Особенности интерлейкинового статуса у пациентов с сахарным диабетом 1 типа

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Прошло сто лет со дня первого применения инсулина как основного средства терапии сахарного диабета 1 типа. За это время достигнут значимый прогресс в развитии инсулинотерапии, включая разработку новых рецептур инсулина и методов его доставки. Вместе с тем, с годами расширяя знания об иммунопатогенезе сахарного диабета 1 типа, врачи стараются выйти на совершенно новый уровень возможностей в лечении данного заболевания. На этом уровне станут доступны способы иммунотерапевтического воздействия на те звенья аутоиммунных цепей, которые сегодня ограничивают как терапию пациентов с диабетом 1 типа, так и развитие идеи трансплантации стволовых β-клеток из-за отсутствия целостного понимания путей преодоления посттрансплантационной иммунной агрессии в отношении β-клеток.

В обзоре обобщены современные представления об известных интерлейкинах, участвующих в качестве важнейших посредников в фазах инициации и иммуноопосредованной деструкции β-клеток поджелудочной железы. Рассмотрены достижения в изучении роли ключевых интерлейкинов в патофизиологии аутоиммунного диабета для разметки потенциальных точек приложения иммуномодулирующей таргетной терапии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Михаил Эрикович Маилян

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: mailyan_mikhail@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3387-5861
SPIN-код: 2983-9071

MD

Россия, Санкт-Петербург

Максим Игоревич Пугачев

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: kenig.max@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5523-8233
SPIN-код: 1549-6552

канд. мед. наук

Россия, Санкт-Петербург

Сергей Борисович Шустов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: sbs5555@mail.ru
SPIN-код: 5237-2036
ResearcherId: O-9450-2015

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Владимир Владимирович Салухов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vlasaluk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1851-0941
SPIN-код: 4531-6011
Scopus Author ID: 55804184100

д-р мед. наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург

Павел Алексеевич Ливарский

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: livarsly.98@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0382-266X
SPIN-код: 1080-4234

MD

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Lu J., Liu J., Li L. et al. Cytokines in type 1 diabetes: mechanisms of action and immunotherapeutic targets // Clin. Transl. Immunology. 2020. Vol. 9, No. 3. P. e1122. doi: 10.1002/cti2.1122
  2. Opal S.M., DePalo V.A. Anti-inflammatory cytokines // Chest. 2000. Vol. 117, No. 4. P. 1162–1172. doi: 10.1378/chest.117.4.1162
  3. Leite N.C., Pelayo G.C., Melton D.A. Genetic manipulation of stress pathways can protect stem-cell-derived islets from apoptosis in vitro // Stem Cell Reports. 2022. Vol. 17, No. 4. P. 766–774. doi: 10.1016/j.stemcr.2022.01.018
  4. International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas. 9th ed. Brussels: IDF, 2019.
  5. Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. и др. Сахарный диабет в Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность, параметры углеводного обмена и структура сахароснижающей терапии по данным Федерального регистра сахарного диабета, статус 2017 г // Сахарный диабет. 2018. Т. 21, № 3. С. 144–159. doi: 10.14341/DM9686
  6. Eizirik D.L., Sammeth M., Bouckenooghe T. et al. The human pancreatic islet transcriptome: expression of candidate genes for type 1 diabetes and the impact of pro-inflammatory cytokines // PLoS Genet. 2012. Vol. 8, No. 3. P. e1002552. doi: 10.1371/journal.pgen.1002552
  7. Insel R., Dunne J.L. JDRF’s vision and strategy for prevention of type 1 diabetes // Pediatr. Diabetes. 2016. Vol. 17 Suppl 22. P. 87–92. doi: 10.1111/pedi.12326
  8. Todd J.A., Evangelou M., Cutler A.J. et al. Regulatory T cell responses in participants with type 1 diabetes after a single dose of interleukin-2: A non-randomised, open label, adaptive dose-finding trial // PLoS Med. 2016. Vol. 13, No. 10. P. e1002139. doi: 10.1371/journal.pmed.1002139
  9. Primavera M., Giannini C., Chiarelli F. Prediction and prevention of type 1 diabetes // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2020. Vol. 11. P. 248. doi: 10.3389/fendo.2020.00248
  10. Melton D. The promise of stem cell-derived islet replacement therapy // Diabetologia. 2021. Vol. 64, No. 5. P. 1030–1036. doi: 10.1007/s00125-020-05367-2
  11. Siehler J., Blochinger A.K., Meier M., Lickert H. Engineering islets from stem cells for advanced therapies of diabetes // Nat. Rev. Drug Discov. 2021. Vol. 20, No. 12. P. 920–940. doi: 10.1038/s41573-021-00262-w
  12. Shen S., Sckisel G., Sahoo A. et al. Engineered IL-21 cytokine muteins fused to Anti-PD-1 antibodies can improve CD8+ T cell function and anti-tumor immunity // Front. Immunol. 2020. Vol. 11. P. 832. doi: 10.3389/fimmu.2020.00832
  13. Lowe C.E., Cooper J.D., Brusko T. et al. Large-scale genetic fine mapping and genotype-phenotype associations implicate polymorphism in the IL2RA region in type 1 diabetes // Nat. Genet. 2007. Vol. 39, No. 9. P. 1074–1082. doi: 10.1038/ng2102
  14. Lenardo M.J. Interleukin-2 programs mouse αβ T lymphocytes for apoptosis // Nature. 1991. Vol. 353, No. 6347. P. 858–861. doi: 10.1038/353858a0
  15. Johnston R.J., Choi Y.S., Diamond J.A. et al. STAT5 is a potent negative regulator of TFH cell differentiation // J. Exp. Med. 2012. Vol. 209. P. 243–250. doi: 10.1084/jem.20111174
  16. Serr I., Daniel C. Regulation of T follicular helper cells in islet autoimmunity // Front. Immunol. 2018. Vol. 9. P. 1729. doi: 10.3389/fimmu.2018.01729
  17. Shao F., Zheng P., Yu D. et al. Follicular helper T cells in type 1 diabetes // FASEB J. 2020. Vol. 34, No. 1. P. 30–40. doi: 10.1096/fj.201901637R
  18. Yang X.P., Ghoreschi K., Steward-Tharp S.M. et al. Opposing regulation of the locus encoding IL-17 through direct, reciprocal actions of STAT3 and STAT5 // Nat. Immunol. 2011. Vol. 12, No. 3. P. 247–254. doi: 10.1038/ni.1995
  19. Rosenzwajg M., Churlaud G., Mallone R. et al. Low-dose interleukin-2 fosters a dose-dependent regulatory T cell tuned milieu in T1D patients // J. Autoimmun. 2015. Vol. 58. P. 48–58. doi: 10.1016/j.jaut.2015.01.001
  20. Hartemann A., Bensimon G., Payan C.A. et al. Low-dose interleukin 2 in patients with type 1 diabetes: a phase 1/2 randomised, double-blind, placebo-controlled trial // Lancet Diabetes Endocrinol. 2013. Vol. 1, No. 4. P. 295–305. doi: 10.1016/S2213-8587(13)70113-X
  21. Grinberg-Bleyer Y., Baeyens A., You S. et al. IL-2 reverses established type 1 diabetes in NOD mice by a local effect on pancreatic regulatory T cells // J. Exp. Med. 2010. Vol. 207, No. 9. P. 1871–1878. doi: 10.1084/jem.20100209
  22. Cayrol C., Girard J.P. Interleukin-33 (IL-33): A nuclear cytokine from the IL-1 family // Immunol. Rev. 2018. Vol. 281, No. 1. P. 154–168. doi: 10.1111/imr.12619
  23. Dalmas E., Lehmann F.M., Dror E. et al. Interleukin-33-activated islet-resident innate lymphoid cells promote insulin secretion through myeloid cell retinoic acid production // Immunity. 2017. Vol. 47, No. 5. P. 928–942.e7. doi: 10.1016/j.immuni.2017.10.015
  24. Miller A.M., Asquith D.L., Hueber A.J. et al. Interleukin-33 induces protective effects in adipose tissue inflammation during obesity in mice // Circ. Res. 2010. Vol. 107, No. 5. P. 650–658. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.110.218867
  25. Schiering C., Krausgruber T., Chomka A. et al. The alarmin IL-33 promotes regulatory T-cell function in the intestine // Nature. 2014. Vol. 513, No. 7519. P. 564–568. doi: 10.1038/nature13577
  26. Vasanthakumar A., Moro K., Xin A. et al. The transcriptional regulators IRF4, BATF and IL-33 orchestrate development and maintenance of adipose tissue-resident regulatory T cells // Nat. Immunol. 2015. Vol. 16, No. 3. P. 276–285. doi: 10.1038/ni.3085
  27. Peine M., Marek R.M., Löhning M. IL-33 in T cell differentiation, function, and immune homeostasis // Trends Immunol. 2016. Vol. 37, No. 5. P. 321–333. doi: 10.1016/j.it.2016.03.007
  28. Lu J., Liang Y., Zhao J. et al. Interleukin-33 prevents the development of autoimmune diabetes in NOD mice // Int. Immunopharmacol. 2019. Vol. 70. P. 9–15. doi: 10.1016/j.intimp.2019.02.018
  29. Ryba-Stanislawowska M., Werner P., Skrzypkowska M. et al. IL-33 Effect on quantitative changes of CD4+CD25highFOXP3+ Regulatory T cells in children with type 1 diabetes // Mediators Inflamm. 2016. Vol. 2016. P. 9429760. doi: 10.1155/2016/9429760
  30. Wei H., Li B., Sun A., Guo F. Interleukin-10 family cytokines immunobiology and structure // Adv. Exp. Med. Biol. 2019. Vol. 1172. P. 79–96. doi: 10.1007/978-981-13-9367-9_4
  31. Ouyang W., Rutz S., Crellin N.K. et al. Regulation and functions of the IL-10 family of cytokines in inflammation and disease // Annu. Rev. Immunol. 2011. Vol. 29. P. 71–109. doi: 10.1146/annurev-immunol-031210-101312
  32. Robert S., Gysemans C., Takiishi T. et al. Oral delivery of glutamic acid decarboxylase (GAD)-65 and IL10 by Lactococcus lactis reverses diabetes in recent-onset NOD mice // Diabetes. 2014. Vol. 63, No. 8. P. 2876–2887. doi: 10.2337/db13-1236
  33. Kleffel S., Vergani A., Tezza S. et al. Interleukin-10+ regulatory B cells arise within antigen-experienced CD40+ B cells to maintain tolerance to islet autoantigens // Diabetes. 2015. Vol. 64, No. 1. P. 158–171. doi: 10.2337/db13-1639
  34. Xu A., Zhu W., Li T. et al. Interleukin-10 gene transfer into insulin-producing β cells protects against diabetes in non-obese diabetic mice // Mol. Med. Rep. 2015. Vol. 12, No. 3. P. 3881–3889. doi: 10.3892/mmr.2015.3809
  35. Gracie J.A., Robertson S.E., McInnes I.B. Interleukin-18 // J. Leukoc. Biol. 2003. Vol. 73, No. 2. P. 213–224. doi: 10.1189/jlb.0602313
  36. Wawrocki S., Druszczynska M., Kowalewicz-Kulbat M., Rudnicka W. Interleukin 18 (IL-18) as a target for immune intervention // Acta Biochim. Pol. 2016. Vol. 63, No. 1. P. 59–63. doi: 10.18388/abp.2015_1153
  37. Esmailbeig M., Ghaderi A. Interleukin-18: a regulator of cancer and autoimmune diseases // Eur. Cytokine Netw. 2017. Vol. 28, No. 4. P. 127–140. doi: 10.1684/ecn.2018.0401
  38. Arend W.P., Palmer G., Gabay C. IL-1, IL-18, and IL-33 families of cytokines // Immunol. Rev. 2008. Vol. 223. P. 20–38. doi: 10.1111/j.1600-065X.2008.00624.x
  39. Prencipe G., Bracaglia C., De Benedetti F. Interleukin-18 in pediatric rheumatic diseases // Curr. Opin. Rheumatol. 2019. Vol. 31, No. 5. P. 421–427. doi: 10.1097/BOR.0000000000000634
  40. Schluns K.S., Williams K., Ma A. et al. Cutting edge: requirement for IL-15 in the generation of primary and memory antigen-specific CD8 T cells // J. Immunol. 2002. Vol. 168, No. 10. P. 4827–4831. doi: 10.4049/jimmunol.168.10.4827
  41. Dubois S., Mariner J., Waldmann T.A., Tagaya Y. IL-15Ralpha recycles and presents IL-15 In trans to neighboring cells // Immunity. 2002. Vol. 17, No. 5. P. 537–547. doi: 10.1016/s1074-7613(02)00429-6
  42. Verbist K.C., Rose D.L., Cole C.J. et al. IL-15 participates in the respiratory innate immune response to influenza virus infection // PLoS One. 2012. Vol. 7, No. 5. P. e37539. doi: 10.1371/journal.pone.0037539
  43. Ylipaasto P., Kutlu B., Rasilainen S. et al. Global profiling of coxsackievirus- and cytokine-induced gene expression in human pancreatic islets // Diabetologia. 2005. Vol. 48, No. 8. P. 1510–1522. doi: 10.1007/s00125-005-1839-7
  44. Chen J., Feigenbaum L., Awasthi P. et al. Insulin-dependent diabetes induced by pancreatic beta cell expression of IL-15 and IL-15Rα // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013. Vol. 110, No. 33. P. 13534–13539. doi: 10.1073/pnas.1312911110
  45. Bettelli E., Korn T., Kuchroo V.K. Th17: the third member of the effector T cell trilogy // Curr. Opin. Immunol. 2007. Vol. 19, No. 6. P. 652–657. doi: 10.1016/j.coi.2007.07.020
  46. Aggarwal S., Gurney A.L. IL-17: prototype member of an emerging cytokine family // J. Leukoc. Biol. 2002. Vol. 71, No. 1. P. 1–8.
  47. Korn T., Bettelli E., Gao W. et al. IL-21 initiates an alternative pathway to induce proinflammatory T(H)17 cells // Nature. 2007. Vol. 448, No. 7152. P. 484–487. doi: 10.1038/nature05970
  48. Zhou L., Ivanov I.I., Spolski R. et al. IL-6 programs T(H)-17 cell differentiation by promoting sequential engagement of the IL-21 and IL-23 pathways // Nat. Immunol. 2007. Vol. 8, No. 9. P. 967–974. doi: 10.1038/ni1488
  49. Jain R., Tartar D.M., Gregg R.K. et al. Innocuous IFNgamma induced by adjuvant-free antigen restores normoglycemia in NOD mice through inhibition of IL-17 production // J. Exp. Med. 2008. Vol. 205, No. 1. P. 207–218. doi: 10.1084/jem.20071878
  50. Emamaullee J.A., Davis J., Merani S. et al. Inhibition of Th17 cells regulates autoimmune diabetes in NOD mice // Diabetes. 2009. Vol. 58, No. 6. P. 1302–1311. doi: 10.2337/db08-1113
  51. Arif S., Moore F., Marks K. et al. Peripheral and islet interleukin-17 pathway activation characterizes human autoimmune diabetes and promotes cytokine-mediated beta-cell death // Diabetes. 2011. Vol. 60, No. 8. P. 2112–2119. doi: 10.2337/db10-1643
  52. Wolf J., Rose-John S., Garbers C. Interleukin-6 and its receptors: a highly regulated and dynamic system // Cytokine. 2014. Vol. 70, No. 1. P. 11–20. doi: 10.1016/j.cyto.2014.05.024
  53. Siewko K., Maciulewski R., Zielinska-Maciulewska A. et al. Interleukin-6 and interleukin-15 as possible biomarkers of the risk of autoimmune diabetes development // Biomed. Res. Int. 2019. Vol. 2019. P. 4734063. doi: 10.1155/2019/4734063
  54. Kieffer T.J., Heller R.S., Leech C.A. et al. Leptin suppression of insulin secretion by the activation of ATP-sensitive K+ channels in pancreatic beta-cells // Diabetes. 1997. Vol. 46, No. 6. P. 1087–1093. doi: 10.2337/diab.46.6.1087
  55. Hotamisligil G.S., Peraldi P., Budavari A. et al. IRS-1-mediated inhibition of insulin receptor tyrosine kinase activity in TNFalpha- and obesity-induced insulin resistance // Science. 1996. Vol. 271, No. 5249. P. 665–668. doi: 10.1126/science.271.5249.665
  56. Tanaka T., Narazaki M., Kishimoto T. IL-6 in inflammation, immunity, and disease // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2014. Vol. 6, No. 10. P. a016295. doi: 10.1101/cshperspect.a016295
  57. Sandler S., Bendtzen K., Eizirik D.L., Welsh M. Interleukin-6 affects insulin secretion and glucose metabolism of rat pancreatic islets in vitro // Endocrinology. 1990. Vol. 126, No. 2. P. 1288–1294. doi: 10.1210/endo-126-2-1288
  58. Wedrychowicz A., Dziatkowiak H., Sztefko K., Wedrychowicz A. Interleukin-6 (IL-6) and IGF-IGFBP system in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus // Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. 2004. Vol. 112, No. 8. P. 435–439. doi: 10.1055/s-2004-821189
  59. Chen Y.-L., Qiao Y.-C., Pan Y.-H. et al. Correlation between serum interleukin-6 level and type 1 diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis // Cytokine. 2017. Vol. 94. P. 14–20. doi: 10.1016/j.cyto.2017.01.002
  60. Long D., Chen Y., Wu H. et al. Clinical significance and immunobiology of IL-21 in autoimmunity // J. Autoimmun. 2019. Vol. 99. P. 1–14. doi: 10.1016/j.jaut.2019.01.013
  61. McGuire H.M., Vogelzang A., Ma C.S. et al. A subset of interleukin-21+ chemokine receptor CCR9+ T helper cells target accessory organs of the digestive system in autoimmunity // Immunity. 2011. Vol. 34, No. 4. P. 602–615. doi: 10.1016/j.immuni.2011.01.021
  62. Ferreira R.C., Simons H.Z., Thompson W.S. et al. IL-21 production by CD4+ effector T cells and frequency of circulating follicular helper T cells are increased in type 1 diabetes patients // Diabetologia. 2015. Vol. 58, No. 4. P. 781–790. doi: 10.1007/s00125-015-3509-8
  63. Fonseca V.R., Agua-Doce A., Maceiras A.R. et al. Human blood Tfr cells are indicators of ongoing humoral activity not fully licensed with suppressive function // Sci. Immunol. 2017. Vol. 2, No. 14. P. eaan1487. doi: 10.1126/sciimmunol.aan1487
  64. Viisanen T., Ihantola E.L., Nanto-Salonen K. et al. Circulating CXCR5+ PD-1+ ICOS+ follicular T-helper cells are increased close to the diagnosis of type 1 diabetes in children with multiple autoantibodies // Diabetes. 2017. Vol. 66, No. 2. P. 437–447. doi: 10.2337/db16-0714
  65. Xu X., Shen M., Zhao R. et al. Follicular regulatory T Cells are associated with βCell autoimmunity and the development of type 1 diabetes // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2019. Vol. jc.2019–00093. doi: 10.1210/jc.2019-00093

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. График текущей глобальной заболеваемости сахарным диабетом с ожидаемым прогнозом на будущее по данным International Diabetes Federation

Скачать (88KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Некоторые механизмы интерлейкин-опосредованной иммунной аутореактивности в патогенезе сахарного диабета 1 типа. Сплошная стрелка — положительный эффект, пунктирная стрелка — отрицательный эффект, Т-образная стрелка — продукция. (Подробное описание см. в тексте). IL — интерлейкин; Bcl6 — белок 6 В-клеточной лимфомы; CD — кластер дифференцировки; ST2 — стимулирующий фактор роста, экспрессирующийся геном 2; FoxP3 — белок скурфин; STAT5 — cигнальный преобразователь и активатор транскрипции 5; TGF-β — трансформирующий фактор роста бета; +R-ST2 — специфический рецептор стимулирующего фактора роста ST2

Скачать (472KB)
Метаданные

© Маилян М.Э., Пугачев М.И., Шустов С.Б., Салухов В.В., Ливарский П.А., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 71733 от 08.12.2017.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах