The NETosis phenomena as a functional features of peripheral blood neutrophils and its role in the pathogenesis of infections and oncological diseases: A review

Full Text

Введение

Нейтрофильные лейкоциты – самая многочисленная популяция лейкоцитов, именно они являются одним из первых клеточных барьеров, который препятствует проникновению и распространению инфекции в организме. Эти клетки терминально дифференцированы, у них короткая продолжительность жизни и низкий уровень экспрессии генов. Попадая в кровеносное русло, они уже имеют весь необходимый для уничтожения микроорганизмов набор белков. В случае возникновения инфекции нейтрофилы под влиянием сигнальных цитокинов направляются в инфицированные ткани, где сталкиваются с вторгшимися микробами. Это столкновение приводит к активации нейтрофилов и поглощению патогена фагосомой. В фагосоме для антимикробной активности требуются два события. Во-первых, предварительно синтезированные субъединицы NADPH-оксидазы собираются на фагосомальной мембране и передают электроны кислороду с образованием супероксидных анионов. Они самопроизвольно или каталитически дисмутируют с образованием диоксида углерода и перекиси водорода. В совокупности супероксидные анионы, диоксид углерода и перекись водорода называются активными формами кислорода (АФК). Во-вторых, гранулы нейтрофилов сливаются с фагосомой, выделяя антимикробные пептиды и ферменты. В фагосоме микроорганизмы подвергаются воздействию высоких концентраций АФК и цитотоксических гранул. Вместе они ответственны за уничтожение микробов. Гуморальные неспецифические факторы защиты, продуцируемые нейтрофильными лейкоцитами (комплемент, лизоцим, интерферон, миелопероксидаза, катионные белки), обладают мощным антимикробным действием. Классической антибактериальной функцией нейтрофилов считаются фагоцитоз и внутриклеточный киллинг микроорганизмов [1].

Важным механизмом противоинфекционной защиты нейтрофилов является НЕТоз – формирование так называемых нейтрофильных внеклеточных ловушек (НВЛ), феномена, обозначаемого в англоязычной литературе как Neutrophil extracellular traps (NETs).

Впервые новый механизм антимикробного действия нейтрофилов, представляющий собой формирование во внеклеточном пространстве сетевидных структур из нитей ДНК, связанных с антимикробными белками, гистонами и цитотоксическими гранулами, описан относительно недавно, в 2004 г., и продемонстрирован в проведенных исследованиях [2]. Достаточно поздний факт открытия этого феномена объясняется малыми размерами НВЛ, нестабильностью, хрупкостью ловушек; трудностью их детекции; практически полным их отсутствием в периферической крови у здоровых людей. НВЛ обеспечивают высокую локальную концентрацию противомикробных молекул, которые эффективно убивают широкий спектр микробов (грамположительные и грамотрицательные бактерии, грибы) и обеспечивают важнейший врожденный защитный иммунный механизм. Описывается роль НВЛ при различных патологических процессах. Значительное количество НВЛ выявляется в местах воспаления, как это продемонстрировано при аппендиците человека и в экспериментальной модели шигеллеза. Показано, что сетки имеют значение in vivo при преэклампсии у человека и стрептококковых инфекциях, вызывающих некротизирующий фасциит и пневмококковую пневмонию.

И хотя данный феномен обнаружен более 15 лет назад, конкретные сигнальные события, приводящие к формированию НВЛ, все еще в значительной степени неясны.

Тот факт, что присутствие НВЛ в крови здоровых людей – крайне редкая ситуация, позволяет рассматривать формирование НВЛ как своеобразный биологический маркер различных патологических состояний. В этом контексте представляется важным проанализировать роль данного феномена в развитии различных патологических состояний, включая онкологический процесс, при котором формирование НВЛ и особенности нейтрофилов могут являться как прогностическим фактором, так и возможной химиотерапевтической мишенью.

Механизмы формирования НВЛ

Морфологическая последовательность событий при формировании НВЛ следующая: активированные нейтрофилы инициируют процесс, при котором сначала теряется классическая дольчатая морфология ядра и исчезают различия между эухроматином и гетерохроматином. Затем растворяются все внутренние мембраны и активные компоненты НВЛ смешиваются. После этого в результате процесса, биологически отличного и от апоптоза, и от некроза, происходит разрыв цитоплазматической мембраны и формируется экстрацеллюлярная часть ловушки. Этот процесс гибели нейтрофилов получил название НЕТоз. Основная форма образования НВЛ – это так называемый суицидальный НЕТоз, который приводит к гибели нейтрофилов и характеризуется указанными выше последовательными морфологическими изменениями [3].

Вместе с тем существует и так называемый витальный НЕТоз, когда нейтрофилы остаются жизнеспособными и высвобождают только части своей ядерной или митохондриальной ДНК. Достаточно подробно оба механизма НЕТоза, их длительность и последовательность событий на уровне нейтрофила описаны в недавнем обзоре А. Палладиной и соавт. [4].

Не вызывает сомнений, что ведущая роль в формировании НВЛ принадлежит фагоцитарному коферменту никотинамидадениндинуклеотидфосфату (NADPH) – оксидазе, образующей АФК. При инфекции образование АФК может способствовать как внутрифагосомальному уничтожению живых нейтрофилов, так и посмертному уничтожению нейтрофилов, уже сформировавших НВЛ. Предварительная обработка нейтрофилов, стимулированных форболмиристатацетатом (PMA) или золотистым стафилококком в сочетании с ингибитором NADPH-оксидазы дифенилен иодонием (DPI), предотвращала формирование НВЛ.

Рассматривая более детально механизм и условия формирования НВЛ на внутриклеточном уровне, на данном этапе наших знаний можно сказать следующее.

При участии протеинкиназы С (РКС) митохондриальные АФК (мтАФК) стимулируют NADPH-оксидазу [5], а внутриклеточные киназы (семейство Src-киназ), стимулирующие РКС, активируются под действием АФК [6]. В исследовании N. Vorobjeva и соавт. [7] продемонстрировано повышение активности мтАФК и NADPH-оксидазы за счет сигнала от G-белок-связанного рецептора формилметионил- лейцил-фенилаланина (fMLP), который индуцирует освобождение Ca²⁺ из внутриклеточного депо, а также Ca²⁺-независимую активацию фосфоинозитид-3-киназы (PI3K). Ca²⁺-зависимая активация образования мтАФК может служить одним из основных источников АФК в случае индукции формирования НВЛ, вызванного, в частности, иономицином [8]. Эти данные также подтверждают, что возможны два разных механизма НЕТоза, один из которых не зависит от NADPH-оксидазы [9]. Генерация мтАФК, вызванная fMLP (формилметионил-лейцил-фенилаланин, бактериальный пептид) и А23187 (кальцимицин, ионофор кальция), напрямую зависит от открытия митохондриальной поры (mPTP) [10]. Интересно, что при активации НЕТоза под действием fMLP не происходило набухания митохондрий, характерного для длительного открытия митохондриальных пор. Возможно, что в данном случае происходило кратко- временное открытие поры, вызванное повышением концентрации ионов кальция (Са²⁺) в цитоплазме [10]. Напротив, при активации НЕТоза под действием А23187, который также зависел от открытия mPTP, наблюдалось набухание митохондрий, которое совпадало с деконденсацией хроматина и разрушением ядерной оболочки [10]. Высокая концентрация цитоплазматического Ca²⁺, образующаяся под действием кальциевого ионофора А23187, привела к продолжительному открытию mPTP. Это повлекло за собой образование больших концентраций мтАФК из-за выхода из митохондрий основных компонентов антиоксидантной защиты [10]. Таким образом, условия формирования НВЛ зависят от типа инициирующего агента.

АФК, образуемые NADPH-оксидазой, проникают назад в клетку, стимулируя тем самым открытие mPTP и усиливая НЕТоз [10].

