С позиции иммунологических исследований, проведенных за последние годы, были получены результаты, ставящие под сомнение само понятие бионертности дентальных имплантатов. Иммунореактивность-это то явление, которое на сегодня может являться определяющим в понимании молекулярно-генетического механизма процесса остеоинтеграции, а также отсроченных осложнений, связанных с явлениями периимплантитов. Бактериальная флора, являвшаяся общепринятым триггерным фактором к возникновению послеоперационных осложнений, может играть второстепенную роль в процессе успешной остеоинтеграции. Можно предположить, что реакция организма при внедрении дентального имплантата в костную ткань, на этапе врожденного иммунитета, идет по типу организации инфламмосомы NLp3. Если посмотреть на возможные варианты развития иммунного ответа при первичной остеоинтеграции, то можно предположить, что ее успех связан с развитием толерантности, а именно не отвечаемости иммунной системы. Встает вопрос: не это ли мы называли биоинертностью и возможно ли она в принципе в условиях дентальной имплантации, а именно в условиях постоянной микробной обсемененности? Назначая антибиотикотерапию, мы не достигаем полной элиминации патогенной микрофлоры, а лишь на время снижаем степень ее агрессивного воздействия на организм, следовательно, на комплексную работу иммунной системы. Мы предполагаем, что микрофлора, заселяющая наш организм, генетически опосредована, то есть ее восстановление, а, следовательно, отсроченное усиление по нарастающей и реализация факторов вирулентности, будет в любом случае, например, за счет микрофлоры кишечника, исходя из генотипирования заложенного индивидуально. Исходя из ее видовой опосредованности, воздействие на TLR рецепторы будет разным и это может стать решающим звеном для дальнейшей судьбы дентального имплантата в каждом отдельном случае. На втором хирургическом этапе, установке формирователей десны, мы создаем хронический очаг воспаления, поддерживаемый микробной контаминацией со стороны полости рта. Микрофлора, являющаяся непосредственным участником любого оперативного вмешательства, может играть роль «спускового крючка» при наличии хронического очага воспаления, что мы и диагностируем рентгенологически, в виде ранней убыли костной ткани у шейки дентальных имплантатов, а также отсрочено, в виде выраженных клинически, явлений периимплантитов. Вызывая сама иммунный ответ, она может опосредованно влиять на реакции, ответственные за толерантность по отношению к дентальному имплантату. В таком случае, мы и получим отсроченные воспалительно-деструктивные изменения со стороны костной ткани. Известно, что существуют перекрестные взаимодействия бактерий друг с другом. Можно предположить, что данные взаимодействия также будут влиять на развитие иммунного ответа и, соответственно, на исход успешной пролонгированной остеоинтеграции. Учитывая то, что титан и цирконий относятся к одной и той же группе металлов, возможно развитие реакций врожденного иммунитета будет сходно. Отсюда возникает вопрос о преимущественной иммунореактивности материалов используемых для дентальной имплантации. Обобщая, имеющиеся на сегодня данные, мы попытались сформулировать наши предварительные представления о возможном течении иммунных реакций при дентальной имплантации и в дальнейшем изучить эти механизмы.

Воспаление - это сложный иммуннофизиологический процесс зашиты организма от множества антигенных детерминант. Дентальная имплантация, как и любое оперативное вмешательство, проводимое в челюстно-лицевой области, приводит к возникновению локального воспалительного процесса и требует привлечения регенераторных спо-собностей организма, направленных на восстановление его целостности. Понятия контактного и дистантного остеогенеза не учитывают особенностей антиген-рецепторного распознавания клетками иммунной системы антигенных образов, в процессе репарации тканей, что может оказывать непосредственное влияние, как на механизм образования и резорбции костной ткани, так и на успех остеоинтеграции дентальных имплантатов в целом.

Ключевые слова: механизм, остеоинтеграция, воспаление, иммунология.

Прошлое и будущее в понимании механизма остеоинтеграции дентальных имплантатов

С позиции иммунологических исследований, проведенных за последние годы, были получены результаты, ставящие под сомнение само понятие «биоинертности» титана, что и явилось предпосылкой к написанию данной статьи. Понятие «биотнертность» было впервые применено по отношению к дентальным имплантатам из титана в 1961-1965 годах, что и стало основанием к использованию данного свойства металла в качестве обоснования процесса остеоинтеграции, происходящего в костной ткани. С тех пор, несмотря на развитие современной науки, данное понятие продолжало интерпретироваться как невосприимчивость организма к титану, что, в свою очередь, являлось гарантом успешной остеоинтеграции дентальных имплантатов для практической стоматологии.

«Остеоинтеграция» - это такой вид фиксации имплантата в кости, при котором, в пространстве между поверхностью имплантата и костной тканью не образуется фиброзная или хрящевая ткань» (Dorlands Medical Dictionary, Toronto, Canada, 1994).

Первая и наиболее важная фаза остеоинтеграции – остеокондукция, которая заключается в привлечении и миграции остеобластов на поверхность имплантата, через остаток кровяного сгустка, сформированного вокруг имплантата.

Вторая фаза - непосредственное костное образование, при котором остеогенные клетки, достигнув поверхности имплантата, инициируют образование костного матрикса.

Третья фаза – фаза ремоделирования кости, характеризуется как длительный процесс, состоящий из циклов резорбции и образования кости, стабилизация которого достигается приблизительно через 18 месяцев после операции дентальной имплантации.

На сегодняшний день, процесс образования костной ткани можно разделить на 2 вида остеогенеза: контактный и дистантный. При дистантном остеогенезе, образование костной ткани происходит со стороны поверхностных слоев костного ложа по направлению к дентальному имплантату. Дистантный остеогенез чаще всего наблюдается при репаративных процессах в кортикальном слое костной ткани. Гибель костной субстанции кортикального слоя вокруг имплантата сопровождается миграцией остеокластов из подлежащего костномозгового компартмента, что приводит к инициации процессов ремоделирования, которые, однако, происходят довольно медленно (Davies J.E., 2003).

Контактный остеогенез характеризуется началом образования костной ткани в направлении от дентального имплантата в сторону поверхностных слоев костного ложа. Зона одномоментной репарации и резорбции костной структуры у дентального имплантата в процессе остеоинтеграции составляет 1 мм краевой зоны вновь образованной костной ткани (Marco F., Milena F., Gianluca G., Vittoria O., 2005).

Общепризнанной теорией образования костной ткани, при остеоинтеграции дентальных имплантатов, является теория ретракции кровяного сгустка «Blood clot retraction theory» (Davies J. E., 1998; Gruber R., Varga F., Fischer M. B., 2002; Hosseini M. M., 2002; Робустова Т. Г., 2003).

Согласно этой теории, в первой фазе раневого процесса, непосредственно после нанесения травмы, образуется первичный кровяной сгусток. Далее возникает асептическая воспалительная реакция, которая выражается в пролиферации и дифференциации фагоцитов и недифференцированных мезенхимальных клеток из прилежащей надкостницы. Способность тканей к дифференциации зависит от функционирования сосудов в зоне повреждения, которые обеспечивают достаточную оксигенацию вновь образуемых костных структур. Ишемизированные участки, обедненные кислородом, создают условия для пролиферации фиброзной и хрящевой тканей в ущерб минерализации костной матрицы (Базикян Э. А., Ломакин М. В., Иванов С. Ю., 2004).

Парадигма о ретракции кровяного сгустка, как механизма остеогенеза, несмотря на развитие фундаментальной иммунологии, оставалась неизменной, с момента открытия Бронемарком в 1965 году явления остеоинтеграции титана. «Биоинертность» титана явилась основой для интерпретации самого процесса остеоинтеграции, связанного с невосприимчивостью организмом человека металла, что в свою очередь обеспечивалось путем осаждения белков на поверхности имплантата и позволяло выстраивать костный матрикс, образуя впоследствии, полноценную костную структуру вокруг имплантата. Наличие окисной пленки, появляющейся при контакте с кислородом, оберегало металл от процессов коррозии, тем самым не вызывая отторжения, и позволяло находиться в кости инородному материалу.

Окисная пленка на поверхности дентального имплантата обычно достигает толщины 50–100 А и покрывается плазматическими белками кровяного сгустка, такими как фибронектин и витронектин. Сама пленка является биологически индифферентной. В результате, биосовместимость, становится определяющим качеством, способствующим остеоинтеграции титановых имплантатов. Кость не реагирует на металл, как на инородное тело, а признает его иммунологически подобным себе (Rigo E.C.S., 2004).

Отсутствие реакций отторжения, в результате успешной остеоинтеграции дентальных имплантатов, изготовленных из сплавов на основе TiO2, явилось предпосылкой к дальнейшему изучению свойств металлов во взаимоотношениях с организмом человека в течение длительного времени.

Наблюдение за исходом остеоинтеграции дентального имплантата в костной ткани в течение 6 лет и изучение окисного слоя на его поверхности, позволили сделать вывод об утолщении окиси металла по мере нахождения в костной ткани. Кроме того, в этом окисном слое были обнаружены ионы кальция, фосфора и серы. Вероятно, титан при контакте с кровью и последующем взаимодействии с костью реагирует на изменение внешней среды и является динамической системой. Был введен термин «прогрессирующая остеоинтеграция» (Базикян Э.А., Ломакин М.В., Иванов С.Ю., 2004).

В настоящее время, с целью оптимизации процесса остеоинтегра-ции, большое внимание уделяется покрытиям поверхности дентальных имплантатов.

Покрытие имплантатов морфогенетическим белком BMP-2 для ускорения остеоинтеграции титановых конструкций в ортопедии считается на сегодняшний день перспективным направлением (Hu Y., Cai K., Luo Z., 2012, Kloss F. R., 2012).

Обработка титановых поверхностей ортопедических конструкций, а также дентальных имплантатов с помощью оксида тантала и карбоно-вых нано-трубок, также является новой разработкой бельгийских ученых (Maho A, Linden S, Arnould C, Detriche S, Delhalle J, Mekhalif Z., 2012).

Изучается возможность покрывать ортопедические имплантаты биоактивным стеклом, что также, усиливает остеогенез, по результатам исследований, проведенных учеными из Словении (Drnovšek N., Novak S., Dragin U., 2012).

Обоснование генетических аспектов дифференцировки остеобла-стов является важным звеном в изучении регуляции остеогенеза.

На сегодняшний день, Cbfa-1является мастер-геномом, отвечаю-щим за дифференцировку по остеобластной линии, который также называют Runt domain factor-2 (Runx-2)» (Komori T., 2008).

Механизм образования и резорбции костной ткани сегодня рас-сматривается как генетически-опосредованный (Dong S, Yang B, Guo H, Kang F., 2012).

Главное при рассмотрении процесса остеоинтеграции – это понимание того биологического каскада последовательных реакций, которые отражают постепенную регенерацию костной ткани (Павленко А.В., 2011).

Бурное развитие молекулярной биологии, иммунологии, биохимии, генетики, а также технологическая революция, произошедшая в мире, создали фундаментальные предпосылки для существенного углубления знаний по ключевым медицинским проблемам. Обобщение огромного количества новых данных позволило выйти на качественно иной уровень понимания воспаления как общепатологического процесса, лежащего, в том числе, и в основе патогенеза многих критических состояний, включая сепсис, тяжёлую ожоговую и механическую травму, некротизирующий панкреатит и другие заболевания (Руднов В.А., 2006).

Известно, что способность белковых структур к распознаванию антигена соотносится с работой иммунной системы. Данный факт стал основанием к пересмотру обоснованности выводов об отсутствии иммунореактивности, со стороны процессов остеоинтеграции дентальных имплантатов, а также построения костной ткани в целом. Основной целью будущих исследований в этой области может стать изучение роли макрофагов костной ткани, являющихся основоположниками иммунореактивности.

Происхождение клеток костной ткани до настоящего времени окончательно не определено. Согласно классической теории модуляции, остеобласты и остеокласты происходят от одной материнской мезенхимальной клетки и развиваются в две раздельные клеточные линии (Bloom., 1941; Young,. 1962). Все костные клетки являются взаимозаменяемыми через дифференцировку и последующую модуляцию.

Согласно другим взглядам (Jee, Kimmel., 1977), остеокласты происходят из моноцитов крови, а остеобласты - из мезенхимальных клеток костного мозга:

1. Клетки стромы костного мозга (остеогенные клетки-предшественницы) - остеобласты – остеоциты;
2. Моноциты - одноядерные фагоциты (остеокластические клетки-предшественницы) – многоядерные остеокласты.

Существуют также одноядерные остеокласты (Vitalli., 1970; Jowsey., 1977), преостеокласты (Burkhardt., 1982), одноядерные макрофаги (Horn., 1979), расположенные в плоских резорбционных впадинах (2-3 пластинки), цитоплазма которых хорошо очерчена, а ядро овальное, как у неактивных остеобластов (Vitalli., 1970).

В настоящее время существует мнение, согласно которому непо-средственным предшественником остеокласта является не моноцит, а преостеокласт, который имеет общего предшественника с моноцитом (Michael H. R., 2006). Остеокласты образуются при слиянии мононукле-арных клеток производных гемопоэтических клеток предшествениц грануло- и моноцитопоэза (CFU-GM), которые происходят из мультипотентных миелоидных стволовых клеток (CFU-GEMM). CFU-GM также дают начало предшественникам гранулоцитов (CFU-G) и моноцитов (CFU-M). Формирование остеобластов происходит в тесном контакте со стромальными клетками костного мозга, которые секретируют моноцитарный колониестимулирующий фактор (M-CSF), фактор некроза опухолей (TNF), и несколько интерлeйкинов (ILs). Предшественники остеокластов экспрессируют c-fos и NFkB и рецепторные молекулы, называемые RANK (активатор рецептора ядерного kB фактора). Сигнал, произведенный взаимодействием рецептора RANK с молекулой лиганда (RANKL) существенен для дифференцировки и созревания остеокластов. Этот путь может быть блокирован остеопротегерином (OPG) (Michael H. R., Gordon I. K., Wojciech P., 2006).

Большое внимание уделяется изучению факторов, влияющих на остеокластогенез, его индукцию и ингибирование (Miyamoto A, Takami M, Matsumoto A, Mochizuki A, Yamada T, Tachi K, Shibuya I, Nakamachi T, Shioda S, Baba K, Inoue T, Miyamoto Y, Yim M, Kamijo R., 2012). В данной работе было показано ингибирующее влияние резиквимоуда на предшественников остеокластогенеза при использовании мышиной модели.

В результате развития иммунологии за последние годы, нам представилась возможность оценить степень значимости защитного механизма воспаления, как основу формирования иммунореактивности. Происхождение остеокластов из моноцитарной клеточной линии, заставило предположить существование антиген-рецепторного взаимодействия иммуннореактивной природы, связанного с распознаванием травмы костной ткани, а также бактериальной микрофлоры и инородного тела в виде дентального имплантата в процессе механизма остеоинтеграции.

