Условия оптимального процесса распознавания не ограничиваются перечисленными выше и требуют наличия соответствующих хемоаттрактантов, которые в равной степени важны для миграции всех как антигенпрезентирующих, так и антигенраспознающих клеток. Наличие хемоаттрактантов в конечном итоге во многом определяет эффективность взаимодействия соответствующих клеток, а следовательно и условия индукции первого и важнейшего этапа формирования иммунологического ответа — процесса распознавания. Поэтому хемоаттрактанты наряду с антигенпрезентирующими и антигенраспознающими клетками могут рассматриваться как обязательный компонент не только процесса распознавания, но и последующих этапов развития иммунологического ответа. Такое значение хемоаттрактантов объясняет, почему одним из активно развивающихся направлений в иммунотерапии рака является разработка подходов к обеспечению наличия и активности хемоаттрактантов, необходимых для индукции распознавания.

Хемоаттрактанты — хемокины, представляющие группу малых по размеру (15—20 кД) катионных белков, связывающих гепарин, степень гомологии которых колеблется от 20 до 70 %. Структуру хемоки-нов составляют консервативные цистеины, в зависимости от расположения консервативных участков, которых различают четыре семейства: CC, СХС, СХ3С и С. Большинство хемокинов имеет форму димеров, которые могут диссоциировать до мономеров, сохраняющих биологическую активность, а их хемотактическая активность обусловлена семью трансмембранными доменами и рецепторами, связаными с G-белком. Биологическая роль хемокинов не ограничена способностью вызывать хемотаксис тех или иных клеток, поскольку они участвуют также в процессах ангиогенеза и адгезии. Известные свойства хемоаттрактантов дают основание для утверждения, что они действуют подобно иммунорегуляторам, поддерживая общий иммунологический гомеостаз. В настоящее время известно более 50 белков, относящихся к различным семействам хемокинов и обладающих свойствами хемоаттрактантов в отношении разнообразных типов клеток.

Многие хемоаттрактанты проявляют активность по отношению к одним и тем же клеткам, что свидетельствует об отсутствии селективности их действия в отношении клеток, участвующих в иммунологическом ответе. Однако существует и некоторая избирательность действия хемоаттрактантов. Например, лимфотактин характеризуется значительным уровнем гомологии с некоторыми членами семейства CC, но относится к другому семейству — С. Такая избирательная хемотактическая активность лимфотактина проявляется в отношении T- и В-лимфоцитов благодаря наличию у них рецептора, который не взаимодействует с другими цитокинами. Активными источниками лимфотактина являются активированные CD8+, а также СD4+-активированные лимфоциты периферической крови, но не тимоциты — свидетельство того, что клетками-продуцентами этого хемоаттрактанта могут быть дифференцированные лимфоциты.

Большой интерес для индукции иммунологического ответа представляют хемокины, относящиеся к семействам CC и CXC — SLC, LEC, ELC, BCA-1, SDF-1, IP-10 и Mig. Основные продуценты этих хемокинов — моноциты и тканевые макрофаги.

SLC (secondary lymphocyte chemokines) — вторичный хемокин лимфоидной ткани, относящийся к семейству CC и известный также как Exodus-2 или 6Ckine. Экспрессируется преимущественно нелимфоидными клетками, в частности клетками эндотелия венул лимфатических узлов, селезенки, пейеровых бляшек и играет исключительно важную роль в миграции ДК и Т-лимфоцитов, что доказано в экспериментах на мышах с различными генетическими растройствами. SLC кодируется двумя генами — SLC-ser и SLC-leu. Несмотря на то, что эти молекулы идентичны, SCL-ser экспрессируются в клетках лимфоидной ткани, a SLC-leu — в нелимфоидных клетках. При наличии генетических аномалий в экспрессии генов SLC наблюдается и дефект хомминга T-лимфоцитов. Рассматривая роль SLC как мощного хемоаттрактанта ДК, необходимо иметь в виду, что этот хемокин является таковым только для зрелых ДК, в которых под его влиянием мобилизуется внутриклеточный кальций. Именно SLC обеспечивает миграцию зрелых ДК, которые после нагружения антигеном мигрируют из периферической крови в лимфатические узлы, где представляют антиген, который уже прошел процессинг, антигенраспознающим клеткам. Хемотаксис лимфоцитов под влиянием SLC опосредуется путем взаимодействия с их рецептором — CCR7.

Тот факт, что SLC экспрессируется и Т-лимфоцитами, расположенными преимущественно в Т-зонах лимфатических узлов, селезенки, объясняет, почему он в равной степени важный хемоаттрактант как для ДК, так и Т-лимфоцитов, в первую очередь наивных Т-лимфоцитов и субпопуляции Thl лимфоцитов. Действие SLC распространяется и на другие антигенпрезентирующие клетки, в частности В-лимфоциты.

