Механизмы взаимодействия врожденного и приобретенного иммунитета на примере белков: субкомпонента комплемента C1q и иммуноглобулина G. Конформационные изменения С3 компонента комплемента в процессе его спонтанного гидролиза при неопластических состояниях.
Аннотация к работе
Оценить закономерности конформационных изменений С3 компонента комплемента в процессе спонтанного гидролиза при инкубации сыворотки и плазмы крови больных с ходжкинскими и неходжкинскими лимфомами, раком молочной железы, а также «группы онкологического риска». Изучить конформационные изменения С3 компонента у больных с ходжкинскими и неходжкинскими лимфомами, раком молочной железы на фоне программы химиотерапии. Впервые охарактеризованы конформационные изменения С3 компонента комплемента в процессе его спонтанного гидролиза в сыворотке и плазме крови больных хроническим лимфолейкозом, ходжкинскими и неходжкинскими лимфомами, раком молочной железы, «группы онкологического риска» по раку молочной железы. Данные о взаимодействии C1q субкомпонента комплемента с IGG и конформационных изменениях С3 компонента в сыворотке крови больных при неопластических процессах и состояниях онкологического риска имеют большое значение для понимания молекулярных механизмов патогенеза заболеваний, для улучшения диагностики, прогноза и эффективности лечения. В исследованиях были использованы сыворотки крови сходных по возрасту и полу больных при неопластических состояниях: хронический лимфолейкоз (ХЛЛ) - 20 человек (с более 3 лет протекающей опухолевой формой ХЛЛ, при которой происходит диффузный рост опухоли в костном мозге); ходжкинские лимфомы (ХЛ) во II-IV стадии - 76; неходжкинские лимфомы (НХЛ) во II-IV стадии - 85; рак молочной железы (РМЖ) в I-IV стадии - 103; рак яичников (РЯ) в III стадии - 28; «группы онкологического риска» по раку молочной железы с диагнозом: фиброаденома (ФА) - 9 человек, диффузная мастопатия (ДМП) - 27, узловая мастопатия (УМП) - 10 и клинически здоровых доноров (контроль) - 37, а также смеси сывороток от разных доноров с пулом 50.Таким образом, наши исследования по изучению взаимоотношений между ключевыми представителями систем врожденного и приобретенного иммунитета указывают на то, что при неопластических процессах происходит ослабление силы взаимодействия между субкомпонентом C1q и IGG; снижение аффинности специфических моноклональных антител (примерно на 30%) к антигенным детерминантам, расположенным лишь в области Fc фрагмента IGG. После взаимодействия IGG с фосфатидилхолином происходит ослабление силы связывания C1q c IGG (примерно в 10 раз) и снижение аффинности МКАТ к антигенным детерминтам в области Fc-фрагмента IGG (примерно на 30%). На основании всего перечисленного делается заключение, что ослабление комплементфиксирующей функции IGG происходит благодаря взаимодействию c Fc-фрагментами IGG лигандов с катионными компонентами - метаболитами деструкции опухолевых клеток и тканей. Одной из причин этих изменений является постсинтетическая модификация С3 вследствие появления в крови большего (по сравнению со здоровыми донорами) количества нуклеофилов, способствующих конформационному переходу С3 и образованию его производной формы - С3(Н2О), доступной специфическим моноклональным антителам, взаимодействующим с антигенной детерминантой, экспонированной лишь на С3(Н2О).При неопластических состояниях (хронический лимфолейкоз, ходжкинские и неходжкинские лимфомы, рак молочной железы) происходит статистически значимое снижение константы взаимодействия между ведущими звеньями врожденного и приобретенного иммунитета: субкомпонента комплемента C1q и иммуноглобулина G (IGG). Аффинность специфических моноклональных антител снижена (примерно на 30%) к антигенным детерминантам, расположенным в области Fc-фрагмента IGG больных хроническим лимфолейкозом по сравнению с IGG здоровых доноров. В процессе спонтанного гидролиза С3 компонента при инкубации сыворотки/плазмы крови больных при неопластических состояниях (ходжкинские и неходжкинские лимфомы, рак молочной железы) происходит изменение уровня С3(Н2О), характеризующееся для каждой нозологии своей индивидуальностью и превышением контрольного уровня через определенный промежуток времени вследствие модификационных изменений конформации белка, под действием увеличенного количества нуклеофилов.