Дегрануляция нейтрофилов с высвобождением белков из гранул и выход их в цитозоль является ключевым моментом при НЕТозе. Это касается прежде всего выхода именно азурофильных гранул, содержащих различные белки, некоторые из них представлены сериновыми протеазами – нейтрофильная эластаза (NE), катепсин G и миелопероксидаза (МРО) [5]. АФК способствуют выходу сериновых протеаз из гранул в цитозоль. Сериновые протеазы мигрируют в ядро, способствуя деконденсации хроматина и разрушению ядерной оболочки [11]. Помимо сериновых протеаз в ядро также поступает пептидил-аргинин-дезаминаза 4 (PAD4), которая активирует цитруллинирование гистонов и способствует окончательной деконденсации хроматина. Протеолитическое повреждение ядерной пластинки и деконденсация хроматина приводят к разрушению ядерной оболочки и выходу хроматина в цитоплазму [5]. На завершающей стадии витального НЕТоза происходит образование пор в плазматической мембране для выхода хроматина. Поры формируются с помощью специального белка газдермина D (GSDMD), расщепление и активация которого происходят за счет нейтрофильной эластазы. Есть предположение, что газдермин D формирует поры не только в плазматической, но и ядерной мембране [12].

Под действием RIP киназ происходит активация другого порообразующего белка – MLKL (Mixed lineage kinase domain like pseudokinase), ключевого активатора некроза, что также приводит к выбросу НВЛ, представляющих собой, как уже отмечено, деконденсированный хроматин и белки, вышедшие из гранул (рис. 1) [13].

 

Рис. 1. Схема механизма НЕТоза. / Fig. 1. Scheme of the NETos mechanism.

 

Лучшее доказательство необходимости NADPH-оксидазы для экструзии НВЛ получено в экспериментах, проведенных на нейтрофилах человека, полученных от пациентов с хронической гранулематозной болезнью (ХГБ). Биологической особенностью пациентов с ХГБ являются мутации в одной из субъединиц ферментативного комплекса NADPH-оксидазы, приводящие к отсутствию или значительному уменьшению дыхательного выброса нейтрофилов. В этом же исследовании обнаружен независимый от NADPH-оксидазы механизм формирования НВЛ. Так, нейтрофилы больных ХГБ не формируют НВЛ в ответ на PMA или Staphylococcus aureus, но вместе с тем формирование НВЛ все-таки происходит, если используются NADPH-независимые источники АФК. Так, добавление внеклеточного источника АФК, глюкозооксидазы и глюкозы обошло необходимость в АФК, продуцируемых NADPH-оксидазой, и вызвало DPI-независимое образование НВЛ. Данные по формированию НВЛ независимым от NADPH-оксидазы способом постепенно накапливаются. Например, формирование НВЛ по суицидальной форме, стимулируемое определенными бактериями и грибами, требует NADPH-оксидазы, в то время как экструзия НВЛ по витальному типу, индуцируемая другими бактериями, паразитами и большинством воспалительных микрокристаллов, не включает АФК, генерируемые данным коферментом [2, 14, 15]. Следует отметить, что NADPH- оксидазу нельзя считать специфичным для НВЛ белком, поскольку она также необходима для осуществления нейтрофилами внутриклеточного фагоцитоза.

Одним из важных событий в формировании НВЛ является цитруллинирование гистонов ферментом PAD4. Данный фермент присутствует в нейтрофилах в большом количестве и перемещается в ядро при повышении концентрации цитозольного кальция, опосредуя там превращение остатков аргинина в цитруллин в белках-мишенях, в первую очередь в гистонах, что, как предполагалось, приводит к деконденсации хроматина [16].

На момент описания данного феномена PAD4 предложен в качестве специфического и универсального посредника формирования НВЛ и маркера их формирования, но результаты дальнейших исследований показали, что НВЛ также могут формироваться независимым от PAD4 способом.

Одними из ключевых активаторов нейтрофилов и посредников образования НВЛ являются цитокины: интерлейкин (ИЛ)-8, ИЛ-18, ИЛ-1β. Они, как уже сказано ранее, обеспечивают направленный хемотаксис нейтрофилов в очаг воспаления, опосредуя повышенное образование НВЛ. В свою очередь НВЛ могут стимулировать фагоцитирующие клетки для выработки цитокинов и тем самым оказывать повреждающее действие на ткани. Такой механизм продемонстрирован при изучении причин повреждения легочного эпителия у пациентов при COVID-19 [17, 18].

В иммунопатогенезе COVID-19 участвуют воспалительные цитокины, среди которых содержится ИЛ-1β. Существует и обратная связь, когда НВЛ стимулируют макрофаги для выработки ИЛ-1β. Именно этот факт позволил предположить наличие повреждения альвеол и легочного эндотелия у пациентов с выраженным прогрессированием COVID-19 [17, 18]. Продемонстрировано участие ИЛ-8 и ИЛ-18 в формировании НВЛ при раке яичников. Их действие приводило к снижению числа НВЛ и повышению индекса НВЛ, что, возможно, свидетельствует о снижении киллерной функции нейтрофилов [19].

Феномен НВЛ и его значение для организма

Феномен НВЛ имеет двоякое значение для организма: с одной стороны, он имеет защитную функцию, а с другой – может способствовать формированию и усугублению тяжести течения целого ряда патологических состояний, включая тромбообразование, аутоиммунные заболевания и злокачественные новообразования.

В случае продолжительного образования НВЛ по типу обратной связи происходит стимуляция многих патологических процессов [18]. Считается, что чрезмерно активное образование НВЛ может вызвать каскад воспалительных реакций, которые способствуют метастазированию раковых клеток, разрушают окружающие ткани, способствуют микротромбозу и приводят к необратимому повреждению органов легочной, сердечно-сосудистой и почечной систем [20].

В качестве примера позитивного влияния феномена НВЛ можно привести положительную роль НЕТоза в лечении грибкового кератита. У всех пациентов выявлено образование НВЛ, но у пациентов с большим их количеством грибковый кератит протекал значительно легче [21]. НВЛ при остром воспалительном процессе предотвращают диссеминацию инфекционных патогенов с помощью своей цитотоксической активности, способствуя миграции гранулоцитов в воспалительный очаг [22, 23].

Особый вклад НЕТоз вносит в развитие заболеваний легких, и здесь функция НВЛ неоднозначна. С одной стороны, они участвуют в элиминации грибковой микробиоты из легочной ткани и защищают дыхательные пути от инфекции, а с другой – их избыточное накопление способствует снижению легочной функции и легочной вентиляции. Нельзя обойти вниманием такой факт, что многие патогены вырабатывают ферменты, способные расщеплять НВЛ [24].

НЕТоз может приводить к таким осложнениям, как острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), бронхиальная астма, так, в мокроте больных ХОБЛ выявляется повышенное содержание НВЛ. При этом количество нейтрофильных ловушек в мокроте у больных ХОБЛ напрямую коррелирует с тяжестью течения [25, 26]. Образование ловушек приводит к повреждению альвеол и легочного эндотелия у пациентов с COVID-19.

Так, в случае ОРДС установлено, что уровни НВЛ в плазме выше у пациентов с ОРДС, ассоциированным с переливанием крови, чем у пациентов без ОРДС. Повышение уровней формирования НВЛ в крови у пациентов с ОРДС, ассоциированной с пневмонией, коррелирует с тяжестью заболевания и смертностью. Отмечено также повышение внеклеточных гистонов в бронхоальвеолярных лаважах и плазме крови пациентов с ОРДС. Имеются убедительные экспериментальные доказательства, подтверждающие роль гистонов в ОРДС и сепсисе. При этом в экспериментальной модели повреждения легких показано, что НВЛ формируются в ответ на различные стимулы, вызывающие ОРДС, а предотвращение их формирования или элиминация НВЛ уменьшают повреждение легких и увеличивают выживаемость.

