CC BY
77
К ИММУНОЛОГИЧЕСКИМ МЕХАНИЗМАМ ПРОТИВОРАКОВОГО ФЕНОМЕНА
TRYPANOSOMA CRUZI
В.Д. КАЛЛИНИКОВА, Е.Н. БОРИСОВА
Кафедра зоологии беспозвоночных МГУ. Москва, 119899, Воробьевы Горы, Биологический факультет Э.Г. КРАВЦОВ, БАТМОНХ ЦЭЦЭГСАЙХАН, Л.П. КАРПЕНКО
Кафедра микробиологии РУДН. Москва, 117198, ул. Миклухо-Маклая, д, 8.
Медицинский факультет
На основе результатов экспериментальных исследований рассматривается вопрос об участии иммунологических механизмов в противораковом эффекте авирулентных штаммов возбудителя болезни Чагаса - Trypanosoma cruzi. Анализируется характер роста опухолей у мышей, иммунизированных живыми трипаносомами и зависимость роста опухоли от наличия фоновых антител к T.cruzi у шггактных мышей. В реакции иммунофлуоресценции показана общность антигенов T.cruzi и клеток аденокарциномы Эрлиха.
Ключевые слова: Trypanosoma cruzi, противораковый эффект
В 1931 г. Г.И. Роскиным и Е.В. Экземплярской был открыт антагонизм между человеческим трипаносомозом - болезнью Чагаса и процессом злокачественного роста. Три-паносома оказалась способной использовать для своего размножения и развития раковые клетки хозяина, даже предпочитать их клеткам нормальным и таким образом подавлять развитие опухоли (1, 2, 3, 4). На основе этого открытия, подтвержденного рядом зарубежных работ, было создано два противораковых препарата из T.cruzi : крудин в России и трипаноза во Франции.
Механизм противоракового действия T.cruzi до сих пор нельзя считать выясненным. Уже в первых работах Г.И. Роскин высказал предположение об участии в этом феномене нескольких факторов. Во многих работах было продемонстрировано прямое цитотокси-ческое действие на злокачественные клетки как живых трипаносом, так и препаратов из них. Между тем, в настоящее время появились данные, свидетельствующие о том, что эффект T.cruzi не сводится только к прямому воздействию на раковые клетки.
In vivo противораковый эффект определенной степени можно получить при весьма невысокой и кратковременной паразитемии, в отсутствии манифестации инфекции, путем введения авирулентного штамма или при использовании невысоких доз лизата трипаносом (5).
Как можно заключить из некоторых старых, а также наших наблюдений (6), ингиби-ция злокачественного роста живыми трипаносомами и препаратом из T.cruzi может быть весьма отдаленной во времени. В этих случаях задержка опухолевого роста происходит на фоне накопления антител против T.cruzi.
Животные, преодолевшие инфекцию или прошедшие курс инъекций препарата из T.cruzi , впоследствии оказываются в определенной степени защищенными от прививной опухоли (2,7).
Уже в первых работах было показано, что инфекция T.cruzi и процесс злокачественного роста взаимно угнетают друг друга. Установлено также, что у мышей - носителей опухоли по сравнению с нормальными мышами уменьшено число кровяных форм паразита.
Известно, что в патогенезе болезни Чагаса значительное место занимают аутоиммунные процессы, развивающиеся в результате общности антигенов паразита и тканей хозяина. Такая общность достаточно хорошо описана в отношении антигенов миокарда и нервной ткани. В последние годы появились сообщения об экспрессии на поверхностных структурах T.cruzi муцинов, сходных по строению с муцинами малигнезированных клеток (8).
Косвенным свидетельством роли иммунологических механизмов в противоопухолевой защите является и то, что достаточно высокая иммунологическая прослойка в зонах,
эндемичных по болезни Чагаса, ассоциирована с низким уровнем онкологических заболеваний.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что в противораковом феномене могут быть задействованы иммунологические механизмы (9), и в настоящей работе приводятся три аргумента, подтверждающие это предположение.
1. Рост опухолей у мышей, иммунизированных живыми эпимастиготами Т. спш
Для иммунизации мышей использовали авирулентные культуры семи клонов (Р209-1, Брки-ь СЬ-Вгепсг, У 7/2, МЫ _2, МА8-1, У 7.1) и трех штаммов (2, 3, а также 1 - бывший продуцент промышленного круцина) Т.спш. Паразиты культивировались на питательных средах ЫТ и специально разработанных совместно МГУ и НПО «Питательные среды» (Махачкала).
Беспородных белых мышей иммунизировали путем 3-кратного введения эпимасти-готных форм Т.спш.
На разных этапах после иммунизации (9-84 дни) контролировали отсутствие парази-темии, результаты иммунизации оценивали в реакции непрямой иммунофлуоресценции - РНИФ и прививали опухоль (адеенокарциному Эрлиха или, в некоторых случаях, саркому-1 80). Далее, на протяжении 2 месяцев учитывали рост опухолей в контроле и опыте измерением их площади через каждые 4-6 дней.
Подвергшиеся иммунизации мыши не проявляли признаков трипаносомоза, и паразиты в их крови не обнаруживались ни при микроскопировании, ни при ее посеве на питательную среду или в культуру тканей. Их не удалось наблюдать также и в отпечатках органов исследованных мышей.
Будучи авирулентными, все использованные культуры паразита оставались иммуно-генными, т.е. индуцировали образование в крови мышей антител к Т.спш.
Одновременно иммунизация против Т.спш обеспечивала определенный онкопротек-торный эффект. Предварительная иммунизация всеми тремя штаммами и семью клонами Т.спш приводила к подавлению роста и аденокарциномы, и саркомы-180. В 14 опытах 3-х вариантов: 1) предварительная иммунизация тремя штаммами Т.спш с последующей прививкой саркомы-180; 2) та же иммунизация и прививка аденокарциномы Эрлиха и 3)прививка последней после иммунизации семью клонами Т.спш - опухоли у иммунизированных мышей бывали в несколько раз меньше, чем у неиммунизорован-ных. Средний размер опухоли у 286 мышей в контроле и у 368 мышей опыте на 30-й день составил 1,65 и 1,04 см2 , соответственно. Этот эффект был более значительным в отношении аденокарциномы, особенно после иммунизации не клонами, а штаммами Т.спш.
Прививка опухолей в разные сроки после иммунизации, а также анализ индивидуальных сывороток мышей к моменту имплантации показали, что способность сопротивляться опухолевому росту связана именно с приобретением антител к Т.спш.
Достоверные различия в размерах опухоли в контроле и в опыте отмечались в период, когда большая часть животных становилась серопозитивной.
В соответствии с индивидуальной реактивностью не все мыши, подвергшиеся иммунизации, отвечали продукцией антител. По характеру ответа к моменту имплантации опухоли 335 животных были разбиты на 4 группы:
1) интактные мыши (контроль);
2) мыши, подвергшиеся иммунизации, но не ответившие на нее образованием антител;
3) подвергшиеся иммунизации мыши с сомнительным ответом ( интенсивность свечения комплекса не превышала ++);
4) особи, сыворотки которых были высоко активны (интенсивность свечения в РНИФ +++ и ++)
Размеры опухоли у ареактивных мышей на 30-40-й день не отличались от размеров опухоли в контрольной группе. И только у мышей, продуцировавших антитела к Т.спш,
опухоли были ингибированы достоверно. На 30-40-й дни после имплантации их средний размер составлял 1,12 ±0,13 см2 в отличие от аналогичного показателя в контрольной группе - 1,76 ± 0,14 см2.
2. Фоновые антитела к Т.спш и рост опухолей у интактных мышей.
