Jump to content

Обученный иммунитет

Обученный иммунитет представляет собой долгосрочную функциональную модификацию клеток в врожденной иммунной системе , которая приводит к изменению ответа на вторую не связанную смену. [ 1 ] Например, вакцина BCG приводит к снижению детской смертности, вызванной несвязанными инфекционными агентами. [ 2 ] Термин «врожденная иммунная память» иногда используется в качестве синонима для термина обученного иммунитета [ 3 ] [ 4 ] который был впервые придуман Mihai Netea в 2011 году. [ 5 ] Термин «обученный иммунитет» является относительно новым - иммунологическая память ранее рассматривалась только как часть адаптивного иммунитета - и относится только к изменениям в врожденной иммунной памяти позвоночных . [ 6 ] [ 7 ] Считается, что этот тип иммунитета в значительной степени опосредован эпигенетическими модификациями . Изменения в врожденном иммунном ответе могут длиться до нескольких месяцев, в отличие от классической иммунологической памяти (которая может длиться до всей жизни) и обычно не является неспецифическим, поскольку не существует продукции специфических антител/рецепторов. [ 8 ] Предполагается, что обученный иммунитет обладает трансгенерационным эффектом, например, у детей матерей, которые также получили вакцинацию против BCG, имели более низкий уровень смертности, чем у детей невакцинированных матерей. [ 9 ] Исследование BRACE в настоящее время оценивает, может ли вакцинация вакцинации BCG снизить влияние COVID-19 на работников здравоохранения. [ 10 ] Считается, что другие вакцины вызывают иммунную тренировку, такую ​​как вакцина против DTPW . [ 11 ]

Иммунные клетки, подверженные тренировке

[ редактировать ]

Считается, что обученный иммунитет в значительной степени опосредован функциональным перепрограммированием миелоидных клеток . [ 1 ] Одно из первых описанных адаптивных изменений в макрофагах было связано с толерантностью к липополисахариду, что привело к молчанию воспалительных генов. [ 12 ] Similarly, Candida albicans and fungal β-glucan trigger changes in monocyte histone methylation, this functional reprogramming eventually provides protection against reinfection.[13] Also, a non-specific manner of protection in training with different microbial ligands was shown, for example treatment with fungal β-glucan induced protection against Staphylococcus aureus infection [14] or CpG oligodeoxynucleotide training protecting against infectious with Escherichia coli.[15]

Evidence of trained immunity is found mainly at monocytes/macrophages and NK cells and, less at γδ T cells and innate lymphoid cells.[16]

Monocytes, macrophages and dendritic cells

[edit]

Monocytes/macrophages can undergo epigenetic modifications after a ligation of their pattern recognition receptors (PRRs). This ligation prepares these cells for a second encounter with the training pathogen.[16] The secondary response may be heightened not only against the training pathogen, but also against different pathogens whose antigens are recognized by the same PRRs. This effect has been observed when stimulating cells by β-glucan, Candida Albicans, or by vaccination against tuberculosis with a vaccine containing BCG.[17][7] Monocytes are very short-lived cells; however, the heightened secondary response can be spotted even several months after the primary stimulation. This shows that the immune memory is created at the level of progenitor cells, but so far it is not known how this memory is achieved.[7] Though the epigenetic modification is beneficial to the innate immune system response, it can impair macrophage resolution pathways- promoting unfavorable tissue remodeling at the inflammatory site.[18] Additionally, dendritic cells isolated from mice exposed to Cryptococcus neoformans, manifested an immunological memory response, associated with a strong interferon-γ production after C. neoformans reinfection.[19]

Trained immunity can shift macrophages toward a pro-inflammatory glycolytic M1 phenotype by an Akt/mTor HIF1α dependent pathway, away from the M2 phenotype in which macrophages maintain the Krebs cycle and oxidative phosphorylation[20][21]

NK cells and innate lymphoid cell

[edit]

