с диагностированной клинически и лапароскопически эндометриомой яичников, перитонеальным или глубоким инфильтративным эндометриозом. Данное наблюдение говорит о том, что определенные сигнатуры цитокинов могут быть причиной различных биологических сигнальных событий и иммунных реакций у этих пациентов [40]. Описанные выше молекулы, в свою очередь, воздействуют на воспалительные клетки. Обратные реакции приводят к увеличению количества иммунных клеток в очагах поражения с последующим изменением исходной среды брюшины и малого таза и образованием нового микроокружения. Этот порочный круг способствует агрегации эндометриоз-ассоциированного воспаления (рис. 1).

 

Рис. 1. Эндометриоз-ассоциированное воспаление: Мф тип 1 — макрофаги тип 1; Мф тип 2 — макрофаги тип 2; ТК — тучная клетка; ЕК — естественный киллер; ДК — дендритная клетка; IL- (1, 12, 8, 10, 6, 17а) — интерлейкин (1, 12, 8, 10, 6, 17а); VEGF — фактор роста сосудов; CXCL1 — лиганд хемокина 1; ММР-(9, 27) — матриксная металлопротеиназа (9, 27); IFNγ — интерферон гамма

 

Из-за ограничений исследований на животных и немногих проведенных исследований на людях современные знания все еще неполны и иногда неоднозначны. Учитывая все надежды и ограничения, связанные с терапевтическим подходом лечения эндометриоза, перспектива исследований в этой области кажется очень многообещающей.

Заключение

Патофизиология эндометриоза и его прогрессирование тесно связаны с местной и системной воспалительными реакциями и ими регулируются. В связи с этим представляются актуальными дальнейшие исследования иммунной системы при эндометриозе, прежде всего закономерностей иммунных показателей эндометриоза различных локализаций в патогенезе заболевания, особенно в случае атипичной формы, и эндометриоз-ассоциированных опухолей яичников.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Рукопись подготовлена и опубликована за счет финансирования по месту работы авторов.

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. О.И. Пацап — концепция, написание статьи, поиск литературы; М.Б. Хабарова — концепция, поиск литературы; А.А. Буянова — поиск литературы, составление обзора; С.А. Михалев — редактирование, написание статьи; Д.А. Атякшин — редактирование, общая концепция, дизайн статьи; А.В. Бабкина — написание статьи; Л.М. Михалева — редактирование, дизайн статьи. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования, подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Об авторах

Ольга Игоревна Пацап

Российский университет дружбы народов

Email: Cleosnake@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4620-3922
SPIN-код: 6460-1758

к.м.н.

Россия, Москва

Марина Борисовна Хабарова

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: khabarovaMB@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3526-0366

к.м.н.

Россия, Москва

Анастасия Александровна Буянова

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: anastasiiabuianova97@gmail.com
SPIN-код: 5725-7792
Scopus Author ID: 57218589485
ResearcherId: AGU-7781-2022

лаборант

Россия, Москва

Сергей Александрович Михалев

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: mikhalev@me.com
ORCID iD: 0000-0002-4822-0956
SPIN-код: 8105-7908

к.м.н.

Россия, Москва

Дмитрий Андреевич Атякшин

Российский университет дружбы народов

Email: atyakshin-da@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-8347-4556
SPIN-код: 3830-8152

д.м.н.

Россия, Москва

Александра Владимировна Бабкина

Городская клиническая онкологическая больница № 1

Email: nikanorovaalex@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5485-5803
SPIN-код: 3815-4541

врач-патологоанатом

Россия, Москва

Людмила Михайловна Михалева

Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского

Автор, ответственный за переписку.
Email: mikhalevalm@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2052-914X
SPIN-код: 2086-7513

д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы