Мозговой нейротрофический фактор (BDNF) в качестве иммуномодулятора при рассеянном склерозе (РС)

" Введение. За 50 с лишним лет изучения ростовых факторов только 20 публикаций касаются исследований мозгового нейротрофического фактора (BDNF) и то преимущественно при экспериментальной демиелинизации 1 . Результаты опытов на крысах указывают на участие нейротрофических факторов в сдерживании развития экспериментального аллергического энцефаломиелита (ЭАЭ) и в процессах ремиелинизации 2 . Так, стереотаксическое введение NT-3 (гомология с BDNF 52%, r = 0,8) в corpus callosum привело к уменьшению объёма воспалительной демиелинизации определяемой на секции на 60% и к отсутствию астроглиоза вообще 3 .

Известно, что вирусные онкогены стимулируют рост опухоли, опосредуя такую же ферментативную активность, что и рецептор ростовых факторов, т.е. без влияния извне эндогенные ростовые факторы участвуют в шапероновой защите клеток от избыточного синтеза внутриклеточных

белков, но и стимулируют нормальный уровень синтеза белка, предупреждая недоразвитие клеток или их дегенерацию.

Эта диалектическая борьба противоположностей затрудняет прикладное использование BDNF и других нейротрофинов того же класса (NGF, NT-3, NT 4/5). Работы по использованию BDNF у больных единичны и не только противоречивые, но и взаимоисключающие. Так, одни авторы находят снижение содержания BDNF у больных (706,6±202,9) по сравнению со здоровыми (1020,7±304,7 пг/мл), другие – повышение: 56,6±10,7; 120,9±5,3; 226,8±29,7 в зависимости от формы заболевания, при норме – 37,9±0,38 пг/мл 4 .

При обострении РС (обследовано 10 больных) содержание BDNF и NGF в спинно-мозговой жидкости (СМЖ) увеличивается. Нейротрофины продуцируются иммунокомпетентными клетками (ИКК): миелинспецифическими Т-лимфоцитами, Т-хелперами 2 типа (Th2)5. Иммунодепрессивная терапия, проведённая 14-ти больным РС, снизила повышенный сывороточный уровень BDNF (31,78± 4,6) до нормы (28,39±3,28) и в ликворе соответст- венно с 22,93±17,9 до 9,33±4,9 нг/мл. Однако, другой вид противовоспалительной терапии анти CD3 антителами привел не только к увеличению уровня BDNF, но и уровня IFNg6, что нежелательно при РС.

Лаквинимод при хроническом ЭАЭ, индуцированном MOG 35-55, увеличивает экспрессию BDNF в мозге мышей, обнаруживаемой на сек-ции 7 . Увеличение уровня BDNF в культуре нейронов гиппокампа крысы обнаружено и под действием стабилизированного аналога эндогенного меланокортина (препарат семакс), что открывает возможность терапии когнитивно-мнестических нарушений 8 .

Цель работы. Определить линейные (r) и ранговые (ρ) корреляционные связи плазменного мозгового нейротрофического фактора (BDNFa), про- (IFNg, TNFa), противовоспалительных (IL10) цитокинов и факторов гуморальной (АТ) и клеточной сенсибилизации (РБТЛ) к основному белку миелина (ОБМ,Sigma,USA) при ремитирующем течении РС вне обострения (РРРС).

Материал и методы. Содержание BDNFa в плазме крови определялось методом иммунофер-ментного анализа (ИФА) с наборами фирмы RD Systems, USA у 63 больных РРРС (м - 25, ж - 38, возраст от 20 до 39 лет, EDSS от 1,5 до 4,5 баллов), у 40 здоровых лиц и у 35 больных вторичнопрогредиентным РС в фазе дегенерации (ВПРС), которую определяли по факту снижения пика нейронального метаболита ацетил аспартата (N-AA) при проведении протонной магнитно-резонансной спектроскопии (¹НМРС) головного мозга.

Полученные значения концентрации BDNF в плазме крови сравнивались с нормативными показателями, отражающими интенсивность синтеза пептида: 0—15— низкая, 15—30— средняя, более 30 пг/мл — высокая продукция.

Антитела к ОБМ определялись методом ИФА с наборами фирмы Новина, Москва по коэффициенту оптической плотности сыворотки опытного и контрольного образца.

Реакция бластной трансформации лимфоцитов (РБТЛ) учитывалась в 7-ми дневной культуре с двумя дозами антигена (2,5 и 15 мг/мл). Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием коэффициентов Пирсона (r) и Спирмана (ρ) и по Стъюденту.

Результаты. Все больные РС по содержанию BDNF распределились на 3 примерно равные группы: с низким (10 – 14), нормальным (15 – 24) и высоким (30 – 92) уровнем при средних значениях для последней подгруппы 83,13±24,26 пг/мл. У здоровых 40 человек того же возраста (28,9±0,8 лет), низкого уровня BDNF нами не обнаружено, а высокий уровень BDNF встречался в 2 раза чаще, чем средний: 0% – 33,4% – 66,6% соответственно (таб.1).

Таб. 1. Содержание мозгового нейротрофического фактора в плазме крови у здоровых и больных рассеянным склерозом (пг/мл)

Нормативное	% у здоровых (n = 40)	% у больных (n = 63)
Низкое(10-14)	0	33,9
Среднее(15-24)	33,4	34,0
Высокое (>30)	66,6	32,1

Таб. 2. Корреляционные связи между плазменным содержанием мозгового нейротрофического фактора и про- и противовоспалительными цитокинами у больных рассеянным склерозом

Цитокины/нейротрофик	TNFa	IL-10
BDNFa	0,12	0,71

Корреляционные связи BDNFa и spTNFa оказались слабоположительными: r = 0,24 и ρ = 0,12. Значительной оказалась отрицательная ранговая корреляция BDNFa и spIFNg: ρ= - 0,64. Любопытно то, что и между провоспалительными цитокинами имелась слабоположительная линейная и слабоотрицательная ранговая корреляция при их средних значениях для spTNFa 30,3±2,25 и для spIFNg 96,25±12,88 пг\мл. Сильная связь обнаружена между BDNFa и indIL-10 (ρ=0,71) при их значениях в подгруппах 30,63±2,24 и 293,23±28,34 соответственно (таб.2). Специфическая сенсибилизация к ОБМ (сывороточные аутоантитела IgM и РБТЛ с двумя дозами антигена) была выражена при повышенной спонтанной (sp) лимфоцитарной продукции как TNFa (165,3±22,2) так и IFNg (159,24±14,39) и составляла 1,62±0,05 и 1,45±0,03 соответственно (при норме 0-1,1).

При ВПРС в фазе дегенерации нейротрофического фактора в плазме крови оказалось досто- верно меньше, чем при РРРС вне обострения: 36,63±2,24 и 83,13±24,26 (p<0,001).

Обсуждение. Проведённые клинико-иммунологические исследования с одной стороны характеризуют состояние ремитирующего течения у больных РС как неустойчивое (повышение спонтанной продукции лимфоцитами провоспа-лительных цитокинов и сенсибилизация к ОБМ), с другой стороны подтверждают их нахождение вне экзацербации (высокий уровень IL-10).

Важным является установление сильной корреляции IL-10 – BDNFa, которая может указывать на один из механизмов клинической ремиссии и на путь к её терапевтическому достижению. Каскад иммунных реакций при РС является одновременно разнонаправленным: так IL-12, продуцируемый В-лимфоцитами при взаимодействии CD40L и CD40, индуцирует образование и IFNg и IL-10, при взаимодействии IL-10 и IL-2 происходит дополнительная стимуляция пролиферации CD20+CD40⁺ способствующей развитию гуморального иммунного ответа 9 . BDNF экспрессируемый на клетках мозга при отсутствии его возрастного снижения (средний возраст амбулаторных больных РС 28,8±6,5) оказывает ГАМК-эргическое влияние и предохраняет олигодендроглиоциты от апоптоза. Развиваемая в настоящее время олигопептидная терапия обоснованно преследует цель стимуляции эндогенных нейротрофических факторов.

В связи с появлением нового препарата бинарного действия лаквинимода для лечения РС и разрешённого к применению в РФ в 2013 г. актуализировалась необходимость более подробного изучения взаимодействия BDNF и TNFa при данном заболевании. Результаты опытов на линейных крысах (Вистар) указывают на участие нейротрофических факторов в сдерживании развития ЭАЭ. Оральный прием лаквинимода (25mg/kg, ежедневно), начатый при индукции заболевания (профилактическое лечение) или даже после развития энцефаломиелита (супрессивная терапия) значительно снижал его клинические проявления 10. Следует также помнить, что второй рецептор для BDNF —TrkB экспрессируется не только в нервной ткани, но и на тимоцитах, что указывает на роль BDNF в лимфопоэзе11.

В нашей работе получена слабая корреляция уровня BDNF и TNFa, не подтверждающая убедительного взаимодействия нейротрофического фактора и провоспалительного цитокина. При сравнении титров антител к TNFa и IFNg выявлено преобладание последних именно к IFNg, а не к TNFa, что подтверждает обоснованность использования бета-интерфероновых препаратов при лечении РС 12 . Однако, интересен и не бета-интерфероновый механизм действия лаквинимо-да, приведённый в обзоре А.Н.Бойко 13 в связи с действием препарата на уровень нейротрофина NF- κB, имеющего гомологию с BDNF (см. таб. 3 в строке по Bruck W. et al.) 14 . Учитывая то, что индекс свободных легких цепей иммуноглобулинов (СЛЦ) каппа в СМЖ при РС 10:1 (при норме 3:2), то повышение продукции легких каппа-цепей иммуноглобулинов в фазе воспалительной демиелинизации можно связать с гипергло-булинрахией за счёт миелинотоксических антител ( κ = 257,0±49,2 нг/мл; λ= 23,9±9,9 нг/мл; r = 0,47) 15 . Однако, преобладающим механизмом иммунопатологии при РС является клеточный, а не гуморальный, поэтому выявленная нами корреляция BDNF с IL-10, а также низкие титры антител к провоспалительному цитокину 16 позволяет более уверенно говорить о подавлении именно клеточной сенсибилизации к мозговым антигенам.

Таб. 3. Предполагаемые механизмы иммуномодулирующего действия мозгового нейротрофического фактора при рассеянном склерозе

Фактор	Эффект
Снижение уровня TNFa17	Уменьшение воспалительно-токсического действия цитокина на миелин
Блокада транслокации димера NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain enchancer of activated B-cells) из цитоплазмы в ядро клетки (гомология с BDNFa 52%)18	Ингибиция продукции миелинотоксических антител В-лимфоцитами
Повышение уровня IL-10 (наши данные)	Стимуляция апоптоза сенсибилизированных к основному белку миелина Т-лимфоцитов

Обсуждаемые механизмы действия BDNFa в связи с применением лаквинимода – это как бы ответ на давние предсказания основоположника учения о рассеянном склероза Жана-Мартена Шарко: «необходимо извлечь выгоду из той самопроизвольной наклонности к послаблениям, которые замечаются в большинстве случаев»

Выводы. 1) При ремитирующем РС чаще, чем у здоровых людей того же возраста встречается низкий уровень плазменного мозгового нейротрофического фактора. 2) Достоверная положительная связь уровней нейротрофика BDNFa и индуцированного противовоспалительного цитокина IL-10 указывает на возможный иммуномодулирующий механизм действия нейротрофика, как ингибитора воспалительной демиелинизации.

BRAIN-DERIVED NEUROTROPHIC FACTOR (BDNF) AS IMMUNOMODULATOR IN MULTIPLE SCLEROSIS (MS)

The immunomodulatory effect of neurotrophic factors is proved in the article on the basis of correlation analysis of the plasma content of brain-derived neurotrophic factor, pro- and anti-inflammatory cytokines in patients with multiple sclerosis. The mechanisms of the action of laquinimod –a new oral drug for modifying MS, are discussed. Key words: multiple sclerosis, brain-derived neurotrophic factor, laquinimod.