Список литературы

1. Dorlands Medical Dictionary, Toronto, Canada, 1994.
2. Davies J.E., Understanding peri-implant endosseous healing. // J Dent Educ. 2003 Aug; 67(8):932-49.
3. Davies J.E. Mechanisms of endosseous integration. // Int. J. Prosthodont. – 1998; 11: 391–401.
4. Marco F., Milena F., Gianluca G., Vittoria O., Peri-implant osteogenesis in health and osteoporosis. // Micron. 2005; 36(7-8):630-44.
5. Gruber R., Varga F., Fischer M. B., Platelets stimulate proliferation of bone cells: involvement of platelet-derived growth factor, microparticles and membranes. // Clin Oral Implants Res. 2002 Oct; 13(5):529-35.
6. Базикян Э. А., Ломакин М. В., Иванов С. Ю. и др., Стоматологическая имплантология. – М., 2004.- C. 17-20.
7. Rigo E.C.S., Boschi A.O., Yoshimoto M., Allegrini S. Jr., Konig B. Jr., Carbonari M.J. Evaluation in vitro and in vivo of biomimetic hydroxyapatite coated on titanium dental implants. Materials Science and Engineering, 2004; 24: 647–651.
8. Hu Y, Cai K, Luo Z, Zhang Y, Li L, Lai M, Hou Y, Huang Y, Li J, Ding X, Zhang B, Paul Sung KL. Regulation of the differentiation of mesenchymal stem cells in vitro and osteogenesis in vivo by microenvironmental modification of titanium alloy surfaces. // Biomaterials - 2012. - May; 33(13):3515-28.
9. Maho A, Linden S, Arnould C, Detriche S, Delhalle J, Mekhalif Z. Tantalum oxide/carbon nanotubes composite coatings on titanium, and their functionalization with organophosphonic molecular films: A high quality scaffold for hydroxyapatite growth. // J Colloid Interface Sci. 2012 Apr 1; 371(1):150-8. Epub 2012 Jan 8.
10. Drnovšek N, Novak S, Dragin U, Ceh M, Gorenšek M, Gradišar M. Bioactive glass enhances bone ingrowth into the porous titanium coating on orthopaedic implants. // Int Orthop. 2012 Mar 16. [Epub ahead of print]
11. Kloss FR, Singh S, Hächl O, Rentenberger J, Auberger T, Kraft A, Klima G, Mitterlechner T, Steinmüller-Nethl D, Lethaus B, Rasse M, Lepperdinger G, Gassner R. BMP-2 immobilized on nanocrystalline diamond-coated titanium screws; demonstration of osteoinductive properties in irradiated bone. // Head Neck. 2012 Mar 11. doi: 10.1002/hed.22958.
12. Komori T., Regulation of bone development and maintenance by Runx2. // Front Biosci. - 2008. - ; 13: 898–903.
13. Dong S, Yang B, Guo H, Kang F., MicroRNAs regulate osteogenesis and chondrogenesis. // Biochem Biophys Res Commun. 2012 Feb 24; 418(4):587-91. Epub 2012 Jan 27.
14. Павленко А. В., Оссеоинтеграция дентальных имплантатов – прогнозируемый положительный результат реабилитации стоматологических пациентов. //Современная стоматология. - 2011г.
15. Руднов В.А., От локального воспаления к системному: выход на новые представления патогенеза критических состояний и перспективы терапии. // Журнал интенсивная терапия. -№ 1 - 2006 г.
16. Young R.W. Cell proliferation and specialization during endochondral osteogenesis in young rats. // J Cell Biol. – 1962 Sep; 14:357-70.
17. Miller SC, Jee WS, Kimmel DB, Woodbury L., Ethane-1-hydroxy-1, 1-diphosphonate (EHDP) effects on incorporation and accumulation of osteoclast nuclei. // Calcif Tissue Res. 1977 Feb 11; 22(3):243-52.
18. Jowsey J., Osteoporosis: dealing with a crippling bone disease of the elderly. // Geriatrics. 1977 Jul; 32(7):41-50.
19. Bartl R, Frisch B, Burkhardt R, Fateh-Moghadam A, Mahl G, Gierster P, Sund M, Kettner G., Bone marrow histology in myeloma: its importance in diagnosis, prognosis, classification and staging. // Br J Haematol. 1982 Jul; 51(3):361-75.
20. Bollenbacher WE, Faux AF, Galbraith MN, Gilbert LI, Horn DH, Wilkie JS., In vitro metabolism of possible ecdysone precursors by the prothoracic glands of the tobacco hornworm, Manduca sexta. // Steroids. 1979 Nov; 34(5):509-26.
21. Sieberth HG, von Baeyer H, Vitalli HP, Friedmann G, Deck KA, Oerkermann H., Studies on calcium metabolism in chronic dialysis treatment. // Verh Dtsch Ges Inn Med. 1968; 74:448-51.
22. Michael H. R., Gordon I. K., Wojciech P., Histology – A Text and Atlas 3-th edition., 2006.
23. Miyamoto A, Takami M, Matsumoto A, Mochizuki A, Yamada T, Tachi K, Shibuya I, Nakamachi T, Shioda S, Baba K, Inoue T, Miyamoto Y, Yim M, Kamijo R., R848, a toll-like receptor 7 agonist, inhibits osteoclast differentiation but not survival or bone-resorbing function of mature osteoclasts. // Cytotehnology. -2012.

Открытие TLRs (Toll-подобных рецепторов) и NLR (NOD-подобных рецепторов), являющихся антиген - специфическими рецепторами клеток иммунной системы, указывает на возможность распознавания образов «антигенной триады»: в виде травмы, бактерий и дентального имплантата, - в процессе остеоинтеграции дентальных имплантатов. Открытие инфламмосомы - белкового кластера, образующегося в ци-топлазме иммунокомпетентных клеток, ведет за собой синтез каспазы-1. Синтез данного фермента опосредует процессинг про-IL-1β в IL-1β, следовательно, развитие врожденного иммунного ответа. Наличие резидентных тканевых дендритных клеток в костной ткани может говорить об иммуно-зависимых особенностях механизма остеогенеза в процессе репарации костной ткани.

Ключевые слова: TLRs, инфламмасома, остеоинтеграция, остеогенез.

Иммунологические аспекты механизма oстеоинтеграции дентальных имплантатов (1часть)

Достоверно известно, что иммунные процессы в организме человека оcуществляются клетками костномозгового происхождения, относящимися к двум кроветворным линиям – миелоидной и лимфоидной. Миелоидные клетки «отвечают» за реакции врожденного, лимфоидные - преимущественно за реакции адаптивного и только частично - врожденного иммунитета (Ярилин А. А., 2010).

Классическое представление о том, что приобретенный иммунитет приходит на смену врожденного при его недостаточной эффективности, не совместимо с современным пониманием механизмов инициации приобретенного иммунного ответа. В действительности резидентные тканевые дендритные клетки (ДК) функционируют в качестве «сенсоров» инвазии патогенов, после контакта с которыми, они созревают и мигрируют в лимфоузлы, где активируют наивные Т-клетки (Фрейдлин И.С., 2011).

Встает вопрос, как иммунная система человека распознает изменения, связанные с послеоперационной травмой, происходящие при остеоинтеграции дентальных имплантатов, и какую информацию получают дендритные клетки костной ткани, в результате распознавания иммунной системой комплекса антигенных детерминант?

Открытие рецепторов врожденного иммунного ответа, а именно TLRs, являющихся антиген - специфическими, позволили по - новому взглянуть на реакции, опосредованные антиген - рецепторным взаимодействием.

TLRs (Toll-like receptors) – толл подобные рецепторы, эволюционно консервативные и очень древние молекулярные структуры. Больше всего TLRs различных типов экспреcсируют миелоидные клетки. Прежде всего: моноциты и макрофаги. Однако, в той или иной степени, эти рецепторы присутствуют и на (или в) других клетках, включая лимфоидные. Необходимо отметить, что данные рецепторы расположены как на поверхности, так и внутри клеточных эндолизосом, что определяет их функцию. На сегодняшний день известны не все лиганды TLRs. Агонистом TLR4 является липополисахарид (ЛПС) граммотрицательных бактерий (Poltorak A. N., 1999, Ярилин А. А., 2010). TLR2 может гетеродимеризироваться с TLR1 или TLR6, и распозновать пептидогликан, липопептид, и липопротеины (Takeuchi O., 1999; Sato S., 2002). TLR3 распознает двухцепочечную молекулу РНК (ds-RNA). TLR5 участвует в распознавании флагелина. TLR7 и TLR8 могут идентифицировать имиквимоуд и одноцепочечные молекулы РНК. TLR9 различает бактериальную и вирусную CPG (C - цитидин, P – фосфорная группа, G – гуанидин ) ДНК мотивы и пигмент малярии хемозин. Лиганд рецептора TLR10 не известен, было показано, что TLR10 может вступать во взаимодействия с TLR1 и TLR2 (Hassan U., 2005). Таким образом, у человека идентифицировано 10 Toll-подобных рецепторов. Благодаря взаимодействию данных рецепторов с PAMP –(Pathogen -associated molecular pattern) или «патоген ассоциированными молекулярными паттернами», а также DAMP-(Danger-assosiated molecular patterns) или «молекулами сигналов опасности» возникают конформационные изменения внеклеточной части рецептора, передающиеся на внутриклеточный домен TIR. В передаче активиционного сигнала от TIR-домена к TLRs участвует несколько адапторных белков (MyD88, TIRAP, TRIF, TRAM), активирующих 2 основных сигнальных пути – MyD88-зависимый и TRIF-зависимый. MYD88-зависимый путь участвует в передаче сигнала от всех TLRs, кроме TLR3, который использует TRIF-зависимый путь. Передача сигнала от TLR4 происходит с участием обоих сигнальных путей, и надо отметить, что он расположен, как на клеточной мембране макрофага, так и внутри него, на эндосоме (Janeway C. A., 1997; Medzhitov R., 2001).

Открытие NLR (NOD-подобных рецепторов), ответственных за внутриклеточное распознавание PAMPs и DAMPs, схожи по своей функции с TLRs (Kawai T., 2006).

Открытие инфламмосомы - белкового кластера, расположенного в цитоплазме иммунокомпетентных клеток, участвующего в процессинге про-IL-1β в IL-1β, и синтезе IL-1α, обозначило ключевое место формирования иммунного ответа, как результат активации NLR.

Выделяют 4 типа инфламмосом: NLRP1 (NLR содержащая 1 пирин домен , NALP 1), NLRP3 (NLR содержащая 3 пирин домена, NALP3), NLRC4 (NLR содержащий каспаз-рекрутируемый домен 4, IPAF), и AIM2 (отсутствующий в меланоме) (Schroder K., Tschopp J., 2010).

Известно, что при взаимодействии PAMP с TLRs сигнал о патогене передается на инфламмосому, что приводит к активации каспазы-1. IL-1β и IL-18 основные цитокины синтезируемые в результате активации данного фермента. Синергизм в работе IL-18 и IL-23, может приводить к развитию Th-17 из-за усиления синтеза IL-17 (Lamkanfi M., 2011).

Достоверно известно, что пути активации врожденного звена иммунной системы, связаны с индукцией T-лимфоцитов и приводят к развитию того, или иного вида адаптивного иммунного ответа, в зависимости от полученного сигнала при взаимодействии патогена c макрофагом. Сегодня адаптивный иммунный ответ характеризуется четырьмя хорошо изученными направлениями дифференцировки T-лимфоцитов: Th-1, Th-2, Th-17, Th-reg-иммунологическая толерантность, исходя из наличия у каждого из них известного транскрипционного фактора.

Для Th-1 это T-bet, для Th-2 это Gata-3, для Th-17 это RoRyt, для T-reg это Foxp3. Разнообразие форм иммунного ответа достигается за счет вовлечения различных клеток-эффекторов. Так, Th-1- тип ответа связан с активацией макрофагов, Th-2 – с участием В-лимфоцитов, а также привлечением эозинофилов и тучных клеток. При превалировании Th-17-типа иммунного ответа активируются нейтрофилы и эпителиальные клетки. Направление дифференцировки Т-лимфоцитов зависит от цитокинов, синтезируемых клетками врожденного иммунитета (Киселева Е.П., 2011).

Имеются сообщения о существовании таких субпопуляций T-лимфоцитов, как: Тh-9, Th-10, Th-22, Tfx-связанного с B- клетками памяти (Ярилин А.А., 2010; Basile G., 2011., Saresella M., 2011; Топтыгина А.П. 2011).

Открытие Th-reg, одного из видов адаптивного иммунного ответа, контролирующего и завершающего все виды иммунных ответов, дало основание говорить о его доминирующей роли в развитии и завершении положительного исхода воспаления, что по нашему мнению может стать основанием к выдвижению его в качестве основного заключительного звена остеоинтеграции титана.

Недавно, стало ясно, что T-reg клетки могут быть разделены на несколько отдельных субпопуляций с единой функцией и гомеостатическими свойствами, которые при совместной работе обеспечивают нормальный иммунный гомеостаз (Feuerer M., 2009).

Дополнительно к аутоиммунной защите, T-reg клетки участвуют в регуляции иммунной системы в отношении к вирусам, бактериям и паразитам, а также сдерживают реакции иммунной системы по отношению к опухолям и трансплантируемым тканям (Belkaid Y., 2007).

Классическая трактовка природы иммунологической толерантности состоит в том, что введенный антиген вызывает элиминацию или анергию клонов лимфоцитов, которые его распознают.

Использование конъюгатов низкомолекулярных соединений (гаптенов) с белками-носителями, введенное в научную практику Ландштейнером К., сыграло ключевую роль в изучении свойств антигенов и индуцируемых ими антител. В частности, с помощью конъюгатов было показано, что специфичность антигена определяется преимущественно гаптеном, а иммуногенность - носителем. Важным условием развития иммунного ответа служит предварительная активация дендритных клеток в результате распознавания ими PAMP. Именно поэтому следует признать, что иммуногенность молекул антигена во многом определяется наличием в их составе PAMP, т.е. их способностью сформировать при поступлении в организм «провоспалительный фон» (Ярилин А.А., 2010).

Открытие мезенхимальных стволовых клеток (МСК), принадлежит нашему соотечественнику Максимову А. А. и А. Я. Фриденштейну, а также его сотрудникам. Подобные клетки обладают свойством дифференцировки в костную и хрящевую линии. МСК не являются гомогенной популяцией, только 10% всей популяции МСК проявляют клоногенные свойства. Характеристика поверхностных маркеров показала, что МСК экспрессируют CD29 (интегрин В1), CD44 (рецептор для гиалуроновой кислоты и фибронектина), CD90 (Th-1 антиген), CD105 (эндоголин), CD106 (VCAM), CD166 (ALCAM), HLA класса I. Таким образом, по экспрессии маркеров МСК характеризуются как клетки, подобные фибробластам. Пока не найдено никаких маркеров, специфических для МСК. Тканевое повреждение, вероятно, создает благоприятные условия для трансдифференцировки МСК в клетки с фенотипом поврежденной ткани. Возможно, что при повреждении ткани выделяют цитокины, молекулы внеклеточного матрикса, которые способствуют их трансдифференцировке в клетки нового фенотипа. Вероятно, эффективность терапевтического использования МСК не является результатом их интеграции в ткани реципиента, а основана на секреции МСК растворимых факторов, которые ингибируют апоптоз, воспаление, супресcию специфического иммунного ответа и стимулируют пролиферацию эндогенных стволовых клеток (Попов Б.В., 2010).

Иммунореактивность - это то явление, которое на сегодня может стать определяющим в понимании молекулярно-генетического механизма процесса остеогенеза, а также отсроченных осложнений, связанных с явлениями периимплантитов, при остеоинтеграции дентальных имплантатов.

Список литературы

1. Ярилин А.А. Иммунология // ООО Издательская группа «ГЕОТАР-МЕДИА», 2010, - C. - 89.
2. Фрейдлин И.С. Взаимосвязи врожденного и приобретенного иммунитета при инфекциях (Ревизия классических догм). // Инфекция и иммунитет. – 2011.- Т. 1, № 3, С.199-206.
3. Poltorak A. N., Smirnova I., He X., Liu M. Y., Van Huffel C., McNally O., Birdwell D., Alejos E., Silva M., Du X., Thompson P., Chan E.K., Ledesma J., Roe B., Clifton S., Vogel S. N., Beutler B. Genetic and physical mapping of the Lps locus: identification of the toll-4 receptor as a candidate gene in the critical region. // Howard Hughes Medical Institute, Dallas, TX 75235-9050, USA. Blood Cells Mol. Dis. - 1999 Feb. – V olume 25. -№ 1. – P. 78.
4. Takeuchi O., Kawai T., Sanjo H., Copeland N. G. et al. TLR6: a novel member of an expanding Toll-like receptor family. // Gene. -1999. - № 231. – P. 59-65.
5. Sato S., Takeuchi O, et al., Cutting edge: role of Toll-like receptor 1 in mediating immune response to microbial lipoproteins. // J Immunol. – 2002. - 169: 10-14.
6. Hassan U., Chaffois C, Gaillard C, et al. Human TLR 10 is a functional receptor, expressed by B cells and plasmacytoid dendritic cells, which activates gene transcription through MyD88. // J Immunol. – 2005. - 174:2942-2950.
7. Medzhitov R., Preston-Hulbert P., Janeway C. A. A human homologue of the Drosophila Toll protein signals activation of adaptive immunity. // Nature – 1997. P. 394-397.
8. Horng T., Medzhitov R. Drosophila MyD88 is an adapter in the Toll signaling pathway. // Howard Hughes Medical Institute and Section of Immunobiology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA. Epub 2001 Oct 16.- 2001.- Oct 23; 98(22):12654-8.
9. Kawai T., Akira S. TLR signaling. // Cell Death Differ. -2006. - 13, 816-825.
10. Kate Schroder, Jurg Tschopp The inflammasomes. // Cell – 2010. - № 140, P. 821-832, March 19.
11. Lamkanfi M. Emerging inflammasome effector mechanisms. // Nature reviews. Immunology. - 2011. - № 11. - P. 213-220.
12. Киселева Е.П. Новые представления о противоинфекционном иммунитете. // Инфекция и иммунитет.- 2011., - Том 1, №1. С.9-14.
13. Ярилин А.А. Транскрипционные регуляторы дифференцировки Т-хелперов // Иммунология. 2010. № 3. С. 153—168.
14. Basile G., Paffumi I., D'Angelo A. G., Figliomeni P., Cucinotta M. D., Pace E., Ferraro M., Saitta S., Lasco A., Gangemi S. Healthy centenarians show high levels of circulating interleukin-22 (IL-22). // Arch Gerontol Geriatr. - 2011.
15. Saresella M, Calabrese E, Marventano I, Piancone F, Gatti A, Alberoni M, Nemni R, Clerici M. Brain. Increased activity of Th-17 and Th-9 lymphocytes and a skewing of the post-thymic differentiation pathway are seen in Alzheimer's disease. /Behav. Immun. Italy - 2011. - Mar; 25(3):539-47.
16. Топтыгина А. П., T-клетки памяти. // Иммунология. – 2008.- T. 29 - № 5. –С. 311-316.
17. Feuerer M., et al. Foxp3+regulatory T cells: differentiation, specification, subphenotypes. // Nature immunol. 2009. - № 10, P. 689-695.
18. Belkaid Y., Regulatory T cells and infection: a dangerous necessity. // Nature Rev. Immunol. 2007. -№ 7, P. 875-888.
19. Попов Б. В. Введение в клеточную биологию стволовых клеток. Учебно-методическое пособие, 2010 г. - Санкт-Петербург.- С. 289-290.

Ключевые слова: нано-частицы TiO2, T-reg-лимфоциты, остеоинтеграция, цитокины.

Иммунологические аспекты механизма oстеоинтеграции дентальных имплантатов (2 часть)

Широко известно, что результаты, полученные с использованием генетических методов исследования в рамках научного доказательства в биологии, являются наиболее достоверными, считаясь общепризнанным «золотым стандартом». Исходя из этого, начало нашего обзора литературы, посвященного иммунологическим аспектам механизма остеоинтеграции, мы предоставили имеющимся генетическим доказательствам, полученным за последние годы в мире, что говорит о необходимости проведения дополнительных исследований в этой области.

Пристальное внимание уделялось изучению иммунологических параметров, направленных на молекулярно-генетическое обоснование механизма остеогенеза при взаимодействии с нано-частицами TiO2 (Вортингтон Ф, 1994; Brown J., 2011; Duarte P. M., 2009; Flannery S. M., 2011; Jansson H., 2005; Hirayama T., 2011; Masayuki T., 2009 , Pajarinen J., 2010 et al).

Первые работы по взаимодействию микрочастиц TiO2 с легочной тканью относят к 80-ым годам прошлого века, что было связано с ухудшением уже имевшегося фиброза легочной ткани или липополисахарид-индуцированного воспаления. Размер частиц играл значительную роль в поддержании воспалительной реакции в легких. Лишь в ноябре 2010 года появилась публикация, в которой было показано, что микрочастицы титана вызывают воспаление по NLRP3 зависимому пути, через активацию IL-1β (Yazdi A.S., 2010).

В 2010 году Швейцарским университетом Лозаны и лабораторией университета Орлеана под руководством Амира Язди, Греты Гуарды и другими, были проведены исследования с частицами ZnO (15 нм), TiO2 (20 нм и 80 нм), а также SiO2 (15нм) с целью изучения путей активации макрофагов, а также кератиноцитов. Было показано, что также как макрофаги, так и кератиноциты секретировали зрелый IL-1β, под воздействием TiO2 и SiO2. Для того чтобы проверить одинаково ли ведут себя дендритные клетки костного мозга (BMDC) и макрофаги костного мозга (BMDM) у человека и мыши, те же клетки были стимулированы наночастицами TiO2 и SIO2. В результате, была выявлена значительная активация секреции IL-1β и практически отсутствие активности со стороны TNF (ФНО-фактор некроза опухоли). Активация TNF проходила мимо инфламмосом-зависимого IL-1β пути, а скорее за счет TLR9 агониста CpG (C — цитидин, P — фосфорная группа, G — гуанидин) ДНК. Чтобы доказать, что NLRP3 инфламмосома это путь передачи иммунного ответа TiO2 и SiO2, была выдвинута гипотеза об их взаимосвязи. При исследованиях было показано, что частицы TiO2 не попадали не в лизосому не в фагосому, а оставались в цитоплазме клеток, даже при попытке химического воздействия на мембраны органелл. Проведенные исследования дали основания для проведения опытов in vivo. На классической модели перитонита при введении активаторов инфламмосом-зависимого пути была обнаружена миграция нейтрофильных гранулоцитов в брюшную полость. В группе исследования, при участии частиц TiO2, уже через 6 часов происходила стимуляция активации нейтрофилов, что в свою очередь вело к усилению выработки IL-1β и IL-6, оставляя уровни цитокинов IL-1α и TNF без изменений. Когда сигнальный путь активации IL-1α и IL-1β выключали путем полной блокады их общего рецептора (IL-1R), у мышей отмечалось выраженное снижение стимуляции нейтрофилов. Также, было отмечено резкое снижение секреции IL-6, что дало основание предположить о существовании его взаимосвязи с инфламмасом-зависимым путем активации. Также были проведены исследования с выключением ASC (апоптотический белок, содержащий CARD-домен) и NLP3 путей, где при введении TiO2, несмотря на выключение ASC, была отмечена активация адаптера данного инфламмосом-зависимого пути. На основании проведенных исследований был сделан вывод о том, что выключение рецептора IL-1R оказывало более сильное воздействие на рекрутирование нейтрофильной стимуляции нежели дефицит ASC и NLP3. Была предложена гипотеза о взаимосвязи выработки IL-1α и IL-1β через их общий рецептор для активации нейтрофилов при стимуляции частицами TiO2. Дефицит IL-1α связывали с защитой от привлечения клеток, ответственных за развитие дальнейшего процесса воспаления (Yazdi A.S., 2010).

В 2007 году Стефаном Лахманом и Евой Кимерли-Мюллер, а также группой ученых Медицинского Университет Вены, была проанализирована взаимосвязь между концентрациями воспалительных медиаторов десны и генотипами IL-1α-889 и IL-1β+3954. Исследования были проведены на 29 пациентах с установленными дентальными имплантатами, у 24 из которых, были установлены несъемные конструкции протезов, 5 имели одиночные коронки или мостовидные протезы на дентальных имплантатах. 11 пациентов из 29 человек имели периимплантит, 18 были клинически здоровы и составили группу контроля. Всем пациентам проводилось измерение концентрации IL-1β, плазминоген-активирующего ингибитора — типа 2, и простогландина E2 с помощью метода ELISA. В результате, было установлено, что полиморфизм гена IL-1 оказывает незначительное влияние на выраженность иммунного ответа, что в свою очередь обуславливает его низкую значимость в возникновении убыли костной ткани у дентальных имплантатов (Lachmann S., 2007).

В 2008 году, группой Японских ученых были проведены исследования с использованием DNA чипа (Genopal —tm) для определения генов экспрессируемых макрофагами человека при контакте с частицами Ti. Была выделена линия моноцитарных клеток THP-1, которая затем дифференцировалась в макрофаги путем двухдневного культивирования в 200 nM PMA. Затем макрофаги были разделены на 4 группы: 1- без PMA, что составило контроль, 2- с частицами Ti (0.5 wt%), 3-с ЛПС (липополисахарид) 1.0 mg/ml, 4-с ЛПС и Тi. После 6 часов культивирования, общее PHК было получено и экспрессия генов идентифицирована с помощью DNA чипа с 205 аллергическими и воспалительными локусами генома. Было обнаружено, что фагоцитоз частиц Ti и ЛПС по отдельности, в отличие от их совместной индукции макрофагов, вызывали активацию Th-17 ассоциированных генов больше, ровно в два раза, нежели при активации макрофагов порознь частицами Ti и ЛПС. Такая выраженная экспрессия 4 генов (CCL1, IL1β, IL6 и IL8) была позже подтверждена с помощью количественного ПЦР, выполненного в реальном времени. Выяснилось, что двойная стимуляция ЛПС и Ti в основном ап-регулирует 3 гена (IL1β, IL6 и IL8) в отличие от ЛПС идуцированных макрофагов, частицы титана вызывают экспрессию генов по нарастающей, что говорит о менее выраженном уровне воспалительной реакции, вызванной титаном, нежели в группе при индукции Ti ЛПС. Наличие Ti и ЛПС в одной группе, индуцирующие макрофаги, имеет потенциал к усугублению воспаления в целом (Masayuki Taira, 2009).

В 2011 году в Японском университете Ямагаты группой ученых, в результате экспериментальных исследований на мышах, проведенных при внедрении частиц титана и стали, было получено выраженное иммунно-супрессивное воздействие частиц титана и стали на TLR4, по сравнению с группой контроля, без участия частиц. При этом активация TLR1 и TLR5 рецепторов была наибольшей, как в клетках костного мозга, так и в клетках надкостницы. У мышей, при внедрении им частиц металлов, уровни мРНК рецепторов TLR1 и TLR2 практически не менялись в количественном отношении. Надо отметить, что своего максимума на клетках экспрессия TLR1 достигала к 24 часам проведения эксперимента в группе с внедренными частицами металлов, нежели в контрольной группе без их внедрения. Следует обратить внимание, что у мышей при внедрении им частиц металла, наименьшее количество клеток содержало группу рецепторов TLR9. Внутриклеточные TLR8 и TLR9 отвечали на стимуляцию частицами очень схоже, а именно снижением их концентрации к 10 часу и увеличением к 24 часу проведения эксперимента численности клеток их содержащих. Уровень экспрессии мРНК TLR5 увеличивался в группах мышей с внедренными частицами металлов, достигая пиковых значений к 6 часу начала эксперимента, и снижался, до исходных значений, к концу первых суток. В группе контроля, состоящей из мышей после травмы без внедрения частиц металла, на второй неделе эксперимента была получена выраженная активация всех исследуемых видов TLR рецепторов на клетках и частичная убыль клеток их содержащих к 10 неделе. Экспериментальные данные, полученные авторами, указывали на снижение способности организма в присутствии частиц титана адекватно отвечать на микробную агрессию, сопровождающую оперативное вмешательство, тем самым увеличивая ее шансы в реализации иммунного ответа (Hirayama T., 2011; Pajarinen J., 2010).

В 2011 году в Стоматологическом Университете Матсумото группой ученых во главе с Хирояки Накамура, было показано наличие Thy-1 позитивных клеток в перихондральном пространстве в процессе эмбриогенеза костной ткани у крыс при изучении внутрисуставной оссификации. Изучался процесс формирования костного матрикса из изолированных перихондральных клеток in vitro. На 15,5 день эмбрионального периода хрящ был сформирован, идентифицирована иммунореактивность клеток по типу Thy-1 смежных с зоной гипертрофированных хондроцитов. На 17.5 день эмбриогенеза, когда проходило образование костной манжеты и врастание кровеносных сосудов, фибробластно-подобные клетки по пути образования сосудов, а также в перихондральном пространстве показывали наличие Thy-1 позитивных клеток. Двойное иммунное распознавание для Thy-1 и остерикса указывало на то, что Thy-1 не экспрессировался на остерикс-позитивных остеобластах. Электронный микроскопический анализ идентифицировал вхождение в контакт Thy-1 позитивных клеток с кровеносными сосудами в зоне гипертрофированных хондроцитов. Перихондральные клетки, изолированные от конечностей, проявляли активность щелочной фосфатазы и формировали кальцифицированный костный матрикс через 4 недели эмбриогенеза костной ткани. ПЦР в реальном времени показала, что экспрессия Thy-1 уменьшалась в момент начала кальцификации матрикса. Наоборот, экспрессия генов остеогенного маркера Runx2, остерикса, и остеокальцина увеличивалась. Полученные результаты указывали на возможность использования Thy-1 как хорошего маркера для характеристики появления предшественников костеобразования (Nakamura H., 2010).

За последние годы появились данные о возникновении аллергических реакций на титан и другие металлы, что также является подтверждением нашей теории об иммунореактивности, возникающей при контакте организма с данным гаптеном (Schmidt M., 2010; Oliva X., 2010; Pigatto P.D., 2009; Siddiqi A., 2011).

Резорбция костной ткани в области дентальных имплантатов остается актуальным вопросом, требующим проведения научных исследований, с целью изучения, как механизма ее возникновения, так и разработки новых методов лечения, а главное профилактики данного вида осложнения. Использование металлических конструкций в ортопедии, также как и в стоматологии, связано с возникновением подобного вида осложнения, а именно отсроченного по времени лизиса костной ткани в области контакта с используемым внутрикостным протезом.

Исследования, в данной области медицины, основываются на изучении функциональной активности генов цитокинов, являющихся провоспалительными и противовоспалительными звеньями иммунной системы.

Противовоспалительные цитокины, включая рецепторный антагонист IL-1 (IL-1Rα) и IL-10, также продуцируются активированными макрофагами в процессе остеолизиса и служат для остановки продукции провоспалительных цитокинов и прекращению остеокластогенеза (Xu L.X., Kukita T., Kukita A., 1995). Причина остеолизиса до сих пор остается неизвестной.

Группой ученых из Великобритании, в рамках исследования по изучению причин возникновения лизиса костной ткани после установки протезов, замещающих бедренный сустав, было выдвинуто предположение, о возникновении реакции хозяина на инородное тело, выделяющее микрочастицы в процессе своего функционирования. Было выдвинуто предположение об индивидуальной чувствительности к выраженности провоспалительных реакций со стороны реакций врожденного иммунитета, что было проверено с помощью исследования периферических мононуклеаров крови, взятой у пациентов с выраженной резорбцией костной ткани после проведения пластики бедренного сустава, — индуцированных ЛПС. (Gordon A., Greenfield У. M. et al, 2010). По мнению ряда авторов, микрочастицы, выделяемые протезом, стимулируют привлечение макрофагов и фибробластов, потенциируя их с помощью цитокинов IL-1, IL-6, IL-18, TNF к балансу между активностью со стороны остеобластов и остеокластов (Tuans R.S., Lee F.Y., Konttinen T., et al. 2008).

Предположительно, иммуннореактивность оксида титана может быть связана с — активацией инфламмосомы в макрофаге, через белковый компонент плазмы, образующий конъюгат с оксидной пленкой на поверхности имплантата или через способность макрофага распознавать нано-частицы гаптена на фоне вызванного нами же воспаления при формировании костного ложа. Результатом такого распознавания является синтез цитокинов, опосредующих развитие острого воспаления и формирующего, по нашему мнению, иммунный ответ по типу Th-17. При положительном исходе иммуннореактивного воспаления, через IL-10 формируется местная иммунносупрессия в виде Th-reg, связанная c привлечением из кровеносных сосудов плюрипотентных мезенхимальных стромальных клеток для репарации участка поврежденной костной ткани, c иммунносупрессивной активностью, синтезируя TGF-b. Таким образом, отслеживая активацию мРНК ведущих цитокинов в процессе остеоинтеграции, нахождение в костной ткани клеток CD4+CD25+Foxp3 будет указывать на наличие иммунореактивности со стороны процессов репарации костной ткани. Срыв толерантности иммунной системы при проведении второго хирургического этапа дентальной имплантации, может быть связан с началом возникновения периимплантита. Определение ведущих цитокинов, участвующих в процессе остеогенеза, является важным звеном для обоснования необходимого микроокружения при разработке клеточной терапии полипотентными мезенхимальными стромальными клетками.

Считаем обоснованным перспективу использования в качестве агонистов направленной тканевой регенерации рекомбинантных форм цитокинов, участвующих в механизме остеоинтеграции, с целью оптимизации клеточной терапии, инициируя тем самым физиологическую репарацию костной ткани при лечении периимплантитов.

Список литературы

1. Вортингтон Ф., Ланг Б. Р., Лавелле В. Е. Остеоинтеграция в стоматологии. // Издательство «Квинтессенция». −1994г., C.15-23.
2. Brown J., Wang H., Hajishengalis G. N., Martin M., TLR-signaling Networks: An Integration of Adaptor Molecules, Kinases, and Cross-talk. // Critical reviews in oral biology and medicine. 2011. — 90(4):417-427.
3. Duarte P. M., de Mendonça A. C., Máximo M. B., Santos V. R., Bastos M. F., Nociti Júnior F. H. Differential cytokine expressions affect the severity of peri-implant disease. // 2009. — May; 20(5):514-20.
4. Flannery S. M., Keating S. E., Syzmak J., Bowie A. G. Human interleukin-1 receptor assosiated kinase-2 (IRAK-2) is essential for toll-like receptor-mediated transcriptional and post-transcriptional regulation of TNF{alpha} // J Biol. Chem. — 2011 . — May 23.
5. Jansson H, Hamberg K, De Bruyn H, Bratthall G., Clinical consequences of IL-1 genotype on early implant failures in patients under periodontal maintenance. 2005. — № 7(1) — P. 51-9.
6. Hirayama T., Tamaki Y., Takakubo Y., Iwazaki K., Sasaki K., Ogino T., Goodman S.B., Konttinen Y.T., Takagi M. Toll-like receptors and their adaptors are regulated in macrophages after phagocytosis of lipopolysaccharide-coated titanium particles. // J. Orthop. Res. — 2011. — Feb 9. — P. 984-992.
7. Masayuki T., Nezu T., Sasaki M., Shigenobu K., et all. Gene expression analyses of human macrophage phagocytizing sub-m titanium particles by allergy DNA chip (Genopal tm). // Bio-Medical Materials and Engineering. — 2009. — № 19- P. 63-70.
8. Pajarinen J., Mackiewicz Z., Pöllänen R., Takagi M., Epstein N. J., Ma T., Goodman S. B., Konttinen Y. T. Titanium particles modulate expression of Toll-like receptor proteins. // J. Biomed. Med. Research. −2010 Mar 15. —Volume 92. — № 4. — P. 1528-37.
9. Yazdi A.S., Guarda G., Riteau N., Drexler S. K., Tardivel A., Couillin I., Tschopp J. Nanoparticles activate the NLR pyrin domain containing 3 (Nlrp3) inflammasome and cause pulmonary inflammation through release of IL-1α and IL-1β. // Proc. Natl. Acad Sci. USA — 2010. — Nov. 9; 107(45):19449-54.
10. Lachmann S., Kimmerle-Müller E., Axmann D., Scheideler L., Weber H., Haas R. Associations between peri-implant crevicular fluid volume, concentrations of crevicular inflammatory mediators, and composite IL-1A −889 and IL-1B +3954 genotype. // A cross-sectional study on implant recall patients with and without clinical signs of peri-implantitis. — 2007. — № 18(2):P. 212-23.
11. Nakamura H., Yukita A., Ninomiya T., et al. Localisation of Thy-1-positive Cells in the Perichondrium During Endochondral Ossification. // Journal of Histochemistry&Cytochemistry. −2010. — Volume 58. — № 5. — P. 455-462.
12. Schmidt M., et al., Crucial role for human Toll-like receptor 4 in the development of contact allergy to nickel. // Nature America. — 2010. — Volume 11, — № 9, — P. 814-820.
13. Oliva X., Oliva J., Oliva J.D. Full-mouth oral rehabilitation in a titanium allergy patient using zirconium oxide dental implants and zirconium oxide restorations. // European J. Esteth. Dent. A case report from an ongoing clinical study. −2010. — 5(2) — P. 190-203.
14. Pigatto P. D., Guzzi G., Brambilla L., Sforza C. Titanium allergy associated with dental implant failure. // Clin. Oral. Implants. Res. — 2009 Aug. — Volume 20. — № 8. — P. 857.
15. Siddiqi A, Payne AG, De Silva RK, Duncan WJ. Titanium allergy: could it affect dental implant integration? // Clin. Oral. Implants. Research. — 2011. — Volume 22. — № 7. — P. 673-80.
16. Xu LX, Kukita T, Kukita A, Otsuka T, Niho Y, Iijima T. Interleukin-10 selectively inhibits osteoclastogenesis by inhibiting differentiation of osteoclast progenitors into preosteoclast-like cells in rat bone marrow culture system. // J Cell Physiol. 1995 Dec; 165(3):624-9.
17. Gordon A, Greenfield EM, Eastell R, Kiss-Toth E, Wilkinson JM. Individual susceptibility to periprosthetic osteolysis is associated with altered patterns of innate immune gene expression in response to pro-inflammatory stimuli. // J Orthop Res. 2010 Sep; 28(9):1127-35.
18. Tuan RS, Lee FY, T Konttinen Y, Wilkinson JM, Smith RL. What are the local and systemic biologic reactions and mediators to wear debris, and what host factors determine or modulate the biologic response to wear particles? // J Am Acad Orthop Surg. 2008; 16 Suppl 1:S42-8.

На сегодняшний день, основной «триадой антигенных детерминант» для распознавания рецепторами клеток врожденного иммунитета, мы можем определить в качестве трех основных параметров, а именно: бактериальной составляющей, продуктов тканевого повреждения, а также дентального имплантата, покрытого окисной пленкой, высвобождающей наночастицы TiO2 (Chen L., Rahme K., с соавт., 2012). В международной классификации, утвержденной в 2001 году (Medzhitov R., 2001), было введено понятие антигенных образов или PAMP - (Pathogen associated molecular pattern) или «патоген ассоциированные молекулярные паттерны», а также DAMP – (Danger-assosiated molecular patterns) или «молекулы сигналов опасности» для распознавания сигналов опасности рецепторами клеток врожденной иммунной системы. Рецепторы клеток иммунной системы, распознающие патогены – PRRs (pathogen-recognising receptors), предназначены для распознавания PAMP. К ним относятся мембранные и внутриклеточные TLR (Toll-like receptors), а также внутриклеточные NOD рецепторы (Nucleotide oligomerizing domains). Учеными из Великобритании (Shields A.M., Panayi G.S., с соавт., 2011), было предложено ввести новый термин для внутриклеточных молекул, таких как белок теплового шока 10 (HSP10), αB-кристаллин (αBC), HSP27 и BiP, которые можно отнести к RAMP семейству: resolution-associated molecular patterns (RAMPs), - разрешающе - ассоциированные молекулярные паттерны. Данные белки, являясь внутриклеточными, играют роль противовоспалительных стабилизаторов активации PAMPs и DAMPs.,.

Возникает вопрос: могут ли наночастицы TiO2, расположенные на поверхности дентальных имплантатов в качестве оксидной пленки, становиться экзогенными или эндогенными лигандами для рецепторов клеток иммунной системы, учитывая, что сплав Grade 4, чаще всего используемый при изготовлении дентальных имплантатов, содержит в своем составе до 98.835% Титана? Как известно, способностью к остеоинтеграции, а, следовательно, тогда и распознаванию в первую очередь рецепторами клеток врожденной системы иммунитета, могут обладать не только наночастицы TiO2, но и другие оксиды, например наночастицы ZrO2, расположенные на поверхности дентальных имплантатов, изготовленных из сплава на основе Zr (Bozzini B., Carlino P., с соавт., 2011). Так как металлы в виде микроэлементов являются одной из составляющих обмена веществ в организме человека в норме, мы считаем, что именно условия, в которые попадают оксиды металлов, влияет на общий результат активации как врожденного, так и адаптивного звеньев иммунной системы. При проведении оперативного вмешательства в полости рта, под воздействием бактериальных, а также посттравматических продуктов деградации тканей, происходит активация как TLR, так и NLR. Предположительно, оксиды металлов, попадающие в условия острого воспаления, образуют конъюгаты с белками плазмы, например фибрином, меняя его конформацию. Фибрин в качестве PAMP для оксида металлов может являться главным белком, участвующим в презентации нано-частиц клеткам иммунной системы в условиях воспаления. При размере частиц, способных проникать через клеточную мембрану, возможно прямое взаимодействие с NLR рецепторами.

Данное предположение было сделано, основываясь на способности наночастиц TiO2 размером 6 нм, под воздействием температуры, с течением времени и находясь в определенной концентрации, проникать в ткани, с помощью макропиноцитоза, а также почти в любую активную клетку через множество биологических механизмов, что было показано на мышиной модели карциномы. Такой транспорт, по мнению автора возможен, в связи со способностью TiO2 образовывать конъюгаты с различными лигандами за счет ковалентых связей, имея в своей структуре так называемый «угловой дефект» при размере наночастиц < 20нм (Thurn K.T., Arora H., с соавт., 2011). Другими авторами была продемонстрирована способность наночастиц к активации как TLR, так и NLR (Eisenbarth, S.C., Colegio O.R., с соавт., 2008; Yazdi A.S., Guarda G., с соавт., 2010).

Учеными из Чикагского университета была выдвинута гипотеза о том, что окисленные эпитопы стоит отнести к группе Damps из-за наличия реактивных кислородных частиц, повреждающих липиды, белки и ДНК, образуя «кислородо-специфические эпитопы». С другой стороны, презентация данных частиц может идти на апоптотических клетках, вызывая активацию PRRs. Конкуренция окисленных эпитопов с бактериями за место связывания с рецепторами клеток врожденного иммунитет, может усугублять течения воспалительного процесса (Miller Y.I., Choi S., с соавт., 2011).

За последние годы были получены результаты, как позитивного, так и негативного воздействия нано-частиц металлов на организм человека и животных (Cui Y., Liu H., с соавт., 2011; Gao Y., Gopee N.V., с соавт., 2011; Yazdi A.S., Guarda G., с соавт., 2010; Otero-González L., Sierra-Alvarez R., с соавт., 2012).

В 2007 году в Финляндии было проведено исследование по изучению воздействия частиц Ti на TLR, в связи с поиском причины асептического воспаления, приводящего к лизису костной ткани и дальнейшему выходу из употребления ортопедических конструкций (Pajarinen J., Mackiewicz Z., с соавт., 2009). Была изучена экспрессия mRNA TLR1, 2, 4, 5, 8, 9 с помощью иммуногистохимии. Частицы Ti были расположены как в цитоплазме, так и фиксировались снаружи на клеточной мембране. Взаимодействