Terapia con citocinas. Citoquinas: información general Citoquinas y sus características

Las citocinas proinflamatorias se sintetizan, secretan y actúan a través de sus receptores en las células diana en una etapa temprana de la inflamación, participando en el desencadenamiento de una respuesta inmune específica, así como en su fase efectora. A continuación resumimos las principales citocinas proinflamatorias.

IL-1 - un compuesto secretado durante la estimulación antigénica por monocitos, macrófagos, células de Langerhans, células dendríticas, queratinocitos, astrocitos cerebrales y microglia, células endoteliales, epiteliales, mesoteliales, fibroblastos, linfocitos NK, neutrófilos, linfocitos de células B, linfocitos C et al. Aproximadamente el 10% de los basófilos y mastocitos también producen IL-1. Los hechos enumerados indican que la IL-1 puede secretarse directamente en la sangre, el líquido tisular y la linfa. Todas las células en las que se forma esta citocina no son capaces de síntesis espontánea de IL-1 y responden con su producción y secreción en respuesta a la acción de agentes infecciosos e inflamatorios, toxinas microbianas, diversas citocinas, fragmentos activos del complemento, algunos factores activos de coagulación sanguínea y otros. En la expresión figurativa de A. Bellau, IL-1 es una familia de moléculas para todas las ocasiones. La IL-1 se subdivide en 2 fracciones: ayb, que son productos de diferentes genes, pero que tienen propiedades biológicas similares. Ambas formas se forman a partir de las moléculas precursoras correspondientes con el mismo peso molecular: 31 kDa. Como resultado de las transformaciones bioquímicas, finalmente se forman polipéptidos biológicamente activos monocatenarios con un peso molecular de 17,5 kDa. Casi toda la IL-1a permanece dentro de la célula o se une a la membrana. A diferencia de IL-1a, IL-1b es secretada activamente por las células y en los seres humanos es la principal forma secretora de IL-1. Al mismo tiempo, ambas interleucinas tienen el mismo espectro de actividad biológica y compiten por unirse al mismo receptor. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la IL-1a es principalmente un mediador de las reacciones de defensa local, mientras que la IL-1b actúa tanto a nivel local como sistémico. Los experimentos con IL-1 recombinante han demostrado que esta citocina tiene al menos 50 funciones diferentes, y los objetivos son células de casi todos los órganos y tejidos. La influencia de IL-1 se dirige principalmente a Th1, aunque es capaz de estimular Th2 y linfocitos B. En la médula ósea, bajo su influencia, aumenta el número de células hematopoyéticas en la etapa de mitosis. La IL-1 puede actuar sobre los neutrófilos, potenciando su actividad locomotora y promoviendo así la fagocitosis. Esta citoquina interviene en la regulación de las funciones del endotelio y del sistema de coagulación sanguínea, induciendo la actividad procoagulante, la síntesis de citoquinas proinflamatorias y la expresión en la superficie del endotelio de moléculas adhesivas que proporcionan el enrollamiento y unión de neutrófilos y linfocitos, como resultado de lo cual se desarrollan leucopenia y leucopenia vascular. Actuando sobre las células del hígado, estimula la formación de proteínas de fase aguda. Se ha establecido que la IL-1 es el principal mediador del desarrollo de inflamación local y respuesta de fase aguda a nivel del organismo. Además, acelera el crecimiento de los vasos sanguíneos después del daño. Bajo la influencia de IL-1 en la sangre, la concentración de hierro y zinc disminuye y aumenta la excreción de sodio. Finalmente, se ha descubierto recientemente que la IL-1 es capaz de aumentar la cantidad de óxido nítrico circulante. Se sabe que este último juega un papel extremadamente importante en la regulación de la presión arterial, promueve la disgregación plaquetaria y mejora la fibrinólisis. Cabe señalar que bajo la influencia de IL-1 se mejora la formación de rosetas de neutrófilos y linfocitos con plaquetas, lo que juega un papel importante en la implementación de resistencia inespecífica, inmunidad y hemostasia (Yu.A. Vitkovsky). Todo esto sugiere que la IL-1 estimula el desarrollo de todo un complejo de reacciones protectoras del organismo destinadas a limitar la propagación de la infección, eliminar los microorganismos invasores y restaurar la integridad de los tejidos dañados. IL-1 tiene efecto sobre condrocitos, osteoclastos, fibroblastos y células B pancreáticas. Bajo su influencia, aumenta la secreción de insulina, ACTH y cortisol. La adición de IL-1b o TNFa al cultivo primario de células pituitarias disminuye la secreción de hormona estimulante del tiroides.

La IL-1 se produce en el sistema nervioso central, donde puede actuar como transmisor. Bajo la influencia de IL-1, se produce el sueño, acompañado de la presencia de un ritmo a (sueño de ondas lentas). También promueve la síntesis y secreción del factor de crecimiento nervioso por los astrocitos. Se ha demostrado que el contenido de IL-1 aumenta durante el trabajo muscular. Bajo la influencia de IL-1, se potencia la producción de IL-1 en sí, así como de IL-2, IL-4, IL-6, IL-8 y TNFa. Este último, además, induce la síntesis de IL-1, IL-6 e IL-8.

Muchos efectos proinflamatorios de IL-1 se llevan a cabo en combinación con TNFa e IL-6: inducción de fiebre, anorexia, influencia en la hematopoyesis, participación en protección antiinfecciosa inespecífica, secreción de proteínas de fase aguda, y otros (A.S. Simbirtsev).

IL-6- un monómero con un peso molecular de 19-34 kDa. Se produce por estimulación de monocitos, macrófagos, endoteliocitos, Th2, fibroblastos, hepatocitos, células de Sertoli, células del sistema nervioso, tirocitos, células de los islotes de Langerhans, etc. Junto con IL-4 e IL-10, asegura el crecimiento y diferenciación de los linfocitos B, facilitando la transición. el último en anticuerpos. Además, al igual que la IL-1, estimula los hepatocitos, lo que conduce a la formación de proteínas de fase aguda. La IL-6 actúa sobre las células progenitoras hematopoyéticas y, en particular, estimula la megacariocitopoyesis. Este compuesto tiene actividad antiviral. Hay citocinas que pertenecen a la familia IL-6: oncostatina M (OnM), un factor que inhibe la leucemia, el factor neurotrópico ciliar, la cardiotropina-1. Su influencia no afecta el sistema inmunológico. La familia IL-6 tiene efecto sobre las células madre embrionarias, provoca hipertrofia miocárdica, síntesis de CWA, mantenimiento de la proliferación de células de mieloma y progenitores hematopoyéticos, diferenciación de macrófagos, osteoclastos, células nerviosas, aumento de trombocitopoyesis, etc.

Cabe señalar que los ratones con inactivación dirigida (knockout) del gen que codifica un componente receptor común para la familia de citocinas IL-6 desarrollan numerosas anomalías en varios sistemas corporales que son incompatibles con la vida. Junto con el deterioro de la cardiogénesis en los embriones de tales ratones, hay una fuerte disminución en el número de células progenitoras de varias filas hematopoyéticas, así como una fuerte disminución en el tamaño del timo. Estos hechos indican la extrema importancia de la IL-6 en la regulación de las funciones fisiológicas (A.A.Yarilin).

Existen relaciones muy complejas que se regulan mutuamente entre las citocinas proinflamatorias, que actúan como sinergistas. Por tanto, IL-6 inhibe la producción de IL-1 y TNFa, aunque ambas citoquinas son inductoras de la síntesis de IL-6. Además, la IL-6, que actúa sobre el sistema hipotalámico-pituitario, provoca un aumento en la producción de cortisol, que inhibe la expresión del gen IL-6, así como genes de otras citocinas proinflamatorias.

La familia IL-6 también incluye oncostatina M (En M), que posee un espectro de acción extremadamente amplio. Su peso molecular es de 28 kDa. Se ha descubierto que OnM puede inhibir el crecimiento de varios tumores. Estimula la formación de IL-6, un activador del plasminógeno, péptidos intestinales vasoactivos y CWA. De lo anterior se desprende que la OnM debería desempeñar un papel importante en la regulación de la respuesta inmune, la coagulación sanguínea y la fibrinólisis.

IL-8 Pertenece a la llamada familia de quimiocinas que estimulan la quimiotaxis y la quimiocinesis y suman hasta 60 sustancias individuales con sus propias propiedades estructurales y biológicas. La IL-8 madura existe en varias formas, que difieren en la longitud de la cadena polipeptídica. La formación de una forma u otra depende de proteasas específicas que actúan sobre el extremo N de la molécula precursora no glicosilada. Dependiendo de qué células sintetizan IL-8, contiene un número diferente de aminoácidos. La mayor actividad biológica está en forma de IL-8, que consta de 72 aminoácidos (A.S. Simbirtsev).

La IL-8 es liberada por leucocitos polimorfonucleares, monocitos, macrófagos, megacariocitos, neutrófilos, linfocitos T (Tx), fibroblastos, condrocitos, queratinocitos, células endoteliales y epiteliales, hepatocitos y microglia.

IL-8 se produce en respuesta a la acción de compuestos biológicamente activos, incluidas las citocinas proinflamatorias, así como IL-2, IL-3, IL-5, GM-CSF, varios mitógenos, lipopolisacáridos, lectinas y productos de desintegración viral, mientras que Las citocinas antiinflamatorias (IL-4, IL-10) reducen la producción de IL-8. Su activación y liberación también ocurre bajo la influencia de la trombina, un activador del plasminógeno, estreptoquinasa y tripsina, lo que indica una estrecha relación entre la función de esta citocina y el sistema de hemostasia.

La síntesis de IL-8 se lleva a cabo sobre la acción de una variedad de estímulos endógenos o exógenos que surgen en el foco de inflamación durante el desarrollo de una reacción de defensa local a la introducción de un agente patógeno. A este respecto, la producción de IL-8 tiene muchas similitudes con otras citocinas proinflamatorias. Al mismo tiempo, la síntesis de IL-8 es suprimida por hormonas esteroides, IL-4, IL-10, Ifa e Ifg.

La IL-8 estimula la quimiotaxis y quimiocinesis de neutrófilos, basófilos, linfocitos T (en menor grado) y queratinocitos, provocando la desgranulación de estas células. Con la administración intravascular de IL-8, hay una granulocitopenia rápida y aguda, que es seguida estrictamente por un aumento en el nivel de neutrófilos en la sangre periférica. En este caso, los neutrófilos migran al hígado, el bazo, los pulmones, pero no a los tejidos dañados. Además, el experimento ha demostrado que la administración intravenosa de IL-8 bloquea la migración de neutrófilos a las áreas de inflamación intradérmicas.

En los neutrófilos no estimulados, la IL-8 provoca la liberación de una proteína asociada con la vitamina B 12 a partir de gránulos específicos y gelatinasa de las vesículas secretoras. La desgranulación de los gránulos azurófilos en los neutrófilos ocurre solo después de su estimulación con citocalasina-B. Al mismo tiempo, se liberan elastasa, mieloperoxidasa, b-glucoronidasa y otras elastasas, y se produce la expresión de moléculas adhesivas en la membrana leucocitaria, asegurando la interacción del neutrófilo con el endotelio. Cabe señalar que la IL-8 no es capaz de desencadenar un estallido respiratorio, pero puede potenciar el efecto de otras quimiocinas en este proceso.

IL-8 es capaz de estimular la angiogénesis activando procesos proliferativos en células endoteliales y células de músculo liso, lo que juega un papel importante en la reparación de tejidos. Además, puede suprimir la síntesis de IgE inducida por IL-4.

Aparentemente, IL-8 juega un papel importante en la inmunidad local de las membranas mucosas. En personas sanas, se encuentra en las secreciones de las glándulas salivales, lagrimales, sudoríparas, en el calostro. Se ha descubierto que las células del músculo liso de la tráquea humana son capaces de producir cantidades insignificantes de IL-8. Bajo la influencia de la bradicinina, la producción de IL-8 aumenta 50 veces. Los bloqueadores de la síntesis de proteínas inhiben la síntesis de IL-8. Hay muchas razones para creer que la IL-8 localmente proporciona el curso de reacciones protectoras cuando se expone a la flora patógena en el tracto respiratorio superior.

IL-12 descubierto hace más de diez años, pero sus propiedades se han estudiado solo en los últimos años. Es producido por macrófagos, monocitos, neutrófilos, células dendríticas y linfocitos B activados. En mucho menor grado, IL-12 es capaz de secretar queratinocitos, células de Langerhans y linfocitos B en reposo. Además, es producido por células microgliales y astrocitos, lo que requiere su cooperación. IL-12 es un heterodímero que consta de dos cadenas polipeptídicas unidas covalentemente: pesada (45 kDa) y ligera (35 kDa). La actividad biológica es inherente solo al dímero; cada una de las cadenas individuales no posee propiedades similares.

No obstante, las principales células diana de IL-12 siguen siendo NK, linfocitos T (CD4 + y CD8 +) y, en menor medida, linfocitos B. Se puede considerar que sirve de enlace entre macrófagos y monocitos, promoviendo un aumento de la actividad de células Th1 y citotóxicas. Por tanto, esta citoquina hace una contribución significativa a la provisión de protección antiviral y antitumoral. Los inductores de la síntesis de IL-12 son componentes microbianos y citocinas proinflamatorias.

La IL-12 pertenece a las citocinas de unión a heparina, lo que sugiere su participación en el proceso de hemostasia.

En los últimos años, se ha demostrado que la IL-12 es una citoquina clave para mejorar la respuesta inmune mediada por células y la protección antiinfecciosa eficaz contra virus, bacterias, hongos y protozoos. Los efectos protectores de la IL-12 en las infecciones están mediados por mecanismos dependientes de Ifg, mayor producción de óxido nítrico e infiltración de células T. Sin embargo, su principal efecto es sintetizar Ifg. Este último, mientras se acumula en el cuerpo, promueve la síntesis de IL-12 por los macrófagos. La función más importante de IL-12 es dirigir la diferenciación de Tx0 hacia Tx1. En este proceso, IL-12 es un sinergista de Ifg. Mientras tanto, después de la diferenciación, Th1 deja de necesitar IL-12 como molécula coestimulante. La naturaleza de la respuesta inmune depende en gran medida de la IL-12: si se desarrollará de acuerdo con la inmunidad celular o humoral.

Una de las funciones más importantes de IL-12 es un fuerte aumento en la diferenciación de linfocitos B en células productoras de anticuerpos. Esta citocina se usa para tratar pacientes con alergias y asma bronquial.

IL-12 tiene un efecto inhibidor sobre la producción de IL-4 por los linfocitos T de memoria, mediada a través de APC. A su vez, IL-4 suprime la producción y secreción de IL-12.

Los sinergistas de IL-12 son IL-2 e IL-7, aunque ambas citocinas actúan a menudo sobre diferentes células diana. El antagonista e inhibidor fisiológico de IL-12 es IL-10, una citoquina antiinflamatoria típica que inhibe la función Th1.

IL-16 - es secretado por linfocitos T, principalmente estimulados por CD4 +, CD8 +, eosinófilos y células epiteliales bronquiales. Se encontró una mayor secreción de IL-16 cuando las células T se trataron con histamina. Por su naturaleza química, es un homotetrámero con un peso molecular de 56000-80000 D. Es una citoquina inmunomoduladora y proinflamatoria, ya que es un factor quimiotáctico de monocitos y eosinófilos, así como de linfocitos T (CD4 +), potenciando su adhesión.

Cabe señalar que el pretratamiento de CD4 + con IL-16 recombinante suprime la actividad del promotor del VIH-1 en aproximadamente un 60%. En base a los hechos anteriores, se ha planteado una hipótesis según la cual el efecto de IL-16 sobre la replicación del VIH-1 se observa a nivel de expresión viral.

IL-17 formado por macrófagos. Actualmente se ha obtenido IL-17 recombinante y se han estudiado sus propiedades. Resultó que bajo la influencia de IL-17, los macrófagos humanos sintetizan y secretan intensamente citocinas proinflamatorias: IL-1b y TNFa, que está en proporción directa a la dosis de la citocina estudiada. El efecto máximo se observa aproximadamente 9 horas después del inicio de la incubación de macrófagos con IL-17 recombinante. Además, IL-17 estimula la síntesis y liberación de IL-6, IL-10, IL-12, PgE 2, antagonista de RIL-1 y estromalisina. Las citocinas antiinflamatorias, IL-4 e IL-10, cancelan completamente la liberación de IL-1b inducida por IL-17, mientras que GTFb 2 e IL-13 solo bloquean parcialmente este efecto. IL-10 suprime la liberación inducida de TNFa, mientras que IL-4, IL-13 y GTFb 2 suprimen la secreción de esta citoquina en menor grado. Los hechos presentados sugieren fuertemente que la IL-17 debería jugar un papel importante en el inicio y mantenimiento del proceso inflamatorio.

IL-18en términos de efectos biológicos, es un duplicador y sinergista funcional de IL-12. Los principales productores de IL-18 son los macrófagos y los monocitos. Su estructura es extremadamente similar a la IL-1. La IL-18 se sintetiza en forma de una molécula precursora inactiva, que requiere la participación de una enzima convertidora de IL-1b para convertirla en una forma activa.

Bajo la influencia de IL-18, aumenta la resistencia antimicrobiana del cuerpo. En la infección bacteriana, IL-18, junto con IL-12 o Ifa / b, regula la producción de Ifg por las células Tx y NK y potencia la expresión del ligando Fas en los linfocitos NK y T. Recientemente, se ha descubierto que IL-18 es un activador de CTL. Bajo su influencia, aumenta la actividad de las células CD8 + en relación con las células de los tumores malignos.

Como IL-12, IL-18 promueve la diferenciación preferencial de Th0 en Th1. Además, la IL-18 conduce a la formación de GM-CSF y, por tanto, potencia la leucopoyesis e inhibe la formación de osteoclastos.

IL-23consta de 2 subunidades (p19 y p40) que componen IL-12. Por separado, cada una de las subunidades enumeradas no tiene actividad biológica, sin embargo, juntas, como IL-12, mejoran la actividad proliferativa de los linfoblastos T y la secreción de Ifg. IL-23 tiene una actividad más débil que IL-12.

TNFes un polipéptido con un peso molecular de aproximadamente 17 kDa (consta de 157 aminoácidos) y se divide en 2 fracciones: ay b. Ambas fracciones tienen aproximadamente las mismas propiedades biológicas y actúan sobre los mismos receptores celulares. El TNFa es secretado por monocitos y macrófagos, Th1, células endoteliales y de músculo liso, queratinocitos, linfocitos NK, neutrófilos, astrocitos, osteoblastos, etc. En menor medida, el TNFa es producido por algunas células tumorales. El principal inductor de la síntesis de TNFa es el lipopolisacárido bacteriano, así como otros componentes de origen bacteriano. Además, la síntesis y secreción de TNFa son estimuladas por citocinas: IL-1, IL-2, Ifa yb, GM-CSF, etc. Virus de Epstein-Barr, Ifa / b, IL-4, IL-6, IL- 10, G-CSF, TGFb, etc.

La principal manifestación de la actividad biológica del TNFa es el efecto sobre algunas células tumorales. Al mismo tiempo, el TNFa conduce al desarrollo de necrosis hemorrágica y trombosis de los vasos sanguíneos irritantes. Al mismo tiempo, bajo la influencia de TNFa, aumenta la citotoxicidad natural de monocitos, macrófagos y células NK. La regresión de las células tumorales se produce de forma especialmente intensa con la acción combinada de TNFa e Ifg.

Bajo la influencia del TNFa, se inhibe la síntesis de lipoproteína quinasa, una de las principales enzimas que regulan la lipogénesis.

El TNFa, como mediador de la citotoxicidad, puede inhibir la proliferación celular, la diferenciación y la actividad funcional de muchas células.

El TNFa participa directamente en la respuesta inmune. Desempeña un papel sumamente importante en los primeros momentos del inicio de la respuesta inflamatoria, porque activa el endotelio y promueve la expresión de moléculas adhesivas, lo que conduce a la adhesión de granulocitos a la superficie interna del vaso. Bajo la influencia del TNFa, se produce la migración transendotelial de leucocitos al foco inflamatorio. Esta citocina activa granulocitos, monocitos y linfocitos e induce la producción de otras citocinas proinflamatorias: IL-1, IL-6, Ifg, GM-CSF, que son sinergistas de TNFa.

Formado localmente, el TNFa en el foco de la inflamación o un proceso infeccioso aumenta drásticamente la actividad fagocítica de los monocitos y neutrófilos y, al mejorar los procesos de peroxidación, contribuye al desarrollo de una fagocitosis completa. Junto con IL-2, TNFa aumenta significativamente la producción de Ifg por parte de los linfocitos T.

El TNFa también participa en los procesos de destrucción y reparación, ya que provoca el crecimiento de fibroblastos y estimula la angiogénesis.

En los últimos años se ha establecido que el TNF es un importante regulador de la hematopoyesis. Directamente o junto con otras citocinas, el TNF afecta a todos los tipos de células hematopoyéticas.

Bajo su influencia, se mejora la función del sistema hipotálamo-pituitaria-glándulas suprarrenales, así como de algunas glándulas endocrinas: la glándula tiroides, los testículos, los ovarios, el páncreas y otros (A.F. Vozianov).

Interferonesestán formados por casi cualquier célula del cuerpo humano, pero su producción se lleva a cabo principalmente por células sanguíneas y de la médula ósea. La síntesis de interferones se produce bajo la influencia de la estimulación antigénica, aunque normalmente se puede encontrar una concentración muy pequeña de estos compuestos en la médula ósea, bronquios, diversos órganos del tracto gastrointestinal, piel y otros. El nivel de síntesis de interferón es siempre más alto en las células que no se dividen que en las que se dividen rápidamente.

Las citocinas son sustancias proteicas de bajo peso molecular que son producidas por casi todas las células inmunes. Sirven como una especie de mediadores químicos dentro del sistema inmunológico. Pero no pueden llamarse solo factores inmunes, ya que participan en los procesos de hematopoyesis, transmisión de señales entre sistemas y tienen la capacidad de interactuar con células de otros órganos y sistemas, lo que permite mantener la constancia del ambiente interno. Estas sustancias proporcionan control sobre las reacciones de inflamación e hipersensibilidad, bajo ciertas condiciones contribuyen a dañar los propios tejidos del cuerpo.

Las citocinas son componentes importantes del proceso inflamatorio que son necesarios para la implementación de las funciones protectoras del sistema inmunológico. En el desarrollo de estas reacciones intervienen citocinas proinflamatorias, factores de crecimiento y quimiocinas. Sin embargo, en algunos casos, es necesario suprimir y contener el proceso inflamatorio. Para ello existen citocinas antiinflamatorias.

Propiedades generales

La citocina se une a un receptor en la membrana celular, lo que estimula a la célula para que realice su función.

Todas las citocinas no solo tienen sus propias características individuales, sino que también tienen características funcionales comunes:

• Para realizar su función, se unen a un receptor específico en la membrana celular.
• Algunos de ellos interactúan con varias células diana, otros, solo con ciertas líneas celulares.
• La síntesis de estas sustancias es impulsiva. Tienen una vida media bastante corta y una duración de acción corta.
• Las citocinas son eficaces a concentraciones muy bajas.
• Pueden provocar reacciones locales o efectos sistémicos.
• Las citocinas interactúan entre sí. Entonces, uno de ellos puede influir en la actividad del otro, estimulándolo, fortaleciéndolo o debilitándolo.
• Se caracterizan por la superposición de funciones redundantes (el mismo efecto es causado por varias citocinas).
• La misma célula es capaz de producir diferentes citocinas.
• Un tipo de citocina puede ser producido por diferentes células.

Citoquinas proinflamatorias

Las citocinas con actividad proinflamatoria comienzan a secretarse en el cuerpo como resultado del daño o la penetración de un agente infeccioso. Son producidos por linfocitos activados, células de la serie monocítica, células dendríticas, etc. Los representantes más importantes de este grupo de citocinas son:

• interleucina-1;
• interleucina-6;
• factor de necrosis tumoral α;
• interleucina-17 y 18.

Las citocinas responsables de la respuesta inflamatoria se sintetizan y secretan en el foco patológico con bastante rapidez. Aparecen allí dentro de una hora y comienzan a ejercer su efecto, formando una zona de inflamación:

• inducir la expresión de receptores de membrana que son sensibles a factores inflamatorios;
• mejorar el movimiento de leucocitos del torrente sanguíneo al foco patológico;
• estimular la síntesis de otras citocinas con un efecto similar;
• causar fiebre;
• aumentar la producción de sustancias proteicas de la fase aguda de la inflamación;
• activar la actividad del sistema nervioso y las glándulas endocrinas.

Cabe señalar que en altas concentraciones, estas sustancias son capaces de provocar reacciones patológicas. El ejemplo más destacado es el shock séptico.

La interleucina-1 combina alrededor de 11 clases de moléculas de proteínas. 5 de ellas son citocinas activas, se desconocen las funciones del resto. Cualquier célula del cuerpo puede ser objetivo de la interleucina-1, pero las más sensibles son:

• endotelio vascular;
• leucocitos;
• condrocitos;
• células epiteliales;
• tejido nervioso.

Bajo su influencia, se realizan más de 50 tipos de reacciones biológicas en el cuerpo. Activa todos los genes proinflamatorios, provoca la migración de las células leucocitarias al foco inflamatorio, al tiempo que aumenta su actividad fagocítica y efecto bactericida. También afecta el tono vascular y la circulación sanguínea en esta zona. Además, la interleucina-1 tiene múltiples efectos sistémicos:

• afecta el hipotálamo y provoca una reacción de temperatura;
• participa en el desarrollo de manifestaciones generales del proceso inflamatorio (debilidad general, debilidad, falta de apetito, somnolencia);
• mejora
• estimula la liberación de granulocitos de la zona hematopoyética de la médula ósea;
• en caso de daño al cartílago y tejido óseo, puede provocar su destrucción, etc.

La interleucina-6 es una citocina de amplio espectro. Participa en la inducción de casi todo el complejo de reacciones inflamatorias locales, pero su efecto es más débil que la interleucina-1 o el TNF-α. Sin embargo, no aumenta la producción de otras citocinas, sino que, por el contrario, la inhibe, combinando así las propiedades opuestas de las citocinas pro y antiinflamatorias.

El factor de necrosis tumoral α es producido en el organismo principalmente por células del sistema monocítico-macrófago. Esta citocina tiene un espectro de actividad bastante amplio. Aparece por primera vez en la sangre después de la inducción de la inflamación (entre todas las citocinas proinflamatorias). Su acción es similar a los efectos de la interleucina-1, pero más pronunciada. También potencia la expresión de moléculas de adhesión, la síntesis de diversos factores inflamatorios, acelera el movimiento de los leucocitos y los activa. Además, potencia el potencial bacteriano de los fagocitos y estimula el crecimiento y desarrollo de fibroblastos. Con una concentración local aumentada de TNF-α, se produce daño tisular y, con un aumento de su concentración en la sangre, se desarrollan efectos tóxicos graves.

Citocinas antiinflamatorias

Junto con la existencia de factores que provocan una respuesta inflamatoria, en el cuerpo humano se producen citocinas que pueden suprimirla. La relación entre ellos es un punto importante en la regulación del inicio y desarrollo de la inflamación, porque no solo el curso del proceso patológico, sino también su resultado depende de esto. Los principales representantes de este grupo de citocinas son:

• interleucina-4;
• interleucina-10;
• interleucina-13;
• factor de crecimiento transformante beta.

La interleucina-4 es producida por T-helpers tipo 2. Es un antagonista del γ-interferón, inhibe la secreción de TNF-α, interleucina-1, interleucina-6 e inhibe la actividad de macrófagos y linfocitos T. Junto con otras citocinas, promueve la proliferación de basófilos tisulares.

Además, los T-helpers tipo 2 producen interleucina-10 y 13, que reducen la síntesis de citocinas responsables del desarrollo de la inflamación y aumentan la proliferación de mastocitos y linfocitos B. Como resultado, se suprime la inmunidad celular y se estimula la inmunidad humoral (producción de anticuerpos).

El factor de crecimiento transformante beta es sintetizado por una variedad de tipos de células, incluidos macrófagos y linfocitos. Se considera que su función principal es suprimir la actividad y el crecimiento de los linfocitos T, así como macrófagos, neutrófilos y células asesinas naturales. Inhibe la respuesta inmune y estimula los procesos de reparación en el cuerpo aumentando la síntesis de colágeno.

Conclusión

La interleucina 13 es una citocina que suprime el proceso inflamatorio.

El papel de las citocinas en el organismo es muy importante. Dadas sus diversas propiedades reguladoras, queda claro que la secreción insuficiente o excesiva de estas sustancias es importante en diversas enfermedades y procesos patológicos. Actualmente, se están desarrollando fármacos a partir de citocinas y sus receptores, que se utilizan en oncología, transplantología y otras ramas de la medicina.

Este capítulo considerará un enfoque integrado para evaluar el sistema de citocinas utilizando métodos de investigación modernos descritos anteriormente.

Primero, describimos los conceptos básicos del sistema de citocinas.

Las citocinas se consideran actualmente como moléculas de proteína-péptido producidas por diversas células del cuerpo y que llevan a cabo interacciones intercelulares e intersistémicas. Las citocinas son reguladores universales del ciclo de vida de las células, controlan los procesos de diferenciación, proliferación, activación funcional y apoptosis de estas últimas.

Las citocinas producidas por las células del sistema inmunológico se denominan inmunocitocinas; son una clase de péptidos mediadores solubles del sistema inmunológico necesarios para su desarrollo, funcionamiento e interacción con otros sistemas del cuerpo (Kovalchuk L.V. et al., 1999).

Como moléculas reguladoras, las citocinas juegan un papel importante en las reacciones de la inmunidad innata y adaptativa, aseguran su interconexión, controlan la hematopoyesis, la inflamación, la cicatrización de heridas, la formación de nuevos vasos sanguíneos (angiogénesis) y muchos otros procesos vitales.

Actualmente, existen varias clasificaciones diferentes de citocinas, teniendo en cuenta su estructura, actividad funcional, origen, tipo de receptores de citocinas. Tradicionalmente, de acuerdo con los efectos biológicos, se acostumbra distinguir los siguientes grupos de citocinas.

1. Interleucinas(IL-1-IL-33) son proteínas reguladoras secretoras del sistema inmunológico que proporcionan interacciones mediadoras en el sistema inmunológico y su conexión con otros sistemas del cuerpo. Las interleucinas se clasifican según su actividad funcional en citocinas pro y antiinflamatorias, factores de crecimiento de linfocitos, citocinas reguladoras, etc.

3. Factores de necrosis tumoral (TNF)- citocinas con acciones citotóxicas y reguladoras: TNFa y linfotoxinas (LT).

4. Factores de crecimiento de células hematopoyéticas- factor de crecimiento de células madre (Kit - ligando), IL-3, IL-7, IL-11, eritropoyetina, trobopoyetina, factor estimulante de colonias de granulocitos-macrófagos - GM-CSF, CSF granulocítico - G-CSF, macrófago -

ny KSF - M-KSF).

5. Quimiocinas- С, CC, СХС (IL-8), СХ3С - reguladores de la quimiotaxis de varios tipos de células.

6. Factores de crecimiento de células no linfoides- reguladores de crecimiento, diferenciación y actividad funcional de células de diversos tejidos pertenecientes (factor de crecimiento de fibroblastos - FGF, factor de crecimiento de células endoteliales, factor de crecimiento epidérmico - EGF de la epidermis) y factores de crecimiento transformantes (TGFβ, TGFα).

Entre otros, en los últimos años se ha estudiado activamente un factor que inhibe la migración de macrófagos (factor inhibidor de la migración - MIF), que se considera una neurohormona con actividad citoquina y enzimática (Suslov A.P., 2003; Kovalchuk L.V. et al.,

Las citocinas difieren en estructura, actividad biológica y otras propiedades. Sin embargo, junto con las diferencias, las citoquinas tienen propiedades generales,característica de esta clase de moléculas biorreguladoras.

1. Las citocinas son generalmente polipéptidos glicosilados de peso molecular medio (menos de 30 kD).

2. Las citocinas son producidas por células del sistema inmunológico y otras células (por ejemplo, endotelio, fibroblastos, etc.) en respuesta a un estímulo activador (estructuras moleculares asociadas a patógenos, antígenos, citocinas, etc.) y participan en las reacciones de la inmunidad innata y adaptativa, regulando su fuerza y duración. Algunas citocinas se sintetizan de forma constitutiva.

3. La secreción de citocinas es un proceso a corto plazo. Las citocinas no se almacenan como moléculas preformadas, pero su

la síntesis siempre comienza con la transcripción de genes. Las células producen citocinas en bajas concentraciones (picogramos por mililitro).

4. En la mayoría de los casos, las citocinas se producen y actúan sobre las células diana en las inmediaciones (acción de corto alcance). El principal sitio de acción de las citocinas es la sinapsis intercelular.

5. Redundanciael sistema de citocinas se manifiesta en el hecho de que cada tipo de célula es capaz de producir varias citocinas, y cada citocina puede ser secretada por diferentes células.

6. Todas las citocinas se caracterizan por pleiotropía,o la polifuncionalidad de la acción. Por tanto, la manifestación de signos de inflamación se debe a la influencia de IL-1, TNF-α, IL-6, IL-8. La duplicación de funciones asegura la confiabilidad del sistema de citocinas.

7. La acción de las citocinas en las células diana está mediada por receptores de membrana de alta afinidad altamente específicos, que son glicoproteínas transmembrana, que generalmente constan de más de una subunidad. La parte extracelular de los receptores es responsable de la unión de las citocinas. Existen receptores que eliminan el exceso de citocinas en el foco patológico. Estos son los llamados receptores señuelo. Los receptores solubles son el dominio extracelular del receptor de membrana, separados por una enzima. Los receptores solubles son capaces de neutralizar las citocinas, participar en su transporte al foco de inflamación y en su excreción del organismo.

8. Citocinas trabajar sobre el principio de una red.Pueden actuar en concierto. Muchas funciones inicialmente atribuidas a una sola citocina parecen estar mediadas por la acción concertada de varias citocinas. (sinergismocomportamiento). Ejemplos de interacciones sinérgicas de citocinas son la estimulación de respuestas inflamatorias (IL-1, IL-6 y TNF-a), así como la síntesis de IgE.

(IL-4, IL-5 e IL-13).

Algunas citocinas inducen la síntesis de otras citocinas. (cascada).La acción en cascada de las citocinas es necesaria para el desarrollo de respuestas inflamatorias e inmunes. La capacidad de algunas citocinas para potenciar o debilitar la producción de otras determina importantes mecanismos reguladores positivos y negativos.

Se conoce el efecto antagonista de las citocinas, por ejemplo, la producción de IL-6 en respuesta a un aumento en la concentración de TNFα puede ser

un mecanismo regulador negativo para controlar la producción de este mediador durante la inflamación.

La regulación de las citocinas de las funciones de las células diana se lleva a cabo mediante mecanismos autocrinos, paracrinos o endocrinos. Algunas citocinas (IL-1, IL-6, TNFα, etc.) pueden participar en la implementación de todos los mecanismos anteriores.

La respuesta de la célula a la influencia de una citocina depende de varios factores:

Del tipo de células y su actividad funcional inicial;

De la concentración local de la citoquina;

De la presencia de otras moléculas mediadoras.

Por tanto, las células productoras, las citocinas y sus receptores específicos en las células diana forman una única red de mediadores. Es el conjunto de péptidos reguladores, y no las citocinas individuales, lo que determina la respuesta celular final. En la actualidad, el sistema de citocinas se considera un sistema universal de regulación a nivel de todo el organismo, lo que asegura el desarrollo de reacciones protectoras (por ejemplo, durante la infección).

En los últimos años, la idea de un sistema de citocinas que combine:

1) células productoras;

2) citocinas solubles y sus antagonistas;

3) células diana y sus receptores (Fig. 7.1).

Las violaciones de varios componentes del sistema de citocinas conducen al desarrollo de numerosos procesos patológicos y, por lo tanto, la identificación de defectos en este sistema regulador es importante para el diagnóstico correcto y el nombramiento de la terapia adecuada.

Consideremos primero los componentes principales del sistema de citocinas.

Células productoras de citocinas

I. El grupo principal de células productoras de citocinas en la respuesta inmune adaptativa son los linfocitos. Las células en reposo no secretan citocinas. Con el reconocimiento de antígenos y con la participación de las interacciones del receptor (CD28-CD80 / 86 para los linfocitos T y CD40-CD40L para los linfocitos B), se produce la activación celular, lo que lleva a la transcripción de genes de citocinas, la traducción y secreción de péptidos glicosilados al espacio intercelular.

Figura: 7.1.Sistema de citoquinas

Los auxiliares T CD4 están representados por subpoblaciones: Th0, Th1, Th2, Th17, Tfh, que difieren en el espectro de citocinas secretadas en respuesta a varios antígenos.

Th0 produce una amplia gama de citocinas a concentraciones muy bajas.

Dirección de diferenciación Th0determina el desarrollo de dos formas de respuesta inmune con predominio de mecanismos humorales o celulares.

La naturaleza del antígeno, su concentración, localización en la célula, el tipo de células presentadoras de antígeno y un cierto conjunto de citocinas regulan la dirección de la diferenciación Th0.

Después de la captura y procesamiento de antígenos, las células dendríticas presentan péptidos antigénicos a las células Th0 y producen citocinas que regulan la dirección de su diferenciación en células efectoras. El papel de las citocinas individuales en este proceso se muestra en la Fig. 7.2. IL-12 induce la síntesis de IFNγ por linfocitos T y] HGC. IFNu proporciona diferenciación de Th1, que comienza a secretar citocinas (IL-2, IFNu, IL-3, TNF-a, linfotoxinas), que regulan el desarrollo de reacciones a patógenos intracelulares.

(hipersensibilidad de tipo retardado (TRH) y varios tipos de citotoxicidad celular).

IL-4 asegura la diferenciación de Th0 en Th2. Los Th2 activados producen citocinas (IL-4, IL-5, IL-6, IL-13, etc.), que determinan la proliferación de linfocitos B, su posterior diferenciación en células plasmáticas y el desarrollo de respuestas de anticuerpos, principalmente a patógenos extracelulares.

El IFNu regula negativamente la función de las células Th2 y, a la inversa, IL-4, IL-10 secretadas por Th2 inhiben la función de Th1 (Fig. 7.3). El mecanismo molecular de esta regulación está asociado a factores de transcripción. La expresión de T-bet y STAT4, determinada por IFNy, dirige la diferenciación de las células T a lo largo de la vía Th1 y suprime el desarrollo de Th2. IL-4 induce la expresión de GATA-3 y STAT6, lo que, respectivamente, asegura la conversión de THO sin tratamiento previo en células Th2 (Fig. 7.2).

En los últimos años, se ha descrito una subpoblación especial de células T colaboradoras (Th17) que producen IL-17. Los miembros de la familia IL-17 pueden expresarse mediante células de memoria activadas (CD4CD45RO), células u5T, células NKT, neutrófilos, monocitos bajo la influencia de IL-23, IL-6, TGFβ, producidos por macrófagos y células dendríticas. El principal factor diferenciador en humanos es ROR-C, en ratones - ROR-γ l Se ha demostrado el papel fundamental de la IL-17 en el desarrollo de la inflamación crónica y la patología autoinmune (v. Fig. 7.2).

Además, los linfocitos T en el timo pueden diferenciarse en células reguladoras naturales (Treg) que expresan los marcadores de superficie CD4 + CD25 + y el factor de transcripción FOXP3. Estas células son capaces de suprimir la respuesta inmune mediada por las células Th1 y Th2 mediante el contacto directo célula-célula y la síntesis de TGFβ e IL-10.

Los diagramas de diferenciación de los clones Th0 y las citocinas secretadas por ellos se muestran en la Fig. 7.2 y 7.3 (ver también inserto de color).

Las células T-citotóxicas (CD8 +), las células asesinas naturales, son productores débiles de citocinas como interferones, TNFα y linfotoxinas.

La activación excesiva de una de las subpoblaciones Th puede determinar el desarrollo de una de las variantes de la respuesta inmune. El desequilibrio crónico de la activación de Th puede conducir a la formación de condiciones inmunopatológicas asociadas con la manifestación de

alergias, patología autoinmune, procesos inflamatorios crónicos, etc.

Figura: 7.2.Varias subpoblaciones de linfocitos T productores de citocinas

II. En el sistema inmunológico innato, los principales productores de citocinas son las células mieloides. Utilizando receptores tipo Toll (TLR), reconocen estructuras moleculares similares de varios patógenos, los llamados patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP), por ejemplo, lipopolisacárido (LPS) de bacterias gramnegativas, ácidos lipoteicoicos, peptidoglicanos de microorganismos grampositivos, flagelina, ADN rico en G repeticiones, etc. Como resultado

esta interacción con TLR desencadena una cascada de transducción de señales intracelulares que conduce a la expresión de genes de dos grupos principales de citocinas: proinflamatorias e IFN tipo 1 (fig. 7.4, véase también el recuadro en color). Principalmente, estas citocinas (IL-1, -6, -8, -12, TNFa, GM-CSF, IFN, quimiocinas, etc.) inducen el desarrollo de inflamación y están involucradas en la defensa del cuerpo contra infecciones bacterianas y virales.

Figura: 7.3.El espectro de citocinas secretadas por las células TH1 y TH2

III. Las células que no están relacionadas con el sistema inmunológico (células de tejido conectivo, epitelio, endotelio) secretan constitutivamente factores de crecimiento autocrinos (FGF, EGF, TGFR, etc.). y citocinas que apoyan la proliferación de células hematopoyéticas.

Citocinas y sus antagonistasse describen en detalle en varias monografías (Kovalchuk L.V. et al., 2000; Ketlinsky S.A., Simbirtsev A.S.,

Figura: 7.4.Inducción de la producción de citocinas mediada por TLR por células inmunitarias innatas

La sobreexpresión de citocinas no es segura para el cuerpo y puede conducir al desarrollo de una respuesta inflamatoria excesiva, una respuesta de fase aguda. Varios inhibidores están involucrados en la regulación de la producción de citocinas proinflamatorias. Así, se han descrito varias sustancias que se unen de forma inespecífica a la citoquina IL-1 y previenen la manifestación de su acción biológica (a2-macroglobulina, componente C3 del complemento, uromodulina). Los inhibidores específicos de IL-1 incluyen receptores señuelo solubles, anticuerpos y el antagonista del receptor de IL-1 (IL-1RA). Con el desarrollo de la inflamación, aumenta la expresión del gen IL-1RA. Pero incluso normalmente, este antagonista está presente en la sangre en altas concentraciones (hasta 1 ng / ml o más), bloqueando la acción de la IL-1 endógena.

Células diana

La acción de las citocinas en las células diana está mediada por receptores específicos que se unen a las citocinas con una afinidad muy alta, y las citocinas individuales pueden usar

subunidades receptoras comunes. Cada citocina se une a su receptor específico.

Los receptores de citocinas son proteínas transmembrana y se dividen en 5 tipos principales. El más común es el llamado tipo de receptor de hematopoyetina, que tiene dos dominios extracelulares, uno de los cuales contiene una secuencia común de residuos de aminoácidos de dos repeticiones de triptófano y serina, separados por cualquier aminoácido (motivo WSXWS). El segundo tipo de receptor puede tener dos dominios extracelulares con un gran número de cisteínas conservadas. Estos son receptores de la familia IL-10 e IFN. El tercer tipo está representado por receptores de citocinas pertenecientes al grupo TNF. El cuarto tipo de receptor de citocina pertenece a la superfamilia de receptores de inmunoglobulina, que tienen dominios extracelulares que son estructuralmente similares a los dominios de moléculas de inmunoglobulina. El quinto tipo de receptor que se une a moléculas de la familia de las quimiocinas está representado por proteínas transmembrana que atraviesan la membrana celular en 7 lugares. Los receptores de citocinas pueden existir en forma soluble, conservando la capacidad de unirse a ligandos (Ketlinsky S.A. et al., 2008).

Las citocinas pueden influir en la proliferación, diferenciación, actividad funcional y apoptosis de las células diana (ver Fig. 7.1). La manifestación de la actividad biológica de las citocinas en las células diana depende de la participación de varios sistemas intracelulares en la transmisión de señales del receptor, que está asociada con las características de las células diana. La señal de apoptosis se lleva a cabo, entre otras cosas, con la ayuda de una región específica de la familia de receptores de TNF, el llamado dominio de "muerte" (fig. 7.5, ver recuadro en color). Las señales de diferenciación y activación se transmiten a través de las proteínas Jak-STAT intracelulares, transductores de señal y activadores de la transcripción (fig. 7.6, véase el recuadro en color). Las proteínas G participan en la señalización de las quimiocinas, lo que conduce a una mayor migración y adhesión celular.

Un análisis completo del sistema de citocinas incluye lo siguiente.

I. Evaluación de células productoras.

1. Definición de expresión:

Receptores que reconocen un patógeno o antígeno TCR, TLR) a nivel de genes y moléculas de proteínas (PCR, citometría de flujo);

Moléculas adaptadoras que conducen una señal que desencadena la transcripción de genes de citocinas (PCR, etc.);

Figura: 7.5.Transmisión de señales del receptor de TNF

Figura: 7.6.Jak-STAT: vía de señalización de los receptores de citocinas tipo 1

Genes de citocinas (PCR); Moléculas proteicas de citocinas (evaluación de la función de síntesis de citocinas de las células mononucleares humanas).

2. Cuantificación de subpoblaciones de células que contienen determinadas citocinas: Th1, Th2 Th17 (método de tinción intracelular de citocinas); determinación del número de células que segregan determinadas citocinas (método ELISPOT, véase el capítulo 4).

II. Evaluación de citocinas y sus antagonistas en medios biológicos del organismo.

1. Prueba de la actividad biológica de las citocinas.

2. Determinación cuantitativa de citocinas mediante ELISA.

3. Tinción inmunohistoquímica de citocinas en tejidos.

4. Determinación de la proporción de citocinas opuestas (pro y antiinflamatorias), citocinas y antagonistas de los receptores de citocinas.

III. Evaluación de células diana.

1. Determinación de la expresión de receptores de citocinas a nivel de genes y moléculas proteicas (PCR, citometría de flujo).

2. Determinación de moléculas señalizadoras en el contenido intracelular.

3. Determinación de la actividad funcional de las células diana.

En la actualidad, se han desarrollado numerosos métodos para evaluar el sistema de citocinas, que proporcionan información diversa. Entre ellos se distinguen:

1) métodos de biología molecular;

2) métodos para la determinación cuantitativa de citocinas mediante inmunoensayo;

3) probar la actividad biológica de las citocinas;

4) tinción intracelular de citocinas;

5) método ELISPOT, que permite detectar citocinas alrededor de una sola célula productora de citocinas;

6) inmunofluorescencia.

Damos una breve descripción de estos métodos.