Показана отрицательная роль НВЛ при муковисцидозе, когда слизистые выделения, содержащие внутриклеточную ДНК (собственно НВЛ), нарушают газообмен легких. При этом чрезмерная продукция неспецифической эластазы НВЛ делает слизь густой и вязкой, что не только ухудшает вентиляцию, но и способствует колонизации бактерий. В свою очередь бактериальная колонизация дополнительно способствует рекрутированию нейтрофилов и образованию НВЛ, увеличивая вязкость слизи и, следовательно, снижая дыхательную функцию пациента.

Одним из белков хроматина является high-mobility group protein B1 (HMGB1), или амфотерин, один из ключевых медиаторов воспаления, прототип молекул клеточной опасности, который индуцирует особый тип клеточной гибели – пироптоз. Установлено, что формирование НВЛ в случае септического воспаления ассоциировано с высвобождением НМGB1 и индуцирует пироптоз перитонеальных макрофагов, приводящий к активации ядерного фактора NFκB и усиливая секрецию фактора некроза опухоли α, ИЛ-1β, ИЛ-6 и ИЛ-12, что снова создает петлю обратной связи и в итоге приводит к неуправляемому воспалению и гибели пациента [27].

НВЛ, поддерживая избыточную воспалительную реакцию, способствуют образованию тромбов в сосудах [23]. Взаимодействие НВЛ с поврежденным эндотелием и тромбоцитами играет очень важную роль в тромбообразовании и патогенезе ряда заболеваний. Так, ДНК входящие в состав НВЛ, при попадании в плазму крови активируют выработку тромбина независимо от тканевого фактора, также запускают каскад реакций, которые приводят к активации XIIa, затем активации XI фактора и генерации тромбина [28]. С помощью ДНК образуются устойчивые комплексы из тромбина и фибрина, нарушающие процесс фибринолиза [28]. Гистоны, входящие в состав NET, вызывают генерацию тромбина также в отсутствие тканевого фактора в плазме, богатой тромбоцитами. Они вызывают активацию V фактора, увеличивая активность протромбиназного комплекса, и активируют протеин С, приводя к синтезу тромбина в присутствии тромбомодулина [29]. Вслед за повреждением эндотелия в эту зону привлекаются нейтрофилы, которые запускают каскад тромботических реакций путем формирования НВЛ и доставки тканевого фактора, при этом важную роль в формировании тромба принимают нейтрофильные протеазы – NE и катепсин G (CG) [30]. В настоящее время продемонстрированы корреляции между активностью НЕТоза и тяжестью инфаркта и ишемического инсульта. Показано прямое влияние на тяжесть процесса количества образования НВЛ и связанных с ними тромбоцитов [31].

Изучена роль НВЛ в механизме коагуляции и тромбообразования у пациентов с COVID-19, показано, что тяжесть процесса коррелировала с количеством образованных NET. В ходе исследования получены данные о влиянии на этот процесс НЕТоза [32]. Механизм тромбообразования в данном случае стандартен – поврежденный эндотелий вызывает высвобождение фактора Виллебранда, который активирует тромбоциты. Они в свою очередь активируют нейтрофилы и образование ими НВЛ, которые, как сети, улавливают тромбоциты, эритроциты и фибрин, приводя к развитию тромбов у пациентов с COVID-19 [32].

Поскольку компоненты НВЛ вызывают выработку антител, закономерно, что НЕТоз также участвует в развитии аутоиммунных заболеваний.

Например, при системной красной волчанке появляется особая форма нейтрофилов, их называют нейтрофилы низкой плотности (ННП). Под действием интерферона α/β они выделяют провоспалительные цитокины и быстрее подвергаются НЕТозу, нежели обычные нейтрофилы. При этом происходит выброс ядерной и митохондриальной ДНК, LL-37, HMGB1, которые являются аутоантигенами и распознаются провоспалительными рецепторами врожденного иммунитета TLR4 [33].