Указанная разнонаправленность эффектов позволяет понять, почему при участии этого хемоаттрактанта создаются благоприятные условия для взаимодействия ДК и Т-лимфоцитов, в частности зрелых ДК и наивных Т-лимфоцитов, T- и В-лимфоцитов, уже на первом этапе иммунологического ответа. К этому следует добавить, что способность SLC стимулировать Th1-лимфоциты важна и для последующих событий в развитии иммунологического ответа, что также может быть использовано в иммунотерапии.

В опытах на мышах (карцинома кишечника С26) показано, что под влиянием SLC усиливается цититотоксичность ЦТЛ, а возможно и активность естественных киллеров.

LEC (liver expressed chemokine) относится к семейству CC хемокинов и известен также как LMC, НСС-4, NCC-4, СС1-16. LEC играет важную роль в индукции хемотаксиса антигенпрезентирующих клеток. Одно из основных свойств этого хемокина состоит в том, что, будучи активным хемоатграктантом, он в большей степени, чем другие хемоаттрактанты, эффективен в индукции адгезии — очень важном процессе для обеспечения контакта взаимодействующих клеток. Активное влияние LEC на адгезию дает основание для предположения, что эта его способность выражена даже в большей степени, чем хемотактическая. LEC действует в отношении моноцитов, ДК и модулирует ангиогенез. Эффекты этого хемокина реализуются через рецепторы — CCR-1 и CCR-8 (хемотаксический эффект дозозависим). LEC представляет особый интерес для процесса распознавания опухолевых антигенов, так как обладает способностью усиливать распознавание слабоиммуногенных опухолей. Предполагается, что этот эффект достигается путем усиления взаимодействия между антигенпрезентирующими клетками и Т-лимфоцитами. Такое заключение обосновывается результатами изучения агрессивной слабоиммуногенной аденокарциномы молочной железы мышей BALB/c. Оказалось, что трансфекция гена хемоаттрактанта в клетки указанной опухоли приводит к экспрессии ими антигенов I, но не II класса ГКГ, секреции G-CSF, GM-CSF, TNFp и основного фактора роста фибробластов. Введение таких клеток быстро приводило к регрессии опухоли при выраженной инфильтрации опухолевой ткани Т-лимфоцитами, макрофагами, ДК, полиморфноядерными клетками. Авторы отмечают, что у таких мышей сохранялась иммунологическая память, что подтверждалось результатами последующего введения клеток аденокарциномы молочной железы.

MCP (monocyte chemotactic proteine) — относится к семейству CC и включает MCP-1, МСР-2, МСР-3, МСР-4. Одна из важных биологических особенностей этого хемокина заключается в его влиянии на лимфоциты. Все члены семейства MCP проявляют себя как мощные хемоаттрактанты в отношении активированных Т-лимфоцитов; ответ на эти хемоаттрактанты значительно усиливается под влиянием IL-2. Основные рецепторы для хемоаттрактантов этой группы — CCR-1, CCR-2, CCR-3. Все четыре указанных хемокина имеют общий спектр активности не только в отношении T-лимфоцитов, но также моноцитов и других клеток.

IP-10 и Mig (белки, индуцирующие продукцию гамма-интерферона) — относятся к семейству CXC и реализуют свой эффект через рецептор CXCR3, который экспрессируют активированные Thl-лимфоциты. Благодаря выраженному действию этих белков на Т-лимфоциты они рассматриваются как селективные хемоаттрактанты для этой популяции лимфоцитов: IP-10 действуют на Т-лимфоциты и ЕК, a Mig обладает способностью вызывать инфильтрацию лимфоцитами при многих патологических состояниях, в частности и при злокачественном процессе. Последнее объясняется тем, что оба хемоаттрактанта участвуют в регуляции передвижения лимфоцитов и эффективно мобилизуют внутриклеточный кальций. Биологическая роль этих хемокинов выяснена еще не в полной мере.

ELC (Epstein-Barr virus ligand chemokine) относится к семейству CC. Благодаря уникальной структуре своих цистеиновых остатков ELC, как и SLC, стимулирует Т-клетки и ЕК, усиливает пролиферацию ЕК, но не действует на цитотоксичность покоящихся или активированных EK периферической крови. Одна из важных особенностей этих цитокинов — способность регулировать взаимодействие Т-лимфоцитов и ЕК, что необходимо для оптимальной генерации иммунологического ответа. ELC вызывает миграцию не только T-, но и В-лимфоцитов, ДК, ЕК, премакрофагов. Такой широкий спектр влияния ELC дает основание рассматривать его как потенциальный адъювант в индукции противоопухолевого ответа. Правомочность такой оценки подтверждается результатами опытов с трансфекцией ретровирусного вектора в клетки карциномы молочной железы мышей (CIL5). Трансфекция таких клеток на первых этапах частично предупреждала развитие опухоли с участием механизмов, включающих ЕК-цитотоксичность и ответ СD4+Т-лимфоцитов. В динамике роста опухоли наблюдалась длительная активация противоопухолевой активности, реализация которой требовала наличия СD4+Т-лимфоцитов. Перспективность использования ELC в целях иммунотерапии подтверждают и результаты исследований, проведенных на модели рака легкого мышей.