Mediante métodos biológicos moleculareses posible estudiar la expresión de genes de citocinas, sus receptores, moléculas de señalización, para estudiar el polimorfismo de estos genes. En los últimos años se han realizado una gran cantidad de estudios que revelaron asociaciones entre variantes de alelos de genes de moléculas del sistema de citocinas y una predisposición

a una serie de enfermedades. El estudio de variantes alélicas de genes de citocinas puede proporcionar información sobre la producción programada genéticamente de una u otra citocina. La más sensible es la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real: RT-PCR (consulte el Capítulo 6). Método de hibridación en el lugarpermite aclarar la localización celular y tisular de la expresión génica de citocinas.

La determinación cuantitativa de citocinas en fluidos biológicos y en cultivos de células mononucleares de sangre periférica mediante ELISA se puede caracterizar como sigue. Dado que las citocinas son mediadores locales, es más conveniente medir sus niveles en los tejidos correspondientes después de la extracción de proteínas tisulares o en fluidos naturales, por ejemplo, en lágrimas, lavados de cavidades, orina, líquido amniótico, líquido cefalorraquídeo, etc. Los niveles de citocinas en suero u otros fluidos corporales reflejan el estado actual del sistema inmunológico, es decir, síntesis de citocinas por células del cuerpo en vivo.

La determinación de los niveles de producción de citocinas por las células mononucleares de sangre periférica (MNC) muestra el estado funcional de las células. La producción espontánea de citocinas MNC en cultivo indica que las células ya están activadas en vivo.La síntesis de citocinas inducida (por diversos estimulantes, mitógenos) refleja la capacidad de reserva potencial de las células para responder a un estímulo antigénico (en particular, a la acción de fármacos). La disminución de la producción inducida de citocinas puede servir como uno de los signos de un estado de inmunodeficiencia. Las citocinas no son específicas para un antígeno en particular. Por lo tanto, es imposible un diagnóstico específico de enfermedades infecciosas, autoinmunes y alérgicas determinando el nivel de ciertas citocinas. Al mismo tiempo, la evaluación de los niveles de citocinas permite obtener datos sobre la gravedad del proceso inflamatorio, su transición al nivel sistémico y el pronóstico, la actividad funcional de las células del sistema inmunológico, la proporción de células Th1 y Th2, que es muy importante en el diagnóstico diferencial de una serie de procesos infecciosos e inmunopatológicos.

En medios biológicos, las citocinas se pueden cuantificar utilizando una variedad de métodos de inmunoensayo,utilizando anticuerpos policlonales y monoclonales (ver capítulo 4). ELISA le permite averiguar cuáles son las concentraciones exactas de citocinas en bio-

fluidos corporales lógicos. El ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas para citocinas tiene una serie de ventajas sobre otros métodos (alta sensibilidad, especificidad, independencia de la presencia de antagonistas, la posibilidad de una contabilidad automatizada precisa, estandarización de la contabilidad). Sin embargo, este método también tiene sus limitaciones: ELISA no caracteriza la actividad biológica de las citocinas, puede dar resultados falsos debido a la reacción cruzada de los epítopos.

Pruebas biologicasllevado a cabo sobre la base del conocimiento de las propiedades básicas de las citocinas, su acción sobre las células diana. El estudio de los efectos biológicos de las citocinas permitió el desarrollo de cuatro tipos de pruebas de citocinas:

1) por inducción de la proliferación de células diana;

2) por efecto citotóxico;

3) por inducción de diferenciación de progenitores de médula ósea;

4) por acción antiviral.

La IL-1 está determinada por el efecto estimulante sobre la proliferación de timocitos murinos activados por mitógeno. in vitro;IL-2: por la capacidad de estimular la actividad proliferativa de los linfoblastos; El TNFa y las linfotoxinas se prueban para determinar su acción citotóxica sobre fibroblastos de ratón (L929). Los factores estimulantes de colonias se evalúan por su capacidad para apoyar el crecimiento de progenitores de la médula ósea en forma de colonias en agar. La actividad antiviral del IFN se detecta mediante la inhibición del efecto citopático de virus en el cultivo de fibroblastos diploides humanos y la línea tumoral de fibroblastos de ratones L-929.

Se han creado líneas celulares cuyo crecimiento depende de la presencia de determinadas citocinas. Mesa 7.1 es una lista de líneas celulares utilizadas para la prueba de citocinas. De acuerdo con la capacidad para inducir la proliferación de células diana sensibles, se lleva a cabo la bioprueba de IL-1, IL-2, IL-4, IL-6, IL-7, IL-15, etc. Sin embargo, estos métodos de prueba no son suficientemente sensibles e informativos. Las moléculas inhibidoras y antagonistas pueden enmascarar la actividad biológica de las citocinas. Varias citocinas exhiben actividad biológica general. No obstante, estos métodos son ideales para probar la actividad específica de citocinas recombinantes.

Cuadro 7.1.Líneas celulares utilizadas para probar la actividad biológica de las citocinas

El final de la mesa. 7.1

Laboratorio 7-1

Determinación de la actividad biológica de IL-1 por el efecto comitogénico sobre la proliferación de timocitos de ratón

El método de prueba biológica de IL-1 se basa en la capacidad de una citocina para estimular la proliferación de timocitos murinos.

La IL-1 se puede determinar en el cultivo de monocitos estimulados con LPS, así como en cualquier fluido corporal biológico.Es necesario prestar atención a una serie de detalles.

1. Se utilizan timocitos de ratones C3H / HeJ estimulados para la proliferación por mitógenos (concanavalina A - ConA y fitohemaglutinina - PHA) para la prueba. Los timocitos С3Н / HeJ no fueron elegidos por casualidad: los ratones de esta línea endogámica no responden al LPS, que puede estar contenido en el material de prueba y causar la producción de IL-1.

2. Los timocitos responden a IL-2 y mitógenos, por lo tanto, la presencia de IL-2 y mitógenos también debe determinarse en preparaciones analizadas para IL-1.

Procedimiento de operación

1. Obtener una suspensión de timocitos a una concentración de 12 × 10 6 / ml de medio RPMI 1640, que contiene 10% de suero de embriones de vacas y 2-mercaptoetanol (5 × 10 -5 M).

2. Prepare una serie de sucesivas diluciones dobles de muestras experimentales (fluidos corporales biológicos) y de control. Como controles se utilizan fluidos biológicos que contienen IL-1 o muestras obtenidas durante la incubación de células mononucleares sin LPS y una preparación estándar de laboratorio que contiene IL-1. En placas de fondo redondo de 96 pocillos, se transfieren 50 μl de cada dilución a 6 pocillos.

3. En tres pocillos de cada dilución añada 50 µl de PHA purificado (Wellcome) disuelto en medio completo a una concentración de 3 µg / ml, y en los otros 3 pocillos - 50 µl de medio.

4. Añada 50 μl de suspensión de timocitos a cada pocillo e incube durante 48 ha 37 ° C.

6. Antes del final del cultivo, se añaden a los pocillos 50 µl de una solución (1 µCi / ml) de [“3 H] -timidina y se incuban durante otras 20 horas.

7. Para determinar el nivel de radiactividad, las células de cultivo se transfieren a papel de filtro utilizando un recolector de células automático, los filtros se secan y la inclusión de la etiqueta se determina mediante un contador de centelleo líquido.

8. Los resultados se expresan como factor de estimulación.

donde m cp es el número medio de pulsos en 3 agujeros.

Si los timocitos responden a la estimulación con IL-1 estándar, entonces el índice de estimulación de la muestra de prueba superior a 3 indica de manera confiable la actividad de IL-1.

El bioensayo es el único método para evaluar la función de las citocinas, pero este método debe complementarse con varios tipos de control apropiado de la especificidad utilizando anticuerpos monoclonales. La adición de ciertos anticuerpos monoclonales a la citocina en el cultivo bloquea la actividad biológica de la citocina, lo que demuestra que la citocina detectada sirve como señal para la proliferación de la línea celular.

Uso de bioensayo para detectar interferón.El principio de evaluación de la actividad biológica del IFN se basa en su efecto antiviral, que está determinado por el grado de inhibición de la multiplicación del virus de prueba en el cultivo celular.

En este trabajo se pueden utilizar células sensibles a la acción del IFN: principalmente células de fibroblastos tripsinizados de embriones de pollo y humanos, células trasplantadas de fibroblastos diploides humanos y cultivo de células de ratón (L929).

A la hora de evaluar el efecto antiviral del IFN, es aconsejable utilizar virus con ciclo de reproducción corto, alta sensibilidad a la acción del IFN: virus de encefalomielitis de ratón, estomatitis vesicular de ratón, etc.

Laboratorio 7-2

Determinación de la actividad del interferón.

1. Se vierte una suspensión de fibroblastos diploides de un feto humano en un medio con suero de embriones bovinos al 10% (concentración de células - 15-20 × 10 6 / ml) en placas estériles de fondo plano de 96 pocillos, 100 μl por pocillo y se coloca en una incubadora de CO2 a una temperatura 37 ° C.

2. Después de la formación de una monocapa completa, se retira el medio de crecimiento de los pocillos y se añaden 100 µl del medio de soporte a cada pocillo.

3. La titulación de la actividad de IFN en las muestras en estudio se lleva a cabo mediante el método de diluciones al doble en una monocapa de fibroblastos.

Simultáneamente con las muestras, el virus de la encefalomielitis de ratón (VEM) se introduce en los pocillos a una dosis que causa un 100% de daño celular 48 horas después de la infección.

4. Para el control, utilice pocillos con células intactas (no tratadas) infectadas con el virus.

En cada estudio, las muestras de IFN de referencia con actividad conocida se utilizan como fármacos de referencia.

5. Las placas con diluciones de muestra se incuban durante 24 ha 37 ° C en una atmósfera con 5% de CO 2.

6. El nivel de actividad del IFN se determina mediante el recíproco de la dilución máxima de la muestra de ensayo, que inhibe el efecto citopático del virus en un 50% y se expresa en unidades de actividad por ml.

7. Para determinar el tipo de IFN, se agrega al sistema antisuero contra IFNα, IFNβ o IFNγ. El antisuero anula la acción de la citoquina correspondiente, lo que permite identificar el tipo de IFN.

Determinación de la actividad biológica de la migración del factor inhibidor.En la actualidad, se han formado ideas completamente nuevas sobre la naturaleza y propiedades del MITO, descubierto en los años 60 del siglo pasado como mediador de la inmunidad celular y durante muchos años sin la debida atención (Bloom B.R., Bennet B., 1966; David J.R., 1966). Solo en los últimos 10-15 años ha quedado claro: el MITO es uno de los mediadores biológicos más importantes del cuerpo con una amplia gama de funciones biológicas de citocina, hormonas y enzimas. La acción de MYTH sobre las células diana se realiza a través del receptor CD74 o mediante la vía no clásica de endocitosis.

El MITO se considera un importante mediador de la inflamación, activando la función de los macrófagos (producción de citocinas, fagocitosis, citotoxicidad, etc.), así como una hormona inmunorreguladora endógena que modula la actividad glucocorticoide.

Cada vez se acumula más información sobre el papel del MIF en la patogenia de muchas enfermedades inflamatorias, incluidas la sepsis, la artritis reumatoide (AR), la glomerulonefritis, etc. En la AR, la concentración de MIF en el líquido de las articulaciones afectadas aumenta significativamente, lo que se correlaciona con la gravedad de la enfermedad. Bajo la influencia del MITO, aumenta la producción de citocinas proinflamatorias tanto por macrófagos como por células sinoviales.

Se conocen varios métodos para probar la actividad de MIF, cuando las células migratorias (células diana para MIF) se colocan en un capilar de vidrio (prueba capilar), en una gota de agarosa o en un pocillo de agarosa.

Presentamos un método de cribado relativamente simple basado en la formación de microcultivos celulares (leucocitos o macrófagos) estándar en área y número de células en el fondo de los pocillos de una placa de fondo plano de 96 pocillos, seguido de su cultivo en medio nutriente y determinando el cambio en el área de estos microcultivos bajo la acción de MIF ( Suslov A.P., 1989).

Laboratorio 7-3

Definición de actividad MITO

La determinación de la actividad biológica de MIF se lleva a cabo utilizando un dispositivo para la formación de microcultivos celulares (Fig. 7.7) - MIGROSKRIN (Instituto de Investigación de Epidemiología y Microbiología que lleva el nombre de NF Gamaleya RAMS).

1. En los pocillos de una placa de 96 pocillos (Flow, Gran Bretaña o similar) añadir 100 μl de una muestra diluida en medio de cultivo, en la que se determina la actividad MYTH (cada dilución en 4 paralelos, muestras experimentales). El medio de cultivo contiene RPMI 1640, L-glutamina 2 mM, suero bovino fetal al 5%, 40 μg / ml de gentamicina.

2. Añada medio de cultivo (en 4 paralelos) a los pocillos de control, 100 µl cada uno.

3. Preparar una suspensión celular de macrófagos peritoneales, para lo cual se inyectan intraperitonealmente 2 ratones híbridos (CBAxC57B1 / 6) F1 con 10 ml de solución de Hanks con heparina (10 U / ml), masajear suavemente el abdomen durante 2-3 minutos. Luego, se sacrifica al animal por decapitación, se perfora cuidadosamente la pared abdominal en la zona de la ingle y se aspira el exudado a través de una aguja con una jeringa. Las células del exudado peritoneal se lavan dos veces con solución de Hanks, centrifugando durante 10-15 minutos a 200 g. A continuación, se prepara una suspensión celular con una concentración de 10 ± 1 millón / ml de medio RPMI 1640. El recuento se realiza en una cámara Goryaev.

4. Monte el sistema MIGROSKRIN, que es una gradilla para la fijación dirigida y estándar de puntas con cultivos celulares en una posición estrictamente vertical a una altura determinada por encima del centro del pocillo de una placa de cultivo de 96 pocillos, y también incluye 92 puntas para una pipeta automática de Costar, EE. UU. (Fig. 7.7).

Inserte las patas del trípode en los huecos de las esquinas de la placa. La suspensión de células se toma con una pipeta automática en puntas, de 5 μl cada una, se enjuaga del exceso de células con una sola inmersión en el medio y se inserta verticalmente en los enchufes del bastidor del sistema. La gradilla llena con puntas se mantiene a temperatura ambiente durante 1 hora sobre una superficie estrictamente horizontal. Durante este tiempo, las células de la suspensión se depositan en el fondo de los pocillos, donde se forman los microcultivos de células estándar.

5. La gradilla de puntas se retira con cuidado del plato. Se coloca una placa con un microcultivo de células en posición estrictamente horizontal en una incubadora de CO 2, donde se cultiva durante 20 horas Durante el cultivo las células migran por el fondo del pocillo.

6. La contabilización cuantitativa de los resultados después de la incubación se realiza en una lupa binocular, evaluando visualmente el tamaño de la colonia en la escala dentro del ocular. Los microcultivos son circulares. Luego, los investigadores determinan el diámetro promedio de las colonias a partir de las mediciones de las colonias en 4 pozos de prueba o de control. El error de medición es de ± 1 mm.

El índice de migración (MI) se calcula mediante la fórmula:

La muestra tiene actividad MITO si los valores de MI son iguales

Para una unidad convencional (U) de actividad MYTH, se toma el recíproco, igual al valor de la mayor dilución de la muestra (muestra), en la que el índice de migración es 0,6 ± 0,2.

Actividad biológica de FEOα se evalúa por su efecto citotóxico en la línea de fibroblastos transformados L-929. Se usó TNFα recombinante como control positivo y se usaron células en un medio de cultivo como control negativo.

Calcule el índice citotóxico (IC):

dónde un- el número de células vivas en el control; segundo- el número de células vivas en el experimento.

Figura: 7.7.Esquema MIGROSKRIN: dispositivos para la evaluación cuantitativa de la migración de cultivos celulares

Las células se tiñen con un tinte (azul de metileno), que se incorpora solo a las células muertas.

El valor de la dilución recíproca de la muestra requerida para obtener el 50% de citotoxicidad celular se toma como una unidad convencional de actividad de TNF. La actividad específica de una muestra es la relación entre la actividad en unidades arbitrarias por ml y la concentración de proteína contenida en la muestra.

Tinción de citocinas intracelulares.Un cambio en la proporción de células que producen diversas citocinas puede reflejar la patogenia de la enfermedad y servir como criterio para el pronóstico de la enfermedad y para evaluar la terapia.

Mediante el método de tinción intracelular, se determina la expresión de una citocina a nivel de una célula. La citometría de flujo le permite contar la cantidad de células que expresan una citocina en particular.

Enumeremos los pasos principales en la determinación de citocinas intracelulares.

Las células no estimuladas producen pequeñas cantidades de citocinas que, por regla general, no se depositan; por lo tanto, una etapa importante en la evaluación de las citocinas intracelulares es la estimulación de los linfocitos y el bloqueo de la liberación de estos productos de las células.

El activador de proteína quinasa C forbol-12-miristato-13-acetato (PMA) en combinación con ionóforo de calcio ionomicina (IN) se usa con mayor frecuencia como inductor de citocinas. El uso de esta combinación provoca la síntesis de una amplia gama de citocinas: IFNu, IL-4, IL-2, TNFα. La desventaja de usar PMA-IN es el problema de detectar moléculas de CD4 en la superficie de los linfocitos después de dicha activación. Además, la producción de citocinas por los linfocitos T es inducida por mitógenos (PHA). Las células B y los monocitos estimulan

Las células mononucleares se incuban en presencia de inductores de producción de citoquinas y un bloqueador de su transporte intracelular, brefeldina A o monensina, durante 2-6 horas.

A continuación, las células se resuspenden en solución salina tamponada. Para la fijación, se agrega formaldehído al 2%, se incuba durante 10-15 minutos a temperatura ambiente.

Luego, las células se tratan con saponina, que aumenta la permeabilidad de la membrana celular, y se tiñen con anticuerpos monoclonales específicos para las citocinas detectadas. La tinción previa de marcadores de superficie (CD4, CD8) aumenta la cantidad de información obtenida sobre la célula y le permite determinar con mayor precisión la identidad de su población.

Existen algunas limitaciones en la aplicación de los métodos descritos anteriormente. Entonces, con su ayuda, es imposible analizar la síntesis de citocinas por una sola célula, es imposible determinar el número de células productoras de citocinas en una subpoblación, es imposible determinar si las células productoras de citocinas expresan marcadores únicos, si diferentes citocinas son sintetizadas por diferentes células o por las mismas. La respuesta a estas preguntas se obtiene utilizando otros métodos de investigación. Para determinar la frecuencia de células productoras de citocinas en la población, se utilizan el método de diluciones limitantes y una variante del ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas ELISPOT (ver Capítulo 4).

Método de hibridación in situ.El método incluye:

2) fijación con paraformaldehído;

3) detección de ARNm usando ADNc marcado. En algunos casos, el ARNm de citocinas se determina en secciones usando PCR de radioisótopos.

Inmunofluorescencia.El método incluye:

1) congelar el órgano y preparar secciones de criostato;

2) fijación;

3) procesar las secciones con anticuerpos anti-citocina marcados con fluoresceína;

4) observación visual de fluorescencia.

Estas técnicas (hibridación en el lugare inmunofluorescencia) son rápidos y no dependen de las concentraciones umbral del producto secretado. Sin embargo, no determinan la cantidad de citocinas secretadas y pueden ser técnicamente complejas. Se requiere una variedad de controles cuidadosos para detectar reacciones inespecíficas.

Utilizando los métodos presentados para evaluar las citocinas, se identificaron los procesos patológicos asociados con los trastornos en el sistema de las citocinas en varios niveles.

Por lo tanto, la evaluación del sistema de citocinas es extremadamente importante para caracterizar el estado del sistema inmunológico del cuerpo. El estudio de varios niveles del sistema de citocinas aporta información sobre la actividad funcional de diferentes tipos de células inmunocompetentes, sobre la gravedad del proceso inflamatorio, sobre su transición al nivel sistémico y sobre el pronóstico de la enfermedad.

Preguntas y tareas

1. Enumere las propiedades generales de las citocinas.

2. Indique la clasificación de las citocinas.

3. Enumere los componentes principales del sistema de citocinas.

4. Enumere las células productoras de citocinas.

5. Describe las familias de receptores de citocinas.

6. ¿Cuáles son los mecanismos de funcionamiento de la red de citocinas?

7. Cuéntenos sobre la producción de citocinas en el sistema inmunológico innato.

8. ¿Cuáles son los enfoques principales para una evaluación integral del sistema de citocinas?

9. ¿Cuáles son los métodos para analizar las citocinas en los fluidos corporales biológicos?

10. ¿Cuáles son los defectos del sistema de citocinas en diversas patologías?

11. ¿Cuáles son los principales métodos de análisis biológico de IL-1, IFN, MIF, TNFa en fluidos biológicos?

12. Describa el proceso de determinación del contenido intracelular de citocinas.

13. Describa el proceso de determinación de las citocinas secretadas por una sola célula.

14. Describa la secuencia de métodos utilizados para detectar un defecto a nivel del receptor de citocinas.

15. Describa la secuencia de métodos utilizados para detectar un defecto a nivel de células productoras de citocinas.

16. ¿Qué información se puede obtener examinando la producción de citocinas en el cultivo de células mononucleares, en el suero sanguíneo?

mD, prof. Tsaregorodtseva T.M., jefe. laboratorio de inmunologia

Instituto Central de Investigación de Gastroenterología del Departamento de Salud de Moscú

Las citocinas (CK) juegan un papel importante en el desarrollo y curso de enfermedades de varios órganos y sistemas, incluido el sistema digestivo. CK: proteínas de bajo peso molecular, mediadores endógenos biológicamente activos que proporcionan transmisión de señales, intercambio de información entre diferentes tipos de células dentro de un órgano, comunicación entre órganos y sistemas, tanto en condiciones fisiológicas como bajo la acción de varios factores patógenos. En individuos sanos, las CK se producen en cantidades mínimas suficientes para la manifestación de un efecto biológico; en condiciones patológicas, su contenido aumenta de manera múltiple.

Las CK son sintetizadas por células activadas, principalmente linfocitos, monocitos, macrófagos tisulares. Diferentes células, por ejemplo, macrófagos, linfocitos, células endoteliales, pueden sintetizar la misma CK. Por otro lado, las mismas células pueden producir diferentes CK.

La síntesis de CK está programada genéticamente, a corto plazo y regulada por inhibidores. El aumento del contenido de CK puede ser causado no solo por un aumento en su síntesis, sino también por una violación del catabolismo, excreción oportuna del cuerpo en caso de daño hepático y renal.

El aumento de la síntesis de CK conduce a la activación de muchos tipos diferentes de células. Así, se realiza una amplia interacción a nivel subcelular, celular, orgánico, sistémico, la formación de una compleja reacción protectora dirigida a neutralizar los agentes dañinos, su destrucción, eliminación del organismo, preservación de su homeostasis, integridad estructural y funcional.

Clasificación de citocinas

Actualmente, se han identificado más de 100 CC y su número sigue creciendo. Entre las CK se distinguen los siguientes grupos principales: interleucinas (IL), interferones (IF), factores de necrosis tumoral (TNF), factores de crecimiento, quimiocinas, etc.

Mecanismos de accion

Las CK realizan su efecto biológico al unirse a receptores localizados en las membranas de las células diana: células inmunocompetentes, endoteliales, epiteliales, de músculo liso y otras células especializadas. Fuera de las células, la CK puede unirse a los receptores circulantes, que los transportan al foco de la lesión y los eliminan del lecho vascular. La síntesis de receptores se produce de forma más intensa y durante más tiempo que la síntesis de CK, lo que contribuye a una realización más completa de su efecto biológico y su eliminación del organismo.

Propiedades funcionales

Las CK tienen una amplia gama de propiedades biológicas: inducen y regulan procesos fisiológicos y patológicos como el crecimiento, la proliferación, la diferenciación celular, el metabolismo, la inflamación y la respuesta inmune. Los CC son multifuncionales, universales, pleiotrópicos. Las mismas CK pueden interactuar con receptores de diferentes células, mientras que las CK con una estructura similar pueden tener diferentes efectos biológicos, y las CK estructuralmente diferentes pueden causar el mismo efecto.

En el cuerpo, las CK interactúan estrechamente entre sí, formando una red universal que lanza y regula una cascada de procesos inflamatorios, inmunes y metabólicos, tanto locales como sistémicos, destinados a neutralizar y eliminar agentes patógenos. Este sistema biológico de comunicación tiene un importante margen de seguridad debido a la duplicación de la mayoría de las funciones de diferentes CK, su intercambiabilidad, una combinación de regulación autocrina y paracrina. Sin embargo, con toda la variedad de funciones, los CC específicos predominan determinadas propiedades desarrolladas en el proceso de evolución.

Citocinas e inflamación

Las CK proinflamatorias (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12, IFN-γ, TNF-α) se caracterizan por una amplia gama de efectos biológicos sobre numerosas células diana. La IL-1β bajo la acción de factores patógenos es una de las primeras en incluirse en la respuesta del organismo, activando los linfocitos T y B, iniciando la síntesis de IL-6, TNF-α, PG, teniendo un efecto pirógeno. La IL-6 es producida principalmente por linfocitos, pero los hepatocitos, las células de Kupffer, el endotelio, las células epiteliales del conducto biliar y los fibroblastos pueden participar en su síntesis. La IL-6 no solo tiene un efecto pro, sino también antiinflamatorio, completa la fase aguda de la inflamación, activa los linfocitos B, regula la proliferación de células hepáticas, los conductos biliares, la formación de fibrosis, la formación de granulomas. IL-8 - quimiocina - estimula y regula la adhesión, quimiotaxis de leucocitos a la lesión. El TNF-α es una CK multifuncional clave de acción sistémica, juega un papel dominante en el desarrollo de procesos patológicos locales y generales, estimula la síntesis de IL proinflamatorias, la proliferación de células endoteliales y regula el tono de los vasos sanguíneos. El TNF-α aumenta el estrés oxidativo, tiene un poderoso efecto citotóxico e induce la necrosis del tumor, las células infectadas y otras células afectadas. Al estimular la actividad citotóxica y fagocítica, la utilización de células defectuosas y la neutralización de toxinas bacterianas, el TNF-α participa en la formación de las reacciones de defensa del organismo. Sin embargo, la síntesis prolongada intensiva de esta CK contribuye a los trastornos hemodinámicos, el desarrollo de hipertermia, caquexia, necrosis, choque séptico tóxico e insuficiencia orgánica múltiple. IL-12, estimula la síntesis de IFN-γ, un inmunomodulador universal que aumenta la actividad adhesiva, citotóxica y fagocítica de las células, tiene un efecto antiproliferativo y antiviral.

Las citoquinas antiinflamatorias - IL-4, -10, -13, -17 - inhiben la inflamación, inhiben la síntesis de CK proinflamatoria, la formación de metabolitos altamente activos de oxígeno y nitrógeno. IL-4 estimula la proliferación y diferenciación de linfocitos B en células plasmáticas, la síntesis de inmunoglobulinas, anticuerpos y la respuesta inmune humoral. Esta es una breve descripción de las principales funciones biológicas de las CK clave que regulan los procesos inflamatorios locales y sistémicos. La inflamación es una reacción universal que se desarrolla en el cuerpo en respuesta a la acción de varios factores dañinos. La mayoría de las enfermedades del sistema digestivo (gastritis, pancreatitis, hepatitis, colecistitis y otras) se deben en gran medida al desarrollo de inflamación. CK regula la intensidad, la prevalencia y la duración de la inflamación. Por un lado, la CK proinflamatoria potencia los fenómenos de alteración, destrucción, estimula la síntesis de proteínas de fase aguda, estrés oxidativo. Por otro lado, el desarrollo temprano de procesos inflamatorios adecuados contribuye a limitar el foco de la lesión, aumentar las funciones de barrera, regenerar, curar un defecto tisular y prevenir complicaciones sistémicas.

Citocinas y respuesta inmune

Las CK participan directamente en la formación tanto de una defensa inespecífica como de una respuesta inmune específica, formando en el complejo un único sistema integrador celular-humoral de las defensas del organismo bajo la acción de agentes patógenos. En los casos en que el factor dañino es un portador de información genéticamente extraña, los procesos inflamatorios incluyen mecanismos inmunes. Las principales células que implementan la respuesta inmune son los macrófagos, los linfocitos T y B, las células plasmáticas. Sin embargo, muchas células tisulares (endotelio, epitelio, músculo liso, hígado, etc.) participan en la respuesta inmune, interactuando con células inmunocompetentes. El papel principal en el desarrollo y la regulación de la respuesta inmune pertenece a los linfocitos T, cuya población incluye T-helpers, T-supresores, linfocitos T citotóxicos. Las células T colaboradoras (Tx) producen CK con diferentes propiedades funcionales. El tipo Тх 1 sintetiza IFN-γ, IL-2, TNF-α; Tipo 11: IL-4, -5, -6, -10, -13, que inducen, respectivamente, una respuesta inmune celular y humoral. En la lámina propia y las placas de Peyer del tracto gastrointestinal, se localizan principalmente los tipos Tx 11, estimulando la respuesta inmune humoral dirigida contra numerosos antígenos bacterianos que afectan la mucosa gastrointestinal, y principalmente realizada por IgA.

Las citocinas desempeñan un papel fundamental en la regulación de las principales etapas de la respuesta inmunitaria. Dependiendo de la naturaleza del agente patógeno, la intensidad, la duración de la estimulación antigénica y el estado inicial del sistema inmunológico del cuerpo, la CK puede actuar como antagonistas y sinergistas, completándose entre sí. En las enfermedades del sistema digestivo (DOP), se forma una respuesta integrada del sistema inmunológico, mediada por factores celulares y humorales, cuyo objetivo final es inactivar y eliminar los agentes patógenos del organismo. En condiciones fisiológicas, el funcionamiento del sistema inmunológico está determinado por la producción equilibrada de citocinas reguladoras por los T-helpers de los tipos 1 y 11. La violación del equilibrio de citocinas juega un papel importante en la cronicidad y progresión de la DOP.

Para determinar el contenido cuantitativo de CK, se utiliza ampliamente un método altamente informativo de inmunoensayo enzimático que utiliza sistemas de prueba altamente sensibles, incl. y producción nacional.

Los resultados de estudios a largo plazo llevados a cabo en el Instituto Central de Investigación de Gastroenterología han revelado las peculiaridades de los cambios en el estado de las citocinas en la DOP, según el factor etiológico, las opciones de curso, la etapa, la duración de la enfermedad, la terapia.

Para tales enfermedades crónicas recurrentes del sistema digestivo (CRDD), como la úlcera péptica, la colelitiasis, la pancreatitis, es característico un aumento múltiple, relativamente a corto plazo, en el contenido de una amplia gama de CK en la sangre periférica, lo que refleja la secuencia temporal de su síntesis, la dinámica del proceso patológico. En las primeras etapas y en el pico de la exacerbación de CRID, en la fase de procesos alterativos-destructivos, prevalece un aumento en el nivel de IL-1β, -6, -8, -12, IF-γ, TNF-α (en promedio - 240-780, alcanzando en algunos pacientes con actividad expresada - 1100-3200 pg / ml, en el control - hasta 40 pg / ml). Con la mejora de los procesos regenerativos-restauradores, el contenido de CK proinflamatorio disminuye significativamente y el antiinflamatorio (IL-4, -10) aumenta. Con la transición a la remisión en la mayoría de los pacientes, la concentración de CK se acerca a los valores normales. En consecuencia, en la dinámica del proceso patológico en CRZD, el contenido de CK con diversas propiedades funcionales, su proporción sufre cambios significativos.

Para enfermedades crónicas progresivas (CPDD), como hepatitis crónica, cirrosis hepática, enfermedad de Crohn, colitis ulcerosa, es característico un aumento moderado (en promedio 160-390 pg / ml), relativamente monótono y persistente en el contenido de CK clave pro y antiinflamatoria, lo que aumenta con la acción de factores desfavorables, el desarrollo de complicaciones, enfermedades concomitantes. Con un aumento en la duración de la enfermedad, la frecuencia de recaídas, la síntesis de CK disminuye como resultado de la inhibición de la actividad funcional del sistema inmunológico, el agotamiento de sus recursos, el desarrollo de inmunodeficiencia secundaria debido a la progresión de la enfermedad en sí, así como el efecto inhibidor de la terapia con medicamentos.

Las citocinas regulan la intensidad de los procesos patológicos locales y sistémicos. Las enfermedades del estómago, páncreas, vesícula biliar, hígado, intestino delgado y grueso se acompañan de cambios en el contenido de CK en el tejido dañado y el área adyacente, lo que caracteriza la intensidad de la respuesta inmune local. Un aumento pronunciado en la concentración de CK en la sangre periférica es un reflejo de la respuesta sistémica del cuerpo, en particular del sistema inmunológico, hematopoyético, al daño orgánico local y puede servir como uno de los indicadores de la intensidad de los procesos inflamatorios e inmunológicos, la actividad y la progresión de la enfermedad.

El factor etiológico tiene un impacto significativo en el nivel de CK circulante en la DOP. Por lo tanto, el aumento en el contenido de CK en enfermedades autoinmunes, inflamatorias e infecciosas crónicas es más pronunciado que en neoplasias malignas, trastornos metabólicos, lesiones hereditarias.

Un aumento en la síntesis de CK es un fenómeno secundario, la respuesta del organismo a la acción de factores patógenos. Un aumento en la concentración de IL-1β, -2, -6, -8, -12, IF-γ, TNF-α en las primeras etapas y en el punto álgido de la enfermedad refleja un aumento en la actividad adhesiva, quimiotóxica, citotóxica, síntesis de sustancias biológicamente activas, proteínas de fase aguda, radicales libres. Estos procesos provocan alteraciones de la microcirculación, desarrollo de hiperemia, edema, necrobiosis. En períodos posteriores, bajo la influencia de CK (IF-γ, TNF-α, IL-6, -4, -10), las células dañadas fagocitan, se utiliza material destructivo, los procesos de regeneración, angiogénesis, restauración de la capa epitelial y crecimiento de tejido fibroso aumentan. A través de estos mecanismos, las CK participan en la patogénesis de la DOP, iniciando y regulando procesos exudativo-alterativos y compensatorios-restauradores en los tejidos del tracto gastrointestinal, realizando la interacción entre inmunocompetentes y diversas células especializadas. Dependiendo de las condiciones específicas, el Comité Central puede desempeñar el papel tanto de factores de agresión como de defensa. El efecto protector de la CK está asociado con la activación de la inmunidad innata y adquirida mediante la estimulación de una resistencia natural no específica y una respuesta inmune específica.

El efecto biológico de la CK bajo la acción de varios factores patógenos (infecciosos, tóxicos, mecánicos, térmicos) está determinado por la intensidad y duración de la estimulación antigénica y se caracteriza por una falta de especificidad. Un aumento en la síntesis de CK es una respuesta universal e inespecífica del cuerpo a la acción de agentes patógenos. Síntesis prolongada e intensiva de CK, su liberación excesiva puede convertirse en un factor en la progresión del proceso patológico, teniendo un efecto dañino directo sobre células y tejidos.

El papel de las citocinas en el diagnóstico de enfermedades del sistema digestivo.

Los cambios en el estado de las citocinas en las PDO de diferente etiología difieren en los parámetros cuantitativos; sin embargo, no es posible identificar características cualitativas específicas significativas. En este sentido, no es posible hablar del valor diagnóstico directo de determinar el estado de las citocinas, lo que no excluye su significado indirecto. Por ejemplo, un aumento en la concentración de CK proinflamatoria en la bilis indica la presencia de un proceso inflamatorio en la vesícula biliar. Sin embargo, la determinación del estado de citocinas en la DOP tiene un valor pronóstico importante, ya que el nivel de CK pro y antiinflamatoria, su relación refleja la intensidad de los procesos alterativo-destructivos y regenerativos-regenerativos, su dinámica y progresión de la enfermedad.

La terapia básica en pacientes con exacerbaciones de DOP crónica se acompaña en la mayoría de los pacientes de una disminución significativa de las concentraciones séricas elevadas de CK en comparación con el nivel que precede al tratamiento. Estos datos reflejan la dinámica positiva de los indicadores de la actividad clínica y de laboratorio de la enfermedad, el estado inmunológico y la efectividad de la terapia. El aumento continuo en el contenido de CK proinflamatorio (principalmente TNF-α) en el contexto de la terapia en curso indica la ausencia de cambios positivos pronunciados, la progresión del proceso patológico.

Terapia con citocinas

Los logros de la biología molecular moderna, la biotecnología, la inmunología, la genética en el estudio de la organización estructural, las propiedades funcionales de la CK sirven como base para su uso con fines terapéuticos en enfermedades de diversos órganos y sistemas.

La CK se puede utilizar como terapia sustitutiva, estimulante e inhibidora de la actividad funcional del sistema inmunológico. El efecto terapéutico de una serie de CK se debe a su capacidad para mejorar la reactividad general del cuerpo, la protección inespecífica y la inmunidad específica, para proporcionar un efecto antivírico, antibacteriano y antitóxico. La indicación para la terapia compensatoria de reemplazo de la CK es una disminución en su contenido, estados de inmunodeficiencia secundaria, que a menudo se encuentran en enfermedades infecciosas, inflamatorias y autoinmunes progresivas crónicas.

Se observaron resultados positivos con el uso de preparaciones recombinantes de interferones, interleucinas que activan la inmunidad local y sistémica. En la actualidad, se ha obtenido un extenso material fáctico sobre el efecto terapéutico de las preparaciones recombinantes de interferón-α (roferón A, reaferón, intrón A), utilizado como agente antivírico no específico universal, en particular para la hepatitis viral. En el Instituto Central de Investigación de Gastroenterología, el uso de la terapia antiviral combinada en pacientes con hepatitis C viral crónica, incluidas las preparaciones de interferón-α 2 recombinante doméstico, se acompañó de una dinámica positiva de indicadores de actividad clínica, histológica, bioquímica, virológica y estado inmunológico.

Un poderoso activador de la resistencia natural son las preparaciones de INF-α, inductores de su síntesis (cicloferón, amiksina), estimulando la actividad de defensa inespecífica, citotóxica y fagocítica, contribuyendo así a la destrucción y eliminación de células infectadas, tumorales y otras células defectuosas del cuerpo.

En casos de un aumento persistente en la síntesis de CK en enfermedades crónicas progresivas, se utilizan inhibidores, antagonistas de CK. Estos incluyen, en particular, preparaciones que contienen anticuerpos monoclonales contra TNFα (infliximab). La administración intravenosa de infliximab a pacientes con colitis ulcerosa, enfermedad de Crohn, que fueron hospitalizados en el Instituto Central de Investigación de Gastroenterología, se acompañó de un cambio pronunciado en el estado de las citocinas: una disminución en el contenido de sangre periférica no solo de TNF-α (de 110 a 55 pg / ml), sino también de IL-6 (de 60 a 30 pg / ml), con un aumento simultáneo en la concentración de IL-12 (de 90 a 210 pg / ml), sin un cambio significativo en el nivel de IL-4.

Por lo tanto, el uso de CK, sus inductores, inhibidores se acompaña de una mejora en los indicadores de actividad clínica y de laboratorio, una disminución en la intensidad de las reacciones inflamatorias, inmunopatológicas en la DOP crónica, sin embargo, el efecto positivo es temporal.

Conclusión

Los cambios en el estado de las citocinas en la DOP se expresan en diversos grados según el factor etiológico, las opciones de curso, la duración, el estadio, la actividad de la enfermedad y la terapia. El aumento máximo, relativamente a corto plazo, en el contenido de un amplio espectro de CK en la sangre periférica, que refleja la dinámica del proceso patológico, es característico de las exacerbaciones de las DOP crónicas recurrentes. En las PDO progresivas se observó un aumento prolongado, monótono y moderadamente pronunciado de la concentración de CK proinflamatorias y antiinflamatorias clave. La terapia básica para la DOP se acompaña de una disminución en el contenido aumentado de CK con una dinámica positiva simultánea de los indicadores clínicos y de laboratorio de la actividad de la enfermedad.

La determinación del estado de las citocinas es de gran valor pronóstico, ya que permite juzgar la intensidad de los procesos inflamatorios, infecciosos, inmunopatológicos, su dinámica, la progresión de la DOP, así como la efectividad de la terapia.

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Las citocinas son un tipo especial de proteína que las células inmunitarias y las células de otros órganos pueden generar en el cuerpo. La mayoría de estas células pueden ser generadas por leucocitos.

Con la ayuda de las citocinas, el cuerpo puede transferir diversa información entre sus células. Dicha sustancia ingresa a la superficie celular y puede contactar con otros receptores, transmitiendo una señal.

Estos elementos se forman y asignan rápidamente. En su creación pueden participar diferentes tejidos. Además, las citocinas pueden tener cierto efecto en otras células. Ambos pueden mejorar la acción del otro y reducirla.

Tal sustancia puede manifestar su actividad incluso cuando su concentración en el cuerpo es pequeña. Además, una citocina puede afectar la formación de diversas patologías en el cuerpo. Con su ayuda, los médicos llevan a cabo varios métodos para examinar a un paciente, en particular, en oncología y en enfermedades infecciosas.

La citocina permite diagnosticar con precisión el cáncer y, por lo tanto, se utiliza a menudo en oncología para establecer un diagnóstico residual. Dicha sustancia puede desarrollarse y multiplicarse de forma independiente en el cuerpo, sin afectar su trabajo. Con la ayuda de estos elementos, se facilita cualquier examen del paciente, incluso en oncología.

Desempeñan un papel importante en el cuerpo y tienen muchas funciones. En general, el trabajo de las citocinas es transferir información de una célula a otra y asegurar su trabajo coordinado. Por ejemplo, pueden:

• Regular las respuestas inmunes.
• Participa en reacciones autoinmunes.
• Regular los procesos de inflamación.
• Participa en procesos alérgicos.
• Determina la vida útil de las células.
• Participa en el torrente sanguíneo.
• Coordinar las reacciones de los sistemas corporales cuando se exponen a estímulos.
• Proporcionar un nivel de efectos tóxicos en la célula.
• Mantener la homeostasis.

Los médicos han descubierto que las citocinas pueden participar no solo en el proceso inmunológico. También participan en:

1. Curso normal de varias funciones.
2. Proceso de fertilización.
3. Inmunidad humoral.
4. Procesos de recuperación.

Clasificación de citocinas

Hoy en día, los científicos conocen más de doscientos tipos de estos elementos. Pero constantemente se descubren nuevas especies. Por lo tanto, para mejorar el proceso de comprensión de este sistema, los médicos han creado una clasificación para ellos. Eso:

• Regula los procesos inflamatorios.
• Células que regulan la inmunidad.
• Regulación de la inmunidad humoral.

Además, la clasificación de las citocinas determina la presencia de ciertas subespecies en cada clase. Para conocerlos de manera más precisa, debe mirar la información en la red.

Inflamación y citocinas

Al inicio de la inflamación, el cuerpo comienza a producir citocinas. Pueden afectar a las células cercanas y transferir información entre ellas. También entre las citocinas se pueden encontrar aquellas que previenen el desarrollo de inflamación. Pueden provocar efectos similares a la manifestación de patologías crónicas.

Citoquinas proinflamatorias

Los linfocitos y los tejidos pueden producir tales cuerpos. Las propias citocinas y ciertos patógenos de enfermedades infecciosas pueden estimular la producción. Con una gran liberación de tales cuerpos, se produce inflamación local. Con la ayuda de ciertos receptores, otras células también pueden participar en el proceso inflamatorio. Todos ellos también comienzan a producir citocinas.

Las principales citocinas inflamatorias son TNF-alfa e IL-1. Pueden adherirse a las paredes de los vasos sanguíneos, penetrar en la sangre y luego llevarla consigo por todo el cuerpo. Dichos elementos pueden sintetizar células que son producidas por linfocitos y afectar los focos de inflamación, brindando protección.

Además, el TNF-alfa y la IL-1 pueden estimular el trabajo de diferentes sistemas y provocar otros 40 procesos activos en el cuerpo. En este caso, el efecto de las citocinas se puede ejercer sobre todo tipo de tejidos y órganos.

Citocinas antiinflamatorias

Las citocinas antiinflamatorias pueden controlar las citocinas anteriores. No solo pueden neutralizar los efectos del primero, sino que también pueden sintetizar proteínas.

Cuando se produce inflamación, la cantidad de estas citocinas es importante. La complejidad del curso de la patología, su duración y síntomas dependen en gran medida del equilibrio. Es con la ayuda de citocinas antiinflamatorias que mejora la coagulación sanguínea, se producen enzimas y se forman cicatrices en los tejidos.

Inmunidad y citocinas

En el sistema inmunológico, cada célula tiene un papel importante que desempeñar. A través de ciertas reacciones, las citocinas pueden controlar las interacciones celulares. Les permiten intercambiar información importante.

La peculiaridad de las citocinas es que tienen la capacidad de transmitir señales complejas entre células y suprimir o activar la mayoría de los procesos del cuerpo. Con la ayuda de las citocinas, el sistema inmunológico y otros interactúan.

Cuando se rompe la conexión, las células mueren. Así es como aparecen las patologías complejas en el cuerpo. El resultado de la enfermedad depende en gran medida de si las citoquinas en el proceso pueden establecer comunicación entre las células y prevenir la introducción del patógeno en el cuerpo.

Cuando la reacción de defensa del cuerpo no fue suficiente para resistir la patología, las citocinas comienzan a activar otros órganos y sistemas que ayudan al cuerpo a combatir las infecciones.

Cuando las citocinas ejercen su efecto sobre el sistema nervioso central, todas las reacciones humanas cambian, se sintetizan hormonas y proteínas. Pero tales cambios no siempre son aleatorios. Son necesarios para la protección o para cambiar el cuerpo para combatir la patología.

Analiza

La determinación de citocinas en el cuerpo requiere pruebas sofisticadas a nivel molecular. Con la ayuda de tal prueba, un especialista puede identificar genes polimórficos, predecir la aparición y el curso de una enfermedad en particular, desarrollar un esquema para prevenir dolencias, etc. Todo esto se hace de forma puramente individual.

El gen polimórfico solo se puede encontrar en el 10% de la población mundial. En tales personas, se puede observar una mayor actividad de la inmunidad durante las operaciones o enfermedades infecciosas, así como otros efectos en los tejidos.

Cuando se analizan a estos individuos, las células de arenque a menudo se identifican en el cuerpo. Que puede causar supuración después de los procedimientos anteriores o trastornos sépticos. Además, el aumento de la actividad de la inmunidad en ciertos casos de la vida puede interferir con una persona.

Para aprobar la prueba, no es necesario que se prepare específicamente para ella. Para el análisis, deberá tomar parte de la membrana mucosa de la boca.

El embarazo

Las investigaciones han demostrado que hoy en día, las mujeres embarazadas pueden tener una mayor tendencia del cuerpo a formar coágulos de sangre. Esto puede provocar la interrupción del embarazo o la infección del feto.

Cuando un gen, al tener un feto, comienza a mutar en el cuerpo de la madre, entonces esto en el 100% de los casos se convierte en la causa de la muerte del niño. En este caso, para prevenir la manifestación de esta patología, será necesario examinar primero al padre.

Son estas pruebas las que ayudan a predecir el curso del embarazo y tomar medidas en caso de posibles manifestaciones de ciertas patologías. Si el riesgo de patología es alto, el proceso de concepción puede posponerse a otro período, durante el cual el padre o la madre del feto deben someterse a un tratamiento integral.