Регуляция иммунных ответов нейтрофилов человека путем комбинированного воздействия на паттерн-распознающие рецепторыНИР

Regulation of immune responses of human neutrophils by combined action on pattern recognition receptors

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 8 августа 2023 г.-30 июня 2024 г. Регуляция иммунных ответов нейтрофилов человека путем комбинированного воздействия на паттерн-распознающие рецепторы
Результаты этапа: Задачей первого года реализации проекта было исследование основных закономерностей собственных и сочетанных эффектов агонистов рецепторов N-формиловых пептидов (FPR) и Толл-подобных рецепторов (TLR) на функциональную активность нейтрофилов человека. В работе использовали пептиды: fMLP – преимущественный агонист FPR1, и ММК1 - агонист FPR2. Детекция изменения концентрации свободного кальция в цитоплазме ([Ca2+]c) позволила определить диапазон эффективных доз FPR-агонистов, применимых в работе с нейтрофильными гранулоцитами. fMLP индуцирует увеличение [Ca2+]c, начиная с субнаномолярных концентраций. Минимальная концентрация пептида ММК1, необходимая для индукции подъема [Ca2+]c составляет 0,1 мкМ. Были получены данные, согласно которым антагонист FPR1, пептид Boc-MLP в концентрациях выше 0,01 мкМ обладает самостоятельным действием, вызывая устойчивое повышение уровня свободного кальция внутри клетки. На фоне действия Boc-MLP значительно снижается амплитуда транзиторного подъема [Ca2+]c при последующей стимуляции fMLP. Именно снижение влияния FPR1-агонистов на Ca2+-опосредуемые механизмы передачи сигнала, вероятнее всего, лежит в основе ингибирующего действия Boc-MLP. Прединкубация клеток в присутствии 0,01 – 1 мкМ Вос-MLP подавляет стимулирующие эффекты fMLP на адгезию нейтрофилов и накопление внутриклеточных оксидантов. Мы также предположили, что в концентрациях, обычно используемых для подавления FPR1-опосредованного сигналинга, пептид-антагонист может обладать самостоятельной биологической активностью в отношении нейтрофильных гранулоцитов. Позже были получены данные о проапоптотической активности Boc-MLP, выявляемой при длительных инкубациях. Этот факт следует учитывать в экспериментальной практике при использовании Boc-MLP для ингибирования FPR1-опосредованного сигналинга. Было исследовано самостоятельное и комбинированное действие лигандов FPR1 и FPR2 на адгезию нейтрофилов и продукцию активных форм кислорода. В используемых экспериментальных условиях изменение доли прикрепившихся к субстрату клеток положительно коррелировало с дозой fMLP и наблюдалось во всем исследуемом диапазоне концентраций пептида. Пептид ММК1 не оказывал значимого влияния на субстратную адгезию, но с высокой эффективностью ингибировал действие fMLP. Блокирование fMLP-индуцируемой адгезии может играть значимую роль в FPR2-опосредованной регуляции хемоаттрактантной активности N-формиловых пептидов бактериального происхождения. Пептид ММК1 не влиял на экстраклеточную генерацию активных форм кислорода (АФК), но в микромолярных концентрациях вызывал накопление цитоплазматических АФК. При сочетанной FPR1/FPR2 стимуляции нейтрофилов мы не выявили значимых эффектов ММК1 на АФК-стимулирующую активность fMLP. Продуцируемые в ответ на стимуляцию АФК и их производные, помимо микробицидной роли, являются важными вторичными мессенджерами, опосредующими внутриклеточные сигнальные каскады. Мы показали, что, помимо активации NOX2, fMLP потенцирует продукцию митохондриальных АФК, мишенями которых являются киназы Erk1/2 и p38, которые, в свою очередь, фосфорилируют фермент 5-липоксигеназу, потенцируя синтез полифункциональных регуляторов воспалительного процесса – лейкотриенов (LT). Добавление антиоксиданта Trolox подавляло действие fMLP на LT-синтез. В то же время, антиоксиданты N-ацетилцистеин (NAC) и гидросульфид натрия, напротив, усиливали действие fMLP. Поскольку