BCA-1 (В-cell atracting chemokine) относится к семейству СХС, осуществляет свое действие через рецептор CXCR5 и занимает важное место в индукции хемотаксиса антигенпредставляющих клеток, в частности В-лимфоцитов. На этот хемокин отвечают практически все В-клетки: пре-В-клетки, В-лимфоциты периферической крови, В-лимфоциты фолликулов и герминальных зон лимфоидных органов, а также другие клетки системы иммунитета. Этот хемоаттрактант селективно экспрессируется ретикулярными клетками и клетками эндотелия сосудов внутри фолликулов. Выраженная экспрессия BCA-1 наблюдается в клетках печени и селезенки, лимфатических узлов, желудка; клетки некоторых органов не экспрессируют рецепторы к этому хемоаттрактанту. Биологические эффекты BCA-1 не ограничены В-лимфоцитами, так как он оказывает хемотаксическое действие и на Т-клетки памяти, а также CXCRS+T-лимфоциты, которые не отвечают на другие хемокины, включая SLC и фактор стромальных клеток, что свидетельствует о широком спектре влияния этого хемоаттрактанта. При сравнительном исследовании характера действия BCA-1 на СХСR5+Т-лимфоциты различной локализации (миндалин и периферической крови) обнаружены определенные отличия в действии этих хемоаттрактантов, что дает основание для предположения об избирательности действия хемокинов в зависимости от локализации клетки-мишени. Важно также то, что указанный В-клеточный хемоаттрактант способствует миграции Т-лимфоцитов в В-клеточные зоны лимфоидной ткани и является необходимым для Т-зависимой продукции антител.

SDF-1α (stromal derived factor 1α). Этот хемокин (семейство СХС) имеет большое значение в функционировании В-лимфоцитов, их дифференцировке, перераспределении и миграции на периферию; существует в двух формах — α и β. Подобно BCA-1 этот фактор начинает проявлять свое влияние уже на уровне предшественников В-клеток, участвует в лимфопоэзе, экспрессируется клетками различных линий стромы костно-мозгового происхождения, клетками костного мозга и других органов. Одна из особенностей действия SDF-1 состоит в его способности повышать чувствительность к действию цитокинов, в частности IL-7, который, как известно, важен для всех этапов дифференцировки В-клеток.

В качестве хемоаттрактантов клеток, участвующих в распознавании, могут проявлять себя и некоторые известные цитокины. Установлено, например, что IFNγ может действовать как хемоаттрактант ЦТЛ и обеспечивать их миграцию в участки опухоли. Более того, высказывается точка зрения, согласно которой указанная способность IFNy наиболее важна в противоопухолевой защите с участием ЦТЛ.

О важном значении некоторых из перечисленных выше хемоаттрактантов в мобилизации противоопухолевой защиты свидетельствуют результаты опытов, проведенных в различных экспериментальных системах. В результате трансфекции соответствующих генов в опухолевые клетки мышей исследователи показали, что SLC, ELC и SDF-1α системно и локально усиливают противоопухолевый эффект, что обосновывает целесообразность применения их в клинике, особенно в сочетании с другими цитокинами, в частности IL-2 и GM-CSF.

Результативность действия тех или иных аттрактантов как на антигенпрезентирующие, так и на антигенраспознающие клетки во многом зависит от осооенностей состояния клеток. К ним относятся: 1) степень зрелости клеток-мишеней; 2) принадлежность отвечающих клеток к определенной субпопуляции; 3) фенотип клеток; 4) тип экспрессируемого рецептора. Необходимость учета указанных особенностей иллюстрирует пример ДК и Т-лимфоцитов. Так, о значении степени зрелости клеток-мишеней свидетельствуют данные, полученные при исследовании ДК, которые в этом отношении оказались наиболее изученными. Согласно этим данным, если незрелые ДК отвечают на многие хемокины, относящиеся к семейству как CC, так и к СХС, и реализуют свои эффекты в основном через CCR6, то зрелые ДК проявляют большую чувствительность к хемокинам типа ELC, SLC, которые реализуют свой эффект через другой рецептор — CCR7.

Кроме того, зрелые ДК в отличие от незрелых снижают чувствительность к большинству из перечисленных хемокинов, что связано со снижением чувствительности рецепторов к хемокинам или с их десенситизацией. Наряду с этим у зрелых ДК появляется способность отвечать на ELC; эффект осуществляется через CCR7. Эти же хемокины специфически экспрессируются ДК в районах, обогащенных Т-лимфоцитами.