Анализ сывороток интактных мышей, до начала эксперимента не подвергшихся ни заражению, ни иммунизации, ни трансплантации опухоли, обнаружил у них антитела к Т.спш. Среди 430 исследованных животных они в среднем были найдены в 14 ± 0,01% случаев. Хотя в тех или других партиях эти фоновые антитела проявляли гомологию со всеми испытанными клонами Т.спш, их специфичность значительно варьировала. Чаще всего (у 20-24% серопозитивных мышей) они реагировали с клонами У7/2, МА8, МИ, несколько реже с клоном 3 (16%) и всего в 9-4% ев, 8р, У7, СЬ и 86.
В процессе экспериментов частота выявления фоновых антител для изучаемой популяции оставалась на одном уровне, в то время как частота индуцированных при иммунизации возрастала.
В литературе антитела к Т.спш у интактных животных описаны. Предполагается (10), что они относятся к перекрестнореагирующим и связаны с нормальной микрофлорой хозяина.
Наличие этих антител заставило разделить контроль на 2 группы, только одну из которых (мыши, не имеющие антител к трипаиосомам) можно было рассматривать как истинный, «чистый» контроль. Прививка аденокарциномы тем и другим и сравнение обеих групп показало, что наличие фоновых антител к Т.спш в немалой степени определяет у них характер роста опухоли, ингибируя его (рис.1).
Выявленная ассоциация ингибиции роста опухоли с гуморальный иммунитетом при абортивной инфекции, вызванной авирулентными вариантами Т.спш , позволяет предположить, что в механизме описываемого феномена принимают участие те антитела к эпитопам опухолевой клетки, продукция которых может индуцироваться эпимастигота-ми трипаносом или нормальной микрофлорой.
——с фоновыми антителами
- - - без антител
Рис. 1. Рост опухоли у мышей с фоновыми антителами и без антител к Т.спга
3. Общие антигены Т.спш и клеток адеиокарциномы Эрлиха.
Поиску общих антигенных детерминант паразита и опухоли был посвящен следующий этап работы. Предпосылкой к нему послужили данные о значительном сходстве поверхностных муцинов Т.спш и опухолевых клеток.
В наших экспериментах с помощью РИФ было показано, что антитела к T.cruzi взаимодействуют с поверхностными структурами клеток аденокарциномы Эрлиха. Соответствующая яюминисценция не гасилась после сорбции иммунной сыворотки нормальными тканями (сердце, селезенка, печень) мышей, что свидетельствовало о принадлежности определяемых антигенов к опухолеспецифичным. Сорбированные сыворотки сохраняли активность не только в отношении антигенов, локализованных на клетках опухоли, но и в отношении антигенов паразита.
С другой стороны, прививка мышам аденокарциномы приводила к индукции антител, реагирующих с T.cruzi. До прививки опухоли антитела к T.cruzi не обнаруживались, а на 30-40-й день после прививки частота их обнаружения составляла 22,2 ± 4,4 %.
Выявленная общность поверхностных антигенов трипаносом с опухолеспецифическими антигенами позволяет предположить, что сформировавшийся в процессе эволюции механизм молекулярной мимикрии, позволяющий паразиту уклоняться от иммунологической защиты хозяина в случае болезни Чагаса, является пусковым моментом развития иммунопатологического процесса. Последний может выражаться в срыве толерантности к антигенам нормальных тканей. Не исключено, что в случае ингибиции роста опухоли происходит активация запрещенных клонов иммунокомпетентных клеток, комплементарных к перекрестным антигенам опухоли и трипаносом.
В представленных данных продемонстрировано, что при инфицировании авирулент-ными штаммами трипаносом действительно происходит активация иммунитета по пути накопления антител к перекрестным антигенам паразита и опухоли. Вопрос об эффек-торной части такой активации остается открытым.
Общие результаты настоящей работы подтверждают представление о двойственном механизме противоракового эффекта T.cruzi. Этот механизм сочетает в себе прямое избирательное действие на раковые клетки и опосредованное влияние на процесс злокачественного роста вызываемых трипаносомами антител. Участие в противораковом феномене антител к T.cruzi, основанное на общности антигенов паразита и раковых клеток хозяина, удовлетворительно объясняет два важных момента во взаимоотношениях болезни Чагаса и процесса злокачественного роста. Становится понятным взаимное их угнетение: антитела к одному из партнеров одновременно направлены на другого. Точно так же иммунитет, приобретенный против одного (болезни Чагаса), обеспечивает определенную степень защиты против другого (опухоли).
Литература
1. Роскин Г.И., Экземплярская Е.В. Протозойная инфекция и экспериментальный рак//Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. - Т.9. №3. - С. 339-349.
2. Клюева Н.Г., РоскинГ.И. Киотерапия злокачественных опухолгй. М. изд. АМН СССР. -1946. - 222 с.
3. Клюева Н.Г., Роскин Г.И. Проблема противораковых антибиотиков. М. - 1957. - 247 с.
4. Кудер Ж. Клинические и экспериментальные исследования действия лиофилизированного экстракта Trypanosoma cruzi на некоторые формы рака//Антибиотики. - 1961. - T.VI. № 2. - С. 99-105.
5. Каллиникова В.Д., Матекин ПИ., Оглоблина Т.А. и др. Противораковые свойства паразитического жгутикового простейшего Trypanosoma cruzi Chagas, 1909. 5. Противоопухолевые потенции культуральных форм Trypanosoma спш//Вестник Моск. Ун-та. Сер. Биология. - 1997. -N«3. - С. 11-18.
6. Каллиникова В.Д., Кононенко А.Ф., Соколова НМ. и др. Противораковые свойства паразитического жгутикового простейшего Trypanosoma cruzi Chagas, 1909. Сообщение 2. Отдаленные последствия введения мышам Trypanosoma cruzi для саркомы-180//Вестник МГУ Московскою Университета. Серия Биология. 1994. №3. - С.25-33.
7. Роскин Г. И., Оглоблина Т.А. Лечение круцином мышей высокораковой линии С3Н.//Г1ротивораковый антибиотик круцин. М. - 1968. - С. 170-172.
8. Каллиникова В.Д, Матекин П.И., Оглоблина Т.А. и др. Противораковые свойства паразитического жгутикового простейшего Trypanosoma cruzi Chagas, 1909//Изв. РАН. Сер. Биология. - 2001. Х“3. - С. 299-311.
9. Freire Т., Robello C., Casaravilla C. et all. Antigenos mucinos de O-glycosilation simple: nuevas similitudes moleculares entre cellulas cancerosas y parasitos//Actas de Fisiología. - 2002. № 8. P. 89-107.
W.Galliü U, Mandrell R.E., Hamadeh R.M. et all. Interaction between human natural anti-a-galactosyl immunoglobulin G and bacteria of the human flora//infect. Immunol. 1988. V.56. - .P. 1730-1736.
TO IMMUNOLOGICAL MECHNINISMS OF ANTICARCINOGENIC PHENOMEN TRYPANOSOMA CRUZI
V.D.KALLINTKOVA, E.N. BORISOVA
Department of zoology of avertebrate of the MSU. 119899, Moscow,
Vorobyovi Gori, Biological faculty E.G.KRAVTZOV, BATMONH TZETZEGSYIHAN, L.P. KARPENKO
Department of microbiology of the RPFU, 117198, Moscow, M.-Maklaya st. 8,
Medical faculty
On the basis of experimental researches, the question on participation of immunological mechanisms in anticar-cinogenic effect of nonvirulent strains of infecting agent of Chagas disease considered. Character of growth of tumours at mice, which were immunised by live trypanosomes and dependence of growth of a tumour on presence of antibodies to Trypanosoma cruzi at intact mice is analyzed. In reaction of immunofluorescence the generality of antigenes is shown for Trypanosoma cruzi and cells of adenocarcinoma.