The trained immunity involving NK cells looks more like classic immunological memory, because there is development of at least partially-specific clones of NK cells. These cells have receptors on their surface against the antigens with which they came in contact during the first stimulation.[8] For example, after the encounter with cytomegalovirus, certain clones of NK cells (those that have a Ly49H receptor on their surface) expand and then show signs of immunological memory.[22] Reinfection of memory NK cells in mouse led to an enhanced cytokine production by Ly49H receptor with a more specific response to pathogen.[23] In human NK cells, this is mediated by NKG2C a receptor with a similar function as mouse Ly49H.[24] NK cells are known for their memory specific to different pathogens. The first descriptions of NK memory-like phenotype were made on mouse models with murine cytomegalovirus infections.[25] Other viral infections such as Herpes Simplex Virus [26] or Influenza Virus [27] also induce memory or memory-like responses. Memory or memory-like phenotype can be caused by bacterial phatogens, for example Mycobacterium tuberculosis,[28] or eukaryotic pathogens, for example Toxoplasma gondii.[29]

Another resident cell group 1 innate lymphoid cells (ILC1s) were discovered in liver, which expand after the infection with murine cytomegalovirus and which have manifest transcriptional, phenotypical and epigenetic changes. For the induction of ILC1s, pro-inflammatory cytokine and antigen specificity are critical.[30] Lung specific ILC2 showed memory-like phenotype after allergen exposure [31]

Epigenetic reprogramming

[edit]

Trained immunity relies on epigenetic reprogramming which leads to a stronger and rapid response to recurrent triggers. There are multiple potential epigenetic mechanisms such as changes in chromatin accessibility, DNA methylation or histone modifications. Long non-coding RNAs (lncRNAs) are also critical to epigenetic reprogramming, such as their role in the assignment of H3K4me3 markers to genome which modulates gene expression.[32] Additionally, transcription factors, including STAT4[33] and RUNX family transcription factors [34] play a role in the introduction of histone modifications. Cell metabolism is a crucial mediator of trained immunity, for example monocytes trained with β-glucan had an increased aerobic glycolysis. Additionally, priming with β-glucan resulted in epigenetic upregulation of genes involved in glycolysis 1 week later.[35] Subsequently, a cross-talk between glycolysis, glutaminolysis and cholesterol synthesis pathways was demonstrated as essential for trained immunity – β-glucan-triggered monocytes. In addition, accumulation of fumarate, caused by glutamine addition into tricarboxylic acid cycle, led to epigenetic reprogramming similar to β-glucan treatment [36]