Наконец, отдельные хемокины по-разному влияют на различные субпопуляции ДК, что подтверждается следующими данными. Если клетки Лангерганса избирательно мигрируют под влиянием М1Р-3α (действие осуществляется через CCR6), то ДК крови особенно чувствительны к хемокинам MCP (через CCR2), ДК-моноцитозависимые — к М1Р-1α/β (через CCR1), в то время как CD11с-ДК-предшественники (экспрессирующие или нет CD11с-αХ-цепь интегринов) не реагируют ни на один из этих цитокинов.

В настоящее время установлено, что существуют определенные различия в экспрессии рецепторов для хемокинов на Т-лимфоцитах в зависимости от их принадлежности к той или иной субпопуляции, что соответственно определяет и возможности их реагирования на тот или иной хемокин. Так, наивные Т-лимфоциты и клетки памяти экспрессируют CXCR4, Th0 - CXCR3, Th1 - CXCR3 и CCR5, a Th2 - CCR3, CCR4 и CCR5.

В табл. 1 суммированы сведения об основных хемокинах, участвующих в индукции иммунологического ответа.

При обсуждении вопроса о действии хемоаттрактантов нельзя не обратить внимание на то, что некоторые цитокины, являясь хемоаттрактантами для определенных типов клеток, могут способствовать также усилению роста опухоли. Очевидно, что эти биологически активные субстанции выполняют двоякую роль — индуцируют миграцию некоторых клеток системы иммунитета и усиливают рост опухоли. Достаточно ярким примером структур с таким механизмом действия являются IL-8 и GROα. Оба эти цитокина известны как хемоаттрактанты для нейтрофилов — клеток, обладающих большим цитотоксическим потенциалом и играющих важную роль в противоопухолевой защите. Наряду с этим они характеризуются выраженной способностью усиливать рост опухолевых клеток и способствовать их миграции.

Неоднозначная роль хемоаттрактантов особенно отчетливо проявляется и в отношении IL-8, биологические свойства которого достаточно хорошо изучены. Способность опухолевых клеток продуцировать IL-8 во многих случаях сочетается с усилением роста опухоли, что прежде всего связано с выраженным влиянием на усиление ангиогенеза. К этому следует добавить, что IL-8 способен вызывать миграцию опухолевых клеток, в частности клеток меланомы, способствуя их метастазированию.

В разделе о дифференцировочных антигенах меланомы отмечено, что еще в конце 80-х годов в супернатантах клеток меланомы был обнаружен фактор, усиливающий их рост — MGSA (melanoma growth stimulatory activity) — низкомолекулярный белок, известный как MGSA/GROα. Упоминание об этом факторе и в данном разделе обосновывается тем, что он относится к семейству СХС, состоит из 72 аминокислот, имеет 42 % структурной идентичности с 1L-8 и был определен как лиганд для IL-8. Различия в структуре с IL-8 были выражены в промежутках между 14—19 и 30—38 аминокислотными остатками. Как выяснилось в дальнейшем, этот фактор образуют не только клетки меланомы, но и многие другие клетки, включая моноциты, кератиноциты, однако именно для клеток меланомы он действует как аутокринный фактор. После идентификации а- и β-цепей рецептора IL-8 было показано, что GROα с высоким аффинитетом связывается с IL-8RP, а с низким — с IL-8Rα. Получены доказательства, что именно взаимодействие IL-8RP и GROα можно считать одним из компонентов усиления роста опухоли.

Биологические свойства GROα проявляются в усилении хемотаксиса нейтрофилов, стимуляции гликозоаминов, дегрануляции нейтрофилов, в которых под действием этого фактора увеличивается содержание внутриклеточного кальция, образование супероксидных анионов, тирозиназы. К биологическим свойствам GROα относится и его способность уменьшать экспрессию коллагена фибробластами человека (эффект дозозависим), не влияя на ингибиторы коллагеназы и тканевые ингибиторы металлопротеиназ, что дало основание рассматривать его не только как хемоаттрактант нейтрофилов, но и как регулятор обмена коллагена. Повышенная экспрессия GROα обнаружена и на клетках плоскоклеточной карциномы мышей. Появление этого фактора усиливало опухолевый рост, способствовало развитию метастазов in vivo. Указанные процессы проходили на фоне активации ядерного фактора NF-kappaB при неодинаковом влиянии продукции различных цитокинов на экспрессию GROα: IL-1α и EGF индуцировали экспрессию, αTGFβ — супрессировал. Наряду со способностью GROα взаимодействовать с β-цепью IL-8R его эффекты реализуются и через CXCR2, который экспрессируют указанные злокачественно трансформированные клетки. Имеется информация о том, что хемокин MCP-1 также способствует усилению роста меланомы.