Вывод
Таким образом, наши исследования по изучению взаимоотношений между ключевыми представителями систем врожденного и приобретенного иммунитета указывают на то, что при неопластических процессах происходит ослабление силы взаимодействия между субкомпонентом C1q и IGG; снижение аффинности специфических моноклональных антител (примерно на 30%) к антигенным детерминантам, расположенным лишь в области Fc фрагмента IGG. Увеличивается количество C1q, связанных с IGG в ассоциированном состоянии. После взаимодействия IGG с фосфатидилхолином происходит ослабление силы связывания C1q c IGG (примерно в 10 раз) и снижение аффинности МКАТ к антигенным детерминтам в области Fc-фрагмента IGG (примерно на 30%). На основании всего перечисленного делается заключение, что ослабление комплементфиксирующей функции IGG происходит благодаря взаимодействию c Fc-фрагментами IGG лигандов с катионными компонентами - метаболитами деструкции опухолевых клеток и тканей. При этом сайт взаимодействия C1q с IGG локализован, вероятно, между двумя СН2-доменами IGG.
Изменения уровня гемолитической активности комплемента по альтернативному пути (АРН50) в донорской сыворотке в присутствии IGG больных ХЛЛ, ХЛ, НХЛ, РМЖ и здоровых доноров, статистически не различимы, что свидетельствует о сохранности данного пути.
В процессе спонтанного гидролиза С3 компонента при неопластических состояниях (ХЛ, НХЛ и РМЖ) происходят его конформационные изменения, отличающиеся от таковых у здоровых людей, характеризующиеся для каждой нозологии своей индивидуальностью и значительным повышением уровня С3(Н2О) через определенный промежуток времени. Одной из причин этих изменений является постсинтетическая модификация С3 вследствие появления в крови большего (по сравнению со здоровыми донорами) количества нуклеофилов, способствующих конформационному переходу С3 и образованию его производной формы - С3(Н2О), доступной специфическим моноклональным антителам, взаимодействующим с антигенной детерминантой, экспонированной лишь на С3(Н2О).
У больных, составляющих группу «онкологического риска» по РМЖ (ДМП, УМП и ФА) резкого возрастания уровня С3(Н2О) не происходит, что подтверждает выдвинутое нами предположение.
Изменение уровня конформационной формы С3(Н2О) в процессе инкубации плазмы при неопластических процессах (рак яичников) находится в прямой зависимости от содержания опухолевого маркера (СА-125), что может служить дополнительным оценочным критерием эффективности лечения злокачественных заболеваний.
Под действием химиотерапии в процессе инкубации плазмы крови больных ХЛ, НХЛ и РМЖ наблюдается снижение уровня С3(Н2О), которое зависит от числа курсов ПХТ и коррелирует с положительной динамикой лечения.
Воздействие иммуномодулирующих средств (эфирных масел Lavandula vera, Salvia sclaria и глюконатов 3d-металлов) наряду с противоопухолевой активностью оказывает корригирующее влияние на конформационные изменения компонента С3 и иммунную систему в целом.1. При неопластических состояниях (хронический лимфолейкоз, ходжкинские и неходжкинские лимфомы, рак молочной железы) происходит статистически значимое снижение константы взаимодействия между ведущими звеньями врожденного и приобретенного иммунитета: субкомпонента комплемента C1q и иммуноглобулина G (IGG).
2. Аффинность специфических моноклональных антител снижена (примерно на 30%) к антигенным детерминантам, расположенным в области Fc-фрагмента IGG больных хроническим лимфолейкозом по сравнению с IGG здоровых доноров.
3. После лигандирования IGG фосфатидилхолином константа взаимодействия его с C1q становится на порядок ниже, и одновременно снижается аффинность моноклональных антител к антигенным детерминантам Fc-фрагмента модифицированного таким образом IGG.
4. Ослабление силы взаимодействия между C1q и IGG при неопластических процессах является следствием посттрансляционной модификации IGG лигандами-катионами пептидной и липидной природы - продуктами деструкции неопластических клеток и окружающих их тканей.
5. Воздействие IGG при неопластических состояниях (хронический лимфолейкоз, ходжкинские, неходжкинские лимфомы, рак молочной железы) и здоровых доноров на альтернативный путь активации комплемента является статистически неразличимым.
6. В процессе спонтанного гидролиза С3 компонента при инкубации сыворотки/плазмы крови больных при неопластических состояниях (ходжкинские и неходжкинские лимфомы, рак молочной железы) происходит изменение уровня С3(Н2О), характеризующееся для каждой нозологии своей индивидуальностью и превышением контрольного уровня через определенный промежуток времени вследствие модификационных изменений конформации белка, под действием увеличенного количества нуклеофилов.
7. Снижение уровня конформационной формы С3(Н2О) в плазме крови больных раком яичников после курса химиотерапии коррелирует с содержанием опухольассоциированного маркера СА-125, что может служить дополнительным оценочным критерием эффективности лечения злокачественных новообразований и дает основание рассматривать конформационный переход С3, как одну из защитных реакций иммунного надзора, характеризующую направленность изменений резистентности организма на интенсивность опухолевого роста.
8. Под действием химиотерапии в процессе инкубации плазмы крови больных с ходжкинскими и неходжкинскими лимфомами, раком молочной железы наблюдаются изменения концентрации С3 и С3(Н2О) в зависимости от распространенности процесса и курсов химиотерапии, увеличение числа которых вызывает дальнейшее снижение уровня С3(Н2О), коррелирующее с положительной динамикой лечения.
9. Под действием иммунотропных средств (эфирных масел Lavandula vera, Salvia sclaria и глюконатов 3d-металлов) происходит коррекция профиля спонтанного гидролиза компонента С3, что может свидетельствовать о благоприятном влиянии данных средств на иммунную систему в целом.
Список литературы
Статьи в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации основных научных результатов докторских диссертаций
1. Ефетов К.А., Князева О.А. Использование моноклональных антител к иммуноглобулинам человека в реакциях иммунопреципитации // Иммунология. - 1994. - № 2. - С.57-58.
2. Князева О.А., Сакаева Д.Д., Тяготин Ю.В. Конформационные изменения С3 компонента комплемента при хранении крови больных лимфогранулематозом и здоровых людей // Вопросы онкологии. - 2000. - Т. 46, № 1. - С. 58-60.
3. Сакаева Д.Д., Князева О.А. Конформационные изменения С3 компонента комплемента у больных ходжкинскими и неходжкинскими лимфомами под влиянием цикловой полихимиотерапии // Иммунология. - 2002. - № 5. - С. 296-298.
4. Князева О.А., Сакаева Д.Д. С3-компонент комплемента в процессе хранения сыворотки крови больных неходжкинскими лимфомами // Цитокины и воспаление. - 2002. - Т. 1, № 2. - С. 10.
5. Сакаева Д.Д., Князева О.А. Влияние полихимиотерапии на конформационные изменения С3 компонента комплемента при лимфогранулематозе // Гематология и трансфузиология. - 2002. - Т. 47, № 4. С. 28-30.
6. Сакаева Д.Д., Князева О.А. Изменения С3 компонента комплемента под влиянием полихимиотерапии у больных раком молочной железы // Иммунология. - 2002. - № 3. - С. 172-174.
7. Конкина И.Г., Иванов С.П., Князева О.А., Давыдова В.А., Васильева Е.В., Карачурина Л.М., Зарудий Ф.А., Ионова И.А., Гайфутдинова Р.К., Муринов Ю.И. Физико-химические свойства и фармакологическая активность глюконатов Mn (II), Fe (II), Co (II), Cu (II) и Zn (II) // Химико-фармацевтический журнал - 2002. - Т. 36, № 1. - С. 18-21.
8. Князева О.А., Камилов Ф.Х. Особенности взаимодействия субкомпонента комплемента C1q с IGG при неопластических процессах // Иммунология. - 2007. - № 4. - С. 231-233.
9. Князева О.А., Сакаева Д.Д., Камилов Ф.Х. Особенности конформационных изменений С3 компонента комплемента в процессе его спонтанного гидролиза при неопластических процессах // Иммунология. - 2007. - № 5. - С. 268-272.
10. Князева О.А., Сакаева Д.Д., Камилов Ф.Х., Вахитов В.А. Взаимосвязь между изменением под действием химиотерапии уровня С3(Н2О) комплемента и опухолеассоциированного антигена СА-125 в плазме крови больных раком яичников // Вопросы онкологии. - 2007. - Т. 46, № 6. - С. 696-698.
Статьи в прочих изданиях
11. Ефетов К.А., Князева О.А. Использование моноклональных антител для определения комплементфиксирующей активности иммуноглобулинов G человека в норме и при хроническом лимфолейкозе // Украинский биохимический журнал. - 1994. - Т. 66, № 6. - С. 106-111.
12. Князева О.А., Вахитов В.А. Исследование молекулярных механизмов снижения комплементфиксирующей фиксации IGG при хроническом лимфолейкозе с помощью моноклональных антител. Современные проблемы естествознания на стыке наук: Сб. статей. - Уфа, 1998. - Т. 2. - С. 120-122.
13. Князева О.А., Сакаева Д.Д. Влияние аэрофитотерапии на альтернативный путь комплемента. Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции с междунанародным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». В 3-х томах. С.Петербург, 1999, Т.3. - С. 411.
14. Конкина И.Г., Князева О.А. Физико-химические характеристики и иммуномодулирующие свойства соединений 3d - элементов с глюконовой кислотой. XIX Всероссийское Чугуевское совещание по химии комплексных соединений: Тезисы докладов. Иваново, 1999. - С. 302.
15. Конкина И.Г., Князева О.А., Иванов С.П., Гайфутдинова Р.К., Муринов Ю.И. Биологическая активность комплексного препарата глюконатов 3d-металлов. Материалы международной научной конференции "Поиск, разработка и внедрение новых лекарственных средств и организационных форм фармацевтической деятельности", - Томск, 2000. - С.166-167.
16. Князева О.А., Конкина И.Г., Халфин Р.М. Иммуномодулирующее действие эфирных масел лекарственных растений. Материалы международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». С.Петербург, 2000. - С. 357.
17. Конкина И.Г., Князева О.А. Комплексная методика психологической разгрузки. Материалы международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». С.Петербург, 2000. - С.329.
18. Князева О.А., Конкина И.Г., Хакимова Р.Х. К вопросу о механизмах иммуностимулирующего действия эфирных масел Lavandula vera и Salvia sclaria. Материалы международной научной конференции "Поиск, разработка и внедрение новых лекарственных средств и организационных форм фармацевтической деятельности", - Томск, 2000. - С.163-164.
19. Сакаева Д.Д., Князева О.А. Изменение С3 компонента комплемента под влиянием полихимиотерапии у больных с неходжкинскими лимфомами / ГЦМБ. - М., 2000. - Деп. в ГЦМБ 01.11.00; Д 26613.
20. Князева О.А., Сакаева Д.Д., Хакимова Р.Х. Катаболизм С3 компонента комплемента при хранении сыворотки крови больных предопухолевыми заболеваниями и раком молочной железы. Материалы III съезда биохимического общества. Санкт-Петербург, 2002. - С.175.
21. Sakajeva, D.D., Knyazeva O.A., Sigajev N.I. Influo de kombinita kemioterapio al komplemento //Medicina internacia revuo. - Universala Medicina Esperanto - Asocio. - Krakov, 2002. - Vol. 20a, 1(78). - P. 29-37.
22. Князева О.А., Сакаева Д.Д. Исследование катабализма С3 компонента комплемента в процессе искусственного старения сыворотки крови больных неходжкинскими лимфомами. Материалы научно-практической конференции «Перспективные разработки науки и техники». Т.6. Медицина. Белгород: Руснаучкнига; Днепропетровск: Наука и образование, 2004. - С. 25-28.
23. Князева О.А. Конформационные изменения С3 компонента комплемента при хранении сыворотки крови больных раком молочной железы. Материалы IV международной научно-практической конференции «Динамика научных исследований - 2005». Т.29. Медицина. - Днепропетровск: Наука и образование, 2005. - С. 16-18.
24. Конкина И.Г., Князева О.А., Ищенко А.М., Муринов Ю.И. Влияние биометаллов и их лигандного окружения на ингибирование роста онко-клеток “in vitro”. Материалы Межвузовской научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук». Уфа, 2006. - С. 203-205.
25. Конкина И.Г., Князева О.А., Ищенко А.М., Муринов Ю.И. Исследование цитотоксического действия координационных соединений биометаллов “in vitro”. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований». Одесса, 2006. - С. 41-43.
26. Князева О.А. Конформационные изменения С3 компонента комплемента при инкубации плазмы крови больных раком молочной железы и «группы онкологического риска» // Вятский медицинский вестник. - 2007. № 4. - С. 54-56.
27. Князева О.А. Оценка комплементфиксирующей функции IGG при неопластических процессах. Научные труды VIII международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации». Москва, 2007. - С. 307.
28. Конкина И.Г., Князева О.А., Ищенко А.М., Попова И.Ю., Муринов Ю.И. Физиологическая активность координационных соединений 3d-элементов. Сборник научных трудов по материалам VI Всероссийского научного семинара «Химия и медицина». Уфа, 2007. - С. 61-62.
Патенты
29. Патент РФ № 2002803, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L., используемый для получения моноклональных антител к IGG1,3,4 человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева. - Опубл. 15.11.93. Бюл. 1993, № 41
30. Патент РФ № 2003679, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток Mus musculus L., используемый для получения моноклональных антител к IGG1,2,3 человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева, Г.В. Троицкий. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
31. Патент РФ № 2003680, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток Mus musculus L., используемый для получения преципитирующих моноклональных антител к IGM человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева, Г.В. Троицкий. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
32. Патент РФ № 2003681, МКИ5 С 12 N 5/00, C 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L., используемый для получения моноклональных антител к ?-цепям IGG человека / О.А. Князева, К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, Г.В. Троицкий. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
33. Патент РФ № 2003682, МКИ5 С 12 N 5/00. Штамм гибридных культивируемых клеток Mus musculus L. - продуцент моноклональных антител к ?-легким цепям иммуноглобулинов человека / К.А. Ефетов, О.А. Князева, С.Ю. Тэтин, Г.В. Троицкий. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
34. Патент РФ № 2003683, МКИ5 C 12 N 5/00, C 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L. - продуцент моноклональных антител к мелиттину из яда пчелы (Apis mellifera L.) / О.А. Князева, К. А. Ефетов, С. Ю. Тэтин. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
35. Патент РФ № 2003684, МКИ5 С 12 N 5/00. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L. - продуцент моноклональных антител к (Fc)5?-фрагменту IGM человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
36. Патент РФ № 2003685, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L. - продуцент моноклональных антител к IGM человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева, Г.В. Троицкий. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
37. Патент РФ N 2003686, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 N 5/16. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L. - продуцент моноклональных антител к IGG человека / О.А. Князева, К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, Г.В. Троицкий. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
38. Патент РФ № 2003687, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 P 21/00. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L., используемый для получения моноклональных антител к IGM человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева. - Опубл. 30.11.93. Бюл. 1993, № 43-44.
39. Патент РФ № 2008350, МКИ5 С 12 N 5/00, С 12 Р 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток животных Mus musculus L., используемый для получения моноклональных антител к IGG человека / К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, О.А. Князева. - Опубл. 28.02.94. Бюл. 1994, № 4.
40. Патент РФ № 2010856, МКИ5 С 12 N 5/00, C 12 P 21/08. Штамм гибридных культивируемых клеток Mus musculus L., используемый для получения преципитирующих моноклональных антител к IGG человека / О.А. Князева, К.А. Ефетов, С.Ю. Тэтин, Г.В. Троицкий. - Опубл. 15.04.94. Бюл. 1994, № 7.