NAC является предшественником глутатиона, а NaSH увеличивает соотношение GSH/GSSH, мы предположили, что в регуляции NOX2-опосредованных эффектов fMLP важную роль играет глутатионовая антиоксидантная система. Мы выявили снижение цитоплазматической концентрации восстановленных тиолов под действием пептида fMLP, как в покоящихся нейтрофилах, так и в клетках, взаимодействующих с бактериями S. typhimurium. Истощение пула GSH может служить сдерживающим фактором для FPR1-индуцируемых ответов. Добавление в инкубационную среду диамида, не влияя на прооксидантный эффект fMLP, существенно снижало концентрацию восстановленных тиолов, одновременно сдерживая потенцирование синтеза LT. Мы обнаружили, что FPR1-опосредованный сигналинг крайне чувствителен к действию экзогенного АТФ – лиганда экспрессируемого нейтрофилами рецептора P2X7R. Модулируя Са2+-опосредованный сигналинг, АТФ влияет на индуцируемый fMLP синтез лейкотриенов нейтрофилами. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие об увеличении образования LT в условиях добавления АТФ после fMLP, и уменьшении – если пуринергическая стимуляция предшествовала действию fMLP. Для выявления закономерностей сочетанной TLR9/FPR-активации на функциональные ответы нейтрофилов использовали агонисты TLR9: CpG-содержащие синтетические олигонуклеотиды классов А (ОДН2236), В (ОДН2006), а также олигонуклеотид-аптамер R10-60. Изучая биологическую активность анти-TLR9 аптамера и связанных с ним олигонуклеотидных последовательностей (антидота, нонсенс-последовательностей), мы обнаружили, что нивелированию неспецифической активации клеток способствовала предварительная обработка олигонуклеотидных последовательностей, способствующая их фолдингу, оптимальные условия которой были определены экспериментально. Было показано, что в дозе от 0,5 мкМ и выше анти-TLR9 аптамер R10-60 и ОДН2336 потенцируют субстратную адгезию нейтрофилов. Пороговая концентрация ОДН2006, с точки зрения проадгезионной активости, не превышала 0,2 мкМ. Продемонстрирован синергизм, а также сенсибилизирующий потенциал агонистов TLR9 в отношении проадгезивного действия fMLP. FPR2-опосредуемая стимуляция, напротив, сдерживает проадгезивный эффект высоких доз олигонуклеотидов. В концентрациях, оказывающих самостоятельный прооксидантный эффект, нуклеотиды-агонисты TLR9 не влияли (R10-60) либо слабо потенцировали (ОДН2336, ОДН2006) накопление внутриклеточных АФК и экстраклеточную продукцию О2_•, индуцируемые fMLP. Однако в субмикромолярных дозах структуры ОДН2336 и R10-60 ингибировали прооксидантный эффект fMLP. Сдерживание FPR1-индуцируемого накопления АФК в цитоплазме нейтрофилов в условиях сочетанной FPR1/TLR9-стимуляции может быть связана с подавлением конститутивного синтеза оксида азота, продемонстрированным нами для TLR9-агониста R10-60. С ингибирующим действием низких доз TLR9-лигандов на прооксидантный потенциал fMLP, вероятно, связано выявленное нами антиапоптотическое действие этих соединений: в субмикромолярных концентрациях ОДН2336 и R10-60 сдерживают проапоптогенный эффект fMLP, увеличивая продолжительность жизни нейтрофилов. Для изучения закономерностей сочетанной FPR/TLR4-стимуляции использовали природный агонист TLR4 – липополисахарид (LPS), а также олигонуклеотидные аптамеры ApTLR#1R и ApTLR#1RT. Было показано, что для работы с нейтрофильными гранулоцитами предпочтительным является анти-TLR4-аптамер ApTLR#1RT, имеющий укороченный углеводофосфатный остов. Данный олигонуклеотид, не обладая самостоятельной активностью, сдерживает антиапоптотический эффект LPS, а также подавляет связывание и поглощение FITC-меченых опсонизированных бактерий S. typhimurium.
2 1 июля 2024 г.-30 июня 2025 г. Регуляция иммунных ответов нейтрофилов человека путем комбинированного воздействия на паттерн-распознающие рецепторы
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".