References

[edit]
  1. ^ Jump up to: a b Netea MG, Domínguez-Andrés J, Barreiro LB, Chavakis T, Divangahi M, Fuchs E, et al. (June 2020). "Defining trained immunity and its role in health and disease". Nature Reviews. Immunology. 20 (6): 375–388. doi:10.1038/s41577-020-0285-6. PMC 7186935. PMID 32132681.
  2. ^ Aaby, Peter; Roth, Adam; Ravn, Henrik; Napirna, Bitiguida Mutna; Rodrigues, Amabelia; Lisse, Ida Maria; Stensballe, Lone; Diness, Birgitte Rode; Lausch, Karen Rokkedal; Lund, Najaaraq; Biering-Sørensen, Sofie (2011-07-15). "Randomized trial of BCG vaccination at birth to low-birth-weight children: beneficial nonspecific effects in the neonatal period?". The Journal of Infectious Diseases. 204 (2): 245–252. doi:10.1093/infdis/jir240. ISSN 1537-6613. PMID 21673035.
  3. ^ Levy O, Wynn JL (2013). "A prime time for trained immunity: innate immune memory in newborns and infants". Neonatology. 105 (2). US National Library of Medicine Introduction Line 6 Netea and colleagues recently coined the term trained immunity: 136–141. doi:10.1159/000356035. PMC 3946366. PMID 24356292.
  4. ^ "Trained Therapeutix Discovery founders Mihai Netea and Leo Joosten have revealed that the innate immune systems also has adaptive characteristics. This de facto innate immune memory is called 'trained immunity'". ttxdiscovery.com. Retrieved 25 November 2022.
  5. ^ Netea MG, Quintin J, van der Meer JW (May 2011). "Trained immunity: a memory for innate host defense". Cell Host & Microbe. 9 (5): 355–61. doi:10.1016/j.chom.2011.04.006. PMID 21575907.
  6. ^ Netea MG, Joosten LA, Latz E, Mills KH, Natoli G, Stunnenberg HG, et al. (April 2016). "Trained immunity: A program of innate immune memory in health and disease". Science. 352 (6284): aaf1098. doi:10.1126/science.aaf1098. PMC 5087274. PMID 27102489.
  7. ^ Jump up to: a b c Gourbal B, Pinaud S, Beckers GJ, Van Der Meer JW, Conrath U, Netea MG (May 2018). "Innate immune memory: An evolutionary perspective" (PDF). Immunological Reviews. 283 (1): 21–40. doi:10.1111/imr.12647. PMID 29664574. S2CID 4891922.
  8. ^ Jump up to: a b Pradeu T, Du Pasquier L (May 2018). "Immunological memory: What's in a name?" (PDF). Immunological Reviews. 283 (1): 7–20. doi:10.1111/imr.12652. PMID 29664563. S2CID 4893762.
  9. ^ Berendsen ML, Øland CB, Bles P, Jensen AK, Kofoed PE, Whittle H, et al. (April 2020). "Maternal Priming: Bacillus Calmette-Guérin (BCG) Vaccine Scarring in Mothers Enhances the Survival of Their Child With a BCG Vaccine Scar". Journal of the Pediatric Infectious Diseases Society. 9 (2): 166–172. doi:10.1093/jpids/piy142. PMID 30715451.
  10. ^ Pittet, Laure F.; Messina, Nicole L.; Gardiner, Kaya; Orsini, Francesca; Abruzzo, Veronica; Bannister, Samantha; Bonten, Marc; Campbell, John L.; Croda, Julio; Dalcolmo, Margareth; Elia, Sonja (2021-10-28). "BCG vaccination to reduce the impact of COVID-19 in healthcare workers: Protocol for a randomised controlled trial (BRACE trial)". BMJ Open. 11 (10): e052101. doi:10.1136/bmjopen-2021-052101. ISSN 2044-6055. PMC 8557250. PMID 34711598.
  11. ^ Stevens, Natalie E.; van Wolfswinkel, Marjolein; Bao, Winnie; Ryan, Feargal J.; Brook, Byron; Amenyogbe, Nelly; Marshall, Helen S.; Lynn, Miriam A.; Kollmann, Tobias R.; Tumes, Damon J.; Lynn, David J. (2022-03-08). "Immunisation with the BCG and DTPw vaccines induces different programs of trained immunity in mice". Vaccine. 40 (11): 1594–1605. doi:10.1016/j.vaccine.2021.03.084. ISSN 1873-2518. PMID 33895015. S2CID 233399069.
  12. ^ Foster SL, Hargreaves DC, Medzhitov R (June 2007). "Gene-specific control of inflammation by TLR-induced chromatin modifications". Nature. 447 (7147): 972–978. Bibcode:2007Natur.447..972F. doi:10.1038/nature05836. PMID 17538624. S2CID 4426398.
  13. ^ Quintin J, Saeed S, Martens JH, Giamarellos-Bourboulis EJ, Ifrim DC, Logie C, et al. (August 2012). "Candida albicans infection affords protection against reinfection via functional reprogramming of monocytes". Cell Host & Microbe. 12 (2): 223–232. doi:10.1016/j.chom.2012.06.006. PMC 3864037. PMID 22901542.
  14. ^ Marakalala MJ, Williams DL, Hoving JC, Engstad R, Netea MG, Brown GD (June 2013). "Dectin-1 plays a redundant role in the immunomodulatory activities of β-glucan-rich ligands in vivo". Microbes and Infection. 15 (6–7): 511–515. doi:10.1016/j.micinf.2013.03.002. PMC 3839404. PMID 23518266.
  15. ^ Ribes S, Meister T, Ott M, Redlich S, Janova H, Hanisch UK, et al. (January 2014). "Intraperitoneal prophylaxis with CpG oligodeoxynucleotides protects neutropenic mice against intracerebral Escherichia coli K1 infection". Journal of Neuroinflammation. 11 (1): 14. doi:10.1186/1742-2094-11-14. PMC 3906862. PMID 24456653.
  16. ^ Jump up to: a b Gardiner CM, Mills KH (August 2016). "The cells that mediate innate immune memory and their functional significance in inflammatory and infectious diseases". Seminars in Immunology. 28 (4): 343–350. doi:10.1016/j.smim.2016.03.001. PMID 26979658.
  17. ^ "Landmark trial shows trained immunity reduces respiratory infections in the elderly by 80%". Today in Science. Retrieved 2020-09-02.
  18. ^ Steffens S, Van Linthout S, Sluijter JP, Tocchetti CG, Thum T, Madonna R (September 2020). "Stimulating pro-reparative immune responses to prevent adverse cardiac remodelling: consensus document from the joint 2019 meeting of the ESC Working Groups of cellular biology of the heart and myocardial function". Cardiovascular Research. 116 (11): 1850–1862. doi:10.1093/cvr/cvaa137. PMID 32396608.
  19. ^ Hole CR, Wager CM, Castro-Lopez N, Campuzano A, Cai H, Wozniak KL, et al. (July 2019). "Induction of memory-like dendritic cell responses in vivo". Nature Communications. 10 (1): 2955. Bibcode:2019NatCo..10.2955H. doi:10.1038/s41467-019-10486-5. PMC 6609631. PMID 31273203.
  20. ^ Funes SC, Rios M, Kalergis AM (2022). "Trained Immunity Contribution to Autoimmune and Inflammatory Disorders". Frontiers in Immunology. 13: 868343. doi:10.3389/fimmu.2022.868343. PMC 9028757. PMID 35464438.
  21. ^ Hu Z, Lu S, Lowrie DB, Fan X (2022). "Trained immunity: A Yin-Yang balance". MedComm. 3 (1): e121. doi:10.1002/mco2.121. PMC 8906449. PMID 35281787.
  22. ^ Sun JC, Beilke JN, Lanier LL (January 2009). "Adaptive immune features of natural killer cells". Nature. 457 (7229): 557–561. Bibcode:2009Natur.457..557S. doi:10.1038/nature07665. PMC 2674434. PMID 19136945.
  23. ^ Min-Oo G, Lanier LL (December 2014). "Cytomegalovirus generates long-lived antigen-specific NK cells with diminished bystander activation to heterologous infection". The Journal of Experimental Medicine. 211 (13): 2669–2680. doi:10.1084/jem.20141172. PMC 4267234. PMID 25422494.
  24. ^ Rölle A, Pollmann J, Ewen EM, Le VT, Halenius A, Hengel H, Cerwenka A (December 2014). "IL-12-producing monocytes and HLA-E control HCMV-driven NKG2C+ NK cell expansion". The Journal of Clinical Investigation. 124 (12): 5305–5316. doi:10.1172/JCI77440. PMC 4348979. PMID 25384219.
  25. ^ Tannahill GM, Curtis AM, Adamik J, Palsson-McDermott EM, McGettrick AF, Goel G, et al. (April 2013). "Succinate is an inflammatory signal that induces IL-1β through HIF-1α". Nature. 496 (7444): 238–242. Bibcode:2013Natur.496..238T. doi:10.1038/nature11986. PMC 4031686. PMID 23535595.
  26. ^ Sun JC, Beilke JN, Lanier LL (January 2009). "Adaptive immune features of natural killer cells". Nature. 457 (7229): 557–561. Bibcode:2009Natur.457..557S. doi:10.1038/nature07665. PMC 2674434. PMID 19136945.
  27. ^ Abdul-Careem MF, Lee AJ, Pek EA, Gill N, Gillgrass AE, Chew MV, et al. (2012-03-22). "Genital HSV-2 infection induces short-term NK cell memory". PLOS ONE. 7 (3): e32821. Bibcode:2012PLoSO...732821A. doi:10.1371/journal.pone.0032821. PMC 3310819. PMID 22457721.
  28. ^ Dou Y, Fu B, Sun R, Li W, Hu W, Tian Z, Wei H (2015-03-17). "Influenza vaccine induces intracellular immune memory of human NK cells". PLOS ONE. 10 (3): e0121258. Bibcode:2015PLoSO..1021258D. doi:10.1371/journal.pone.0121258. PMC 4363902. PMID 25781472.
  29. ^ Fu X, Liu Y, Li L, Li Q, Qiao D, Wang H, et al. (September 2011). "Human natural killer cells expressing the memory-associated marker CD45RO from tuberculous pleurisy respond more strongly and rapidly than CD45RO- natural killer cells following stimulation with interleukin-12". Immunology. 134 (1): 41–49. doi:10.1111/j.1365-2567.2011.03464.x. PMC 3173693. PMID 21711347.
  30. ^ Weizman OE, Song E, Adams NM, Hildreth AD, Riggan L, Krishna C, et al. (August 2019). "Mouse cytomegalovirus-experienced ILC1s acquire a memory response dependent on the viral glycoprotein m12". Nature Immunology. 20 (8): 1004–1011. doi:10.1038/s41590-019-0430-1. PMC 6697419. PMID 31263280.
  31. ^ Ivanova DL, Mundhenke TM, Gigley JP (December 2019). "The IL-12- and IL-23-Dependent NK Cell Response Is Essential for Protective Immunity against Secondary Toxoplasma gondii Infection". Journal of Immunology. 203 (11): 2944–2958. doi:10.4049/jimmunol.1801525. PMC 6864276. PMID 31604804.
  32. ^ Fanucchi S, Fok ET, Dalla E, Shibayama Y, Börner K, Chang Ey, et al. (Январь 2019). «Иммунные гены заправлены для надежной транскрипции проксимальными длинными некодирующими РНК, расположенными в ядерных компартментах» (PDF) . Природа генетика . 51 (1): 138–150. doi : 10.1038/s41588-018-0298-2 . PMID   30531872 . S2CID   54463671 .
  33. ^ Sun JC, Madera S, Bezman NA, Beilke JN, Kaplan MH, Lanier LL (май 2012 г.). «Провоспалительная передача сигналов цитокинов, необходимая для генерации естественной памяти клеток -киллеров» . Журнал экспериментальной медицины . 209 (5): 947–954. doi : 10.1084/jem.20111760 . PMC   3348098 . PMID   22493516 .
  34. ^ Рапп М., Лау С.М., Адамс Н.М., Вайзман О.Е., О'Салливан Т.Е., Гири К.Д., Сан Дж.С. (декабрь 2017 г.). «Фактор-связывающий ядро ​​β и транскрипционные факторы Runx способствуют адаптивным реакциям природных клеток-киллеров» . Научная иммунология . 2 (18): EAAN3796. doi : 10.1126/sciimmunol.aan3796 . PMC   6265048 . PMID   29222089 .
  35. ^ Cheng SC, Quintin J, Cramer RA, Shepardson KM, Saeed S, Kumar V, et al. (Сентябрь 2014). «MTOR- и HIF-1α-опосредованный аэробный гликолиз в качестве метаболического основания для обученного иммунитета» . Наука . 345 (6204): 1250684. DOI : 10.1126/Science.1250684 . PMC   4226238 . PMID   25258083 .
  36. ^ Arts RJ, Novakovic B, Ter Horst R, Carvalho A, Bekkering S, Lachmandas E, et al. (Декабрь 2016 г.). «Глутаминолиз и накопление фумарата интегрируют иммунометаболические и эпигенетические программы в обученном иммунитете» . Клеточный метаболизм . 24 (6): 807–819. doi : 10.1016/j.cmet.2016.10.008 . PMC   5742541 . PMID   27866838 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9ccd467105284f92483865ee6796a127__1724525640
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/9c/27/9ccd467105284f92483865ee6796a127.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Trained immunity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)