При серопозитивном ревматоидном артрите нейтрофилы являются источником цитруллинированных аутоантигенов в суставах и внутренних органах. Молекулы опасности, DAMPs, циркулирующие в крови пациентов, взаимодействуют с аутоантителами и образуют иммунные комплексы, которые захватываются НВЛ и распознаются плазмоцитоидными дендритными клетками [34]. Образуемые при гибели нейтрофилов НВЛ и DAMPs выступают как факторы прогрессии артрита [33]. Имеются наблюдения о роли НЕТоза в таких аутоиммунных заболеваниях, как васкулит, антифосфолипидный синдром, рассеянный склероз и псориаз [35].

Большое количество исследований, проведенных на экспериментальных моделях и у пациентов с онкологическими заболеваниями, показало значительный вклад НВЛ в развитие опухоль-ассоциированных венозных и артериальных тромбозов [36]. С учетом данных фактов НВЛ и участников цепочки формирования ловушек можно рассматривать как факторы прогноза, а также как возможную терапевтическую мишень при формировании опухоль-ассоциированных тромбозов.

Таким образом, НЕТоз является одним из важных регуляторов гомеостаза и врожденного иммунного ответа и, как и любой защитный иммунный механизм, может играть как положительную, так и отрицательную для организма роль [37–39].

Нейтрофилы и роль НВЛ при злокачественных новообразованиях

Долгое время нейтрофилы считались достаточно простыми клетками врожденной иммунной системы. Благодаря подробному изучению функций нейтрофилов интерес к данной популяции клеток возрастает. Как уже отмечено, проведенные исследования доказывают участие нейтрофилов в онкологическом процессе, аутоиммунных заболеваниях, тромбообразовании и хронических воспалительных реакциях [40]. Исследования продемонстрировали активное участие нейтрофилов в онкологическом процессе, а именно в ангиогенезе, прогрессировании, облегчении экстравазации раковых клеток. Микроокружение опухоли способно перепрограммировать нейтрофилы, как активируя их противоопухолевую активность, так и, наоборот, запуская механизмы канцерогенеза [41].

У пациентов со злокачественными новообразованиями обнаружены и охарактеризованы 2 типа нейтрофилов: ННП и нейтрофилы высокой плотности. В настоящее время существует концепция относительно того, что формирование НВЛ возможно только из ННП [4]. Несмотря на достаточно активную дискуссию в зарубежной литературе, больше фактов убеждает нас в том, что данные типы нейтрофилов не являются отдельными популяциями, а под влиянием разного рода факторов из одной формы могут переходить в другую, тем самым проявляя свою пластичность. Они выполняют двойную функцию. Могут быть частью воспаления, способствующего развитию опухоли путем запуска ангио- генеза, ремоделирования внеклеточного матрикса, метастазирования и иммуносупрессии. И, наоборот, нейтрофилы могут способствовать противоопухолевому ответу путем прямого уничтожения опухолевых клеток и участия в клеточных сетях, которые опосредуют противоопухолевую резистентность [42]. Следует отметить, что именно нейтрофилы являются регуляторами поляризации макрофагов М1 и М2 типов. ННП обладают низкой способностью к фагоцитозу, миграции и при стимуляции интерфероном-γ и гранулоцитарно- макрофагальным колониестимулирующим фактором экспрессируют PDL1, что, возможно, усиливает супрессорные свойства ННП [43]. Увеличение концентрации ННП у онкологических пациентов является достаточно поздним событием канцерогенеза, возможно, ННП участвуют в росте опухоли, но этот механизм еще до конца не изучен. Разнообразие и пластичность нейтрофилов лежат в основе двойного потенциала в микроокружении опухоли [42].

Предполагается, что образование НВЛ является одним из важных событий метастатического каскада, при котором роль нейтрофилов изучается достаточно детально. Так, на экспериментальных моделях продемонстрирована активация нейтрофилов с последующим формированием НВЛ в случае попадания клеток рака молочной железы (РМЖ) в легкие. Вокруг метастатических клеток рака легкого у мышей описаны сетеподобные структуры, образованные нейтрофилами [44]. НВЛ стимулировали миграцию и инвазию клеток РМЖ in vitro.

Возможные механизмы участия НВЛ в метастазировании могут быть различны. Предполагают, что нейтрофильные ловушки могут притягивать циркулирующие опухолевые клетки в ткани либо увеличивать проницаемость сосудов, тем самым облегчать экстравазацию опухолевым клеткам [4]. В одном из исследований показано, что воспаление в легких и, соответственно, привлечение в очаг воспаления нейтрофилов с образованием НВЛ может активировать единичные «спящие» раковые клетки и приводить к формированию клинически значимых легочных метастазов [45].

Подтверждением значительной роли НВЛ при метастатических опухолях являются и клинические наблюдения. Например, у пациентов с саркомой Юинга в случае метастатического поражения в крови присутствует значительное количество НВЛ [46]. Также продемонстрировано, что НВЛ в большом количестве циркулируют в крови у пациентов с различными формами рака легкого, поджелудочной железы, мочевого пузыря и при колоректальном раке [47]. В исследовании B. Hsu и соавт. показано, что ННП посредством формирования НВЛ способствуют образованию метастазов РМЖ в печени (рис. 2) [48].

 

Рис. 2. Схема механизма метастазирования с помощью NETs. / Fig. 2. Scheme of the metastasis mechanism using NETs.

 

Немаловажную роль, как уже сказано, НЕТоз играет в тромбообразовании, что является одной из нередких причин смерти у пациентов с онкологическим заболеванием. На различных экспериментальных моделях продемонстрировано, что повышенное количество нейтрофилов и образованные ими НВЛ в опухолевой ткани повышают риск венозных тромбозов [16]. Тканевой фактор опухоли, связанный с НВЛ, запускает процессы тромбообразования и неоангиогенеза, тем самым обеспечивая метаболическую поддержку опухолевым клеткам [16]. В одном из исследований продемонстрирована взаимосвязь повышения биомаркеров образования НВЛ в плазме крови с высоким риском тромбообразования у онкологических больных [49]. Учитывая данные факты непосредственного участия НВЛ в тромбообразовании у онкологических пациентов, можно рассматривать данный процесс как дополнительную мишень тромбопрофилактики, а определение маркеров НВЛ в плазме крови пациентов может являться предикторным фактором тромбообразования.

Естественно, осуществлялся поиск возможных блокаторов НЕТоза, и, конечно, наиболее удобной противоопухолевой мишенью при НЕТозе является экстрацеллюлярная часть ДНК. Установлено, что применение ДНКазы блокировало формирование НВЛ. Также ДНКаза способствовала уменьшению метастазов в легких у мышей [50]. Однако на данный момент препарат ДНКазы существует только в одной лекарственной форме – ингаляционной. Применяется он при муковисцидозе, снижая вязкость мокроты за счет разрушения НВЛ [51]. Для доставки ДНКазы в кровоток и ткани требуется парентеральное введение препарата, что актуально у пациентов со злокачественными новообразованиями, однако препарат обладает высокой токсичностью при таком пути введения, это составляет определенные трудности его применения у данной категории пациентов.

На экспериментальных моделях также продемонстрировано прерывание процесса формирования НВЛ при ингибировании PAD4 [52]. Так, простагландин Е2 ингибирует образование НВЛ, вызванное опухолевыми клеткам, как и хлорин, способствует ингибированию NET и снижению тромбообразования онкологических пациентов [53]. Интересным в этом аспекте является применение витамина D₃, который продемонстрировал снижение образования НВЛ. Выполнялся забор капиллярной крови у пациентов до приема витамина D₃, затем через 1, 3 и 7 сут после начала приема препарата и через 7 сут после окончания. Стимулировали образование НВЛ добавлением форбол-миристат-ацетата (ФМА). Прием витамина D₃ приводил к тому, что образование НВЛ постепенно уменьшалось и через 7 сут после начала приема полностью прекращалось. После окончания приема витамина D₃ образование НВЛ восстанавливалось полностью [54].

Таким образом, вопрос о лекарственном препарате, который будет селективно воздействовать на НВЛ, но в то же время не будет обладать иммуносупрессивным действием или излишним иммуностимулирующим действием на другие механизмы иммунной системы, играющие важную роль в формировании противоопухолевого иммунитета, пока остается открытым.

Нейтрофильные лейкоциты – популяция, очень чувствительная к химиотерапии, что приводит к нейтропении. Для стимуляции образования нейтрофилов в костном мозге и выхода их в кровоток используют препараты гранулоцитарного колониестимулирующего фактора, но это способствует в основном образованию незрелых форм нейтрофилов, образующих ННП, способных к формированию НВЛ [41]. Кроме того, секреция гранулоцитарного колониестимулирующего фактора собственно опухолевыми клетками также способствует увеличению ННП, соответственно, это приводит к активному НЕТозу и метастазированию [48].

Учитывая все сказанное, НЕТоз можно рассматривать как новую терапевтическую мишень в комплексном лечении онкологического пациента. Принимая во внимание этапы развития НЕТоза, можно предположить возможные точки приложения фармакотерапии (рис. 3).

 

Рис. 3. Возможные новые мишени фармакотерапии злокачественных новообразований, учитывая механизм НЕТоз (представлено автором). / Fig. 3. Possible new targets of pharmacotherapy for malignant neoplasms, given the mechanism of NETosis (presented by the author).

 

Большая часть препаратов, подавляющая образование НВЛ, также подавляет механизмы иммунной системы в целом. Поэтому актуален поиск наиболее эффективных и безопасных агентов, предотвращающих развитие феномена НЕТоза. Одним из возможных препаратов может являться, например, иммуномодулятор со свойствами иммуноадъюванта – азоксимера бромид, который в экспериментальных исследованиях in vitro показал способность ингибировать образование НВЛ и НЕТоз на поздних стадиях [55]. Как сказано, он одновременно играет защитную роль и является одним из ключевых механизмов патогенеза многих заболеваний.

Заключение

Открытие НЕТоза дает возможность по-новому взглянуть на участие нейтрофилов в опухолевом процессе. Подробное изучение каждого этапа НЕТоза позволит найти определенные терапевтические мишени, ингибирование которых предотвратит прогрессирование и метастазирование опухолевого процесса, а также развитие многих других заболеваний. Оценка феномена НЕТоза и выявление НВЛ в крови могут рассматриваться как маркер прогноза у онкологических пациентов. Изучение данного процесса является актуальным и рассматривается как еще одна точка приложения иммунотерапии в борьбе со злокачественными новообразованиями.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.

About the authors

Anastasia E. Glukhareva

Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Center

Author for correspondence.
Email: gluharevaa78@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4122-1569
SPIN-code: 6093-0578
Scopus Author ID: 1069449

Clinical Resident

Russian Federation, Obninsk

Grigory V. Afonin

Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Center

Email: Dr.G.Afonin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7128-2397
SPIN-code: 9039-6110
Scopus Author ID: 896307
ResearcherId: О-3150-2017

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Obninsk

Angelika A. Melnikova

Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Center

Email: angelik_melnikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7229-2813
SPIN-code: 4197-1929
Scopus Author ID: 1118349

Res. Officer

Russian Federation, Obninsk

Lyudmila Yu. Grivtsova

Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Center

Email: grivtsova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9103-9688
SPIN-code: 4423-6844
Scopus Author ID: 583894

D. Sci. (Biol.)

Russian Federation, Obninsk

Ilya V. Kolobaev

Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Center

Email: kolobaeviv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3573-6996
SPIN-code: 1382-5529
Scopus Author ID: 878091

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Obninsk

Sergei A. Ivanov

Tsyb Medical Radiological Research Centre – branch of the National Medical Research Radiological Center

Email: gluharevaa78@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7689-6032
SPIN-code: 4264-5167
Scopus Author ID: 16070399200
ResearcherId: N-8221-2017

D. Sci. (Med.), Prof. RAS

Russian Federation, Obninsk

Andrei D. Kaprin

National Medical Research Radiological Center; People’s Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: gluharevaa78@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8784-8415
SPIN-code: 1759-8101
Scopus Author ID: 96775

D. Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS

Russian Federation, Obninsk; Moscow

References

Supplementary files