Роль механизмов врожденного иммунитета в формировании успешного и патологического старения

ВВЕДЕНИЕ. Одним из ключевых проявлений иммуностарения считается развитие воспалительного старения (inflammaging), ведущее место в развитии которого отводится механизмам врожденного иммунитета. Предполагается, что к формированию inflammaging ведет хроническая активация паттерн-распознающих рецепторов системы врожденного иммунитета и их сигнальных путей эндогенными и экзогенными сигналами опасности. Центральную роль в этом процессе играют Toll-подобные рецепторы (TLR) и NOD-подобные рецепторы (NLR), стимуляция которых приводит к реализации эффекторных механизмов врожденной иммунной защиты, а при старении — к развитию провоспалительного фенотипа. Inflammaging может приводить как к успешному старению и долголетию, так и к патологическому старению и развитию возраст-ассоциированной патологии. На сегодняшний день исследованы отдельные рецепторные и эффекторные компоненты системы врожденного иммунитета при старении и различных возрастных патологиях. Однако проведено мало исследований, изучающих вклад компонентов врожденного иммунитета в формирование успешного старения, не проведено анализа конкретных механизмов врожденного иммунитета при различных фенотипах старения.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ — проведение комплексного исследования системы врожденного иммунитета (системы сигнальных рецепторов, компонентов инфламмасомного комплекса, цитокинов) у лиц старческого возраста и долгожителей при различных фенотипах старения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Проведено обследование 100 лиц старческого возраста, 100 долгожителей и группы сравнения, состоящей из 50 человек молодого возраста. Внутри старших возрастных групп осуществлено разделение на подгруппы физиологического и патологического фенотипа старения на основании индекса коморбидности Чарльсон, краткой батареи тестов физического функционирования и краткой шкалы оценки психического статуса. Биологическим материалом для исследования служила периферическая кровь. Уровень экспрессии генов паттерн-распознающих рецепторов TLR2, TLR4, генов инфламмасомного комплекса (NLRP3, CASP1) в лейкоцитах периферической крови оценивали методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ). Определение поверхностной экспрессии TLR на моноцитах периферической крови осуществляли методом проточной цитофлуориметрии. Концентрацию цитокинов в сыворотке крови и в культуре мононуклеарных клеток (МНК) исследуемых групп определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. Полученные данные оценивали с использованием программного пакета Statistica 14 (StatSoft, Europe) и GraphPad Prizm (Prizm, USA).

РЕЗУЛЬТАТЫ. Анализ возрастной динамики экспрессии паттерн-распознающих рецепторов TLR2, TLR4 на транскрипционном и белковом уровне выявил увеличение экспрессии TLR2 и снижение экспрессии TLR4 в группе старческого возраста и долгожителей по сравнению с обследованными молодого возраста. При фенотипе успешного старения регистрировалось увеличение экспрессии TLR2 как у лиц старческого возраста, так и у долгожителей. При фенотипе патологического старения наблюдалась гиперэкспрессия TLR2 у обследованных старческого возраста и снижение экспрессии TLR2 у долгожителей. Не выявлено достоверных отличий в экспрессии гена и белка TLR4 у лиц старших возрастных групп в зависимости от фенотипа старения. В результате оценки экспрессии генов инфламмасомного комплекса показано увеличение экспрессии гена NLRP3 в лейкоцитах периферической крови обследованных старческого возраста и долгожителей в 20 и 23 раза соответственно, по сравнению с молодыми донорами. При фенотипе патологического старения как у лиц старческого возраста, так и у долгожителей наблюдалась гиперэкспрессия генов инфламмасомного комплекса (NLRP3, CASP1), что может быть связано с риском развития возраст-ассоциированной патологии. Так как основным результатом активации NLRP3 инфламмасомы является процессинг провоспалительных цитокинов до биологически активной формы, проведена оценка уровня цитокинов IL-1β и IL-18 в сыворотке крови и в культуре МНК исследуемых возрастных групп. У долгожителей наблюдалось повышение уровней IL-1β и IL-18 в сыворотке крови по сравнению с лицами старческого возраста и молодыми донорами. Не выявлено отличий в содержании IL-1β в сыворотке крови между группами успешного и патологического старения. Показано увеличение концентрации IL-1β в культуре МНК при старении, более выраженное при фенотипе патологического старения.

ВЫВОДЫ. Таким образом, повышение уровня экспрессии гена TLR2 может рассматриваться в качестве маркера успешного старения, а повышение экспрессии гена NLRP3 и концентрации IL-1β в культуре МНК — в качестве маркеров патологического старения у лиц старческого возраста и долгожителей. Выявленные маркеры фенотипов старения позволят проводить своевременную профилактику возраст-ассоциированной патологии для продления здорового долголетия.