Роль С-реактивного белка в атерогенезе
Автор: Искандер Евгений
Редакция: Мурадова Телли


Роль С-реактивного белка (СРБ) в патогенезе атеросклероза является довольно спорной. Известно, что ранние исследования предполагали патогенную роль СРБ в атерогенезе, однако более свежие данные не подтверждают эту гипотезу: результаты лабораторных экспериментов во всем мире были противоречивыми, отчасти из-за различий в биологических функциях СРБ, отчасти из-за неправильной оценки данных. Далее, чтобы избежать путаницы, основанной на различиях в биологии СРБ, приводится разбор опубликованных данных экспериментальных работ конкретно с материалом человека. Стоит провести переоценку экспериментальных данных, основываясь на хорошо известных правилах:

  1. для того, чтобы понять роль молекулы в патогенезе болезни, необходимо знать её функции в целом;

  2. необходимо определить мишень, с которой взаимодействует исследуемая молекула;

  3. и самое главное: нельзя пытаться доказать свою гипотезу.

Специфичное ингибирование СРБ in vitro с последующим использованием ингибиторов СРБ в контролируемых клинических испытаниях in vivo является единственным способом доказать или опровергнуть причинную роль СРБ в сердечно-сосудистых заболеваниях.

C-реактивный белок (СРБ), человеческий белок острой фазы, представляет собой пентамерную молекулу, состоящую из 5 идентичных субъединиц по 23 кДа каждая. СРБ был впервые идентифицирован и описан Тиллетом и Френсисом в 1930 году благодаря его способности связывать C-фрагмент полисахарида Streptococcus pneumoniae. При острофазовом ответе концентрация СРБ в плазме в течение нескольких часов может повышаться в 1000 раз. Из-за своей роли в ответе острой фазы СРБ является одной из наиболее часто определяемых молекул в клинической медицине. Он широко используется для оценки острой фазы воспаления при пневмонии, сепсисе, инфекциях кожи и мягких тканей и травмах, а также в оценке эффективности антибиотикотерапии. Кроме того, СРБ является показателем активности при аутоиммунных заболеваниях. Несмотря на широко распространенное клиническое применение, относительно биологических функций молекулы известно недостаточно. Даже в общепризнанных тщательных подборках, которые обобщают накопленные более чем за 80 лет изучения вопроса данные о связи СРБ и сердечно-сосудистых заболеваний, говорится очень мало об основных функциях СРБ в иммунной системе человека.

С-реактивный белок синтезируется главным образом в печени в ответ на стимуляцию интерлейкином-6 (и в меньшей степени интерлейкином-1). Двумя известными функциями СРБ являются:

  1. активация классического пути комплемента посредством связывания C1q. Каждая субъединица СРБ содержит Са-зависимый сайт связывания фосфорилхолина и сайт связывания комплемента C1q. Связывание фосфорилхолина индуцирует конформационное изменение на противоположном участке молекулы с последовательным связыванием C1q и активацией классического пути комплемента;

  2. связывание с рецепторами Fcγ иммуноглобулина и, тем самым, усиление опсонизации биологических частиц.

Примечательно, что схожие функции имеют антитела, и не исключено, что СРБ является первой антителоподобной молекулой в эволюции иммунной системы млекопитающих. И так как со временем функции СРБ были захвачены антителами, эта молекула вполне может быть атавизмом в иммунной системе человека. СРБ крайне консервативен в эволюции, о чем свидетельствует СРБ-подобная молекула, синтезируемая мечехвостом Limulus polyphemus, который появился еще в палеозойскую эру. Тем не менее, функции СРБ могут сильно варьировать в зависимости от вида. СРБ не является острофазовым агентом в наиболее доступной экспериментальной модели животных, то есть у мышей. Любая попытка преодоления этой проблемы путем экспрессии человеческого СРБ у мышей, в конечном итоге, проявляется как экспрессия чужеродного антигена для этих организмов с непредсказуемыми последствиями для иммунной системы. То же самое справедливо и для крыс.

Единственная модель небольшого животного, которая может быть полезна в изучении биологии СРБ и его роли в сердечно-сосудистых заболеваниях у человека, — это модель кролика. У кроликов так же, как и у человека, СРБ представляет собой острофазовый агент и активирует систему комплемента. Есть несколько важных моментов, которые стоит отметить. Во-первых, теория Аничкова о роли холестерина в атерогенезе основывается именно на модели кролика. Во-вторых, повышенное содержание холестерина в пище вызывает значительное повышение уровня СРБ в плазме, а также отложение СРБ в атеросклеротических бляшках в модели на кроликах. И в-третьих, дефицит фактора комплемента C6 у кроликов защищает их от развития атеросклероза. Можно сказать, что кролик — это единственная идеальная модель для исследования, однако не всё так однозначно. Последние исследования утверждают, что ошибочно отвергать другие модели животных.

Несмотря на большое количество эпидемиологических исследований, в которых изучалась корреляция уровня СРБ с различными заболеваниями, например, с острым инфарктом миокарда, сердечной недостаточностью, инсультом, хронической обструктивной болезнью легких, болезнью периферических артерий, хронической и острой почечной недостаточностью, онкологическими заболеваниями, гипертонией, фибрилляцией предсердий или ишемической болезнью сердца, крайне мало известно о его молекулярных взаимодействиях в пораженных тканях. Основываясь на определении СРБ как маркера сердечно-сосудистого риска, огромное количество экспериментальных исследований было выполнено по атеросклерозу как основной причине многих сердечно-сосудистых заболеваний.

Гистопатология может быть наглядной основой для любой гипотезы о развитии атеросклеротического поражения. В молекулярном плане СРБ в процессе атерогенеза взаимодействует с активированными факторами комплемента, а на клеточном уровне — почти исключительно с макрофагами. Из чего можно предположить, что СРБ поддерживает хроническое воспаление в артериальной стенке. На сегодня существует немало исследований взаимодействия СРБ и сосудистой стенки in vitro. К слову сказать, во многих из них пренебрегли вышеописанными правилами. Уже известные биологические функции СРБ не лежали в основе этих исследований и, следовательно, данные об эффектах СРБ на эндотелиальные клетки и клетки гладкой мускулатуры были вызваны посторонними веществами, которые использовались в препаратах СРБ, а не самим СРБ. В целом такие публикации являются довольно поучительными в плане дизайна исследования.

СРБ-опосредованная опсонизация ЛПНП макрофагами посредством Fcγ рецепторов подтверждается довольно убедительными данными из исследований по опсонизации биологических частиц. Это свидетельствует о том, что:

  1. СРБ связывается с различными немодифицированными и модифицированными формами ЛПНП;

  2. СРБ связывается и использует для сигналинга Fcγ-рецепторы;

  3. ЛПНП-связанный СРБ поглощается макрофагами посредством механизмов, как задействующих Fcγ-рецепторы, так и независимых от них.

Таким образом, СРБ может иметь непосредственное отношение в образовании пенистых клеток.

Убедительные доказательства исследований in vitro в отношении СРБ и активации системы комплемента в процессе атерогенеза свидетельствуют о том, что:

  1. как пентамерная, так и мономерная конформация СРБ регулирует активацию комплемента в стенке сосуда;

  2. СРБ также может оказывать защитное действие, связывая модифицированный липопротеин, опосредующий активацию системы комплемента ещё до расщепления фактора С5.

Важно отметить, что результаты исследований на основе менделевской рандомизации не подтверждают концепцию, согласно которой СРБ причинно связан с атерогенезом и его последствиями. Тем не менее, необходимо учитывать ограничения менделевской рандомизации, особенно в случае такой молекулы как СРБ, синтез которой в печени очень сложно регулируется на транскрипционном уровне.

Также изучалась роль СРБ в патогенезе инфаркта миокарда и дилатационной кардиомиопатии. Уровень СРБ значительно повышается после инфаркта миокарда, что указывает на острофазовую реакцию организма. Происходит депозиция СРБ в рубцовой ткани миокарда после коронарной окклюзии. Здесь СРБ снова взаимодействует с системой комплемента, хотя в данном случае это происходит уже в некротизированной ткани, что предполагает его более фундаментальную роль в организме человек, в частности, в процессе резорбции некротизированной ткани человека. У крыс же СРБ-опосредованная активация комплемента, по-видимому, способствует повреждению миокарда, и, хотя ингибирование СРБ с помощью СРБ-связывающего агента может оказывать положительный эффект, подавление системы комплемента при инфаркте миокарда у человека не оказывает такого же эффекта. Безусловно, терапия инфаркта миокарда должна проводиться в первую очередь с помощью реперфузионных методов.

СРБ исследовался у пациентов с хронической неишемической кардиомиопатией. Биопсия миокарда пациентов с дилатационной кардиомиопатией (ДКМП), поражённого вирусами или сопровождающегося хроническим воспалением или без него, показала распределение СРБ и C5b-9 факторов комплемента с помощью иммуногистохимии. СРБ был обнаружен почти у трети пациентов. И поскольку не было выявлено корреляции уровня СРБ в плазме с тканевым СРБ и пространственное распределение в ткани миокарда факторов C5b-9 было гораздо шире, чем распределение СРБ, то можно сделать вывод, что СРБ не является единственным активатором системы комплемента при ДКМП.

Взаимодействие СРБ и системы комплемента было также обнаружено в пораженной нервной ткани при болезни Альцгеймера. По сравнению с нормальным мозгом уровень мРНК СРБ был увеличен у таких больных, что позволило предположить, что СРБ может быть синтезирован в мозге, а не поступать из крови. Механизм взаимодействия СРБ и системы комплемента здесь такой же, что может приводить к хроническому воспалению нервной ткани. СРБ также обнаруживается у пациентов умерших от ишемического или геморрагического инсульта, и так как в этом случае происходит значительное повышение СРБ в крови, то можно говорить об острофазовой реакции организма.

Роль СРБ была исследована и у пациентов с ревматоидным артритом. При проведении синовиальной биопсии было обнаружено, что ядра синовиоцитов и гистиоцитов связаны с СРБ. Синовиально связанный СРБ не был локального происхождения; он взаимодействовал с антителами и фактором комплемента C3. У пациентов, не страдающих ревматоидным артритом, СРБ в пределах синовиальной ткани не обнаруживался. В ряде исследований исследований также было показано наличие активного СРБ в синовиальной жидкости при других заболеваниях суставов. СРБ либо избирательно связывается синовиальной тканью, либо избирательно накапливается в синовиальной жидкости. Таким образом, СРБ может играть важную роль в воспалительном процессе данной группы заболеваний.

Несмотря на огромные усилия по разработке ингибиторов СРБ, до настоящего времени ни одна лабораторная или фармацевтическая компания не смогла разработать специфический анти-СРБ агент, который можно было бы применять у людей. Как следствие, такие неспецифические противовоспалительные средства как IL-1β антитела и метотрексат всё ещё проходят клинические испытания по предотвращению прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний. Однако успех в данном случае представляется сомнительным, поскольку побочные эффекты этих препаратов перекрывают их терапевтическую пользу. Теория, что СРБ является атавизмом в иммунной системе человека, предполагает, что специфическое ингибирование СРБ не будет иметь столь выраженного иммунодепрессивного действия. Конкретный механизм ингибирования, однако, зависит от будущего развития фармацевтических стратегий в отношении этой биомолекулы. Основные стратегии включают:

  1. связывание субъединиц СРБ;

  2. антисмысловую (генетическую) стратегию;

  3. блокаду СРБ-опосредованной активации комплемента;

  4. блокаду рецепторов СРБ;

  5. ингибирование синтеза СРБ. 

Попытки связывания субъединиц СРБ уже предпринимались. И хотя изначально всё это выглядело как крупный прорыв, молекула, возникшая в результате этих попыток, не была специфична в отношении СРБ и довольно охотно связывала другие молекулы. Использование антисмысловой стратегии позволило получить многообещающие результаты на двух животных моделях, хотя то, как применять такие молекулы непрерывно в течение многих лет, остаётся вопросом. Тем не менее, этот подход пока что остаётся многообещающим. Попытка ингибирования СРБ-опосредованной активации комплемента путем конкурентной блокировки сайта связывания C1q провалилась из-за стерео-конформационной несовместимости. Ввиду важности рецепторов Fcγ в иммунном ответе, их блокирование видитися нецелесообразным из-за ожидаемых побочных эффектов.
Наконец, линии клеток гепатомы, стабильно трансфицированные (введенный в геном) промотором СРБ, показали довольно неожиданный результат. Оказывается, сердечные гликозиды являются мощными транскрипционными ингибиторами СРБ. Пока что эти результаты in vitro сложно интерпретировать, но уже сейчас ведутся исследования in vivo. Данный подход тоже довольно многообещающий, так как использование сердечных гликозидов у пациентов с сердечной недостаточностью является нормальной практикой более 230 лет и, в соответствии с рекомендациями по сердечной недостаточности, по-прежнему является дополнительным вариантом лечения в функциональных классах III и IV по NYHA.


Таким образом, в связи с участием СРБ в патогенезе многих заболеваний, эта молекула является крайне полезной лекарственной мишенью.


Источники

Zimmermann O. et al. C-reactive protein in human atherogenesis: facts and fiction //Mediators of inflammation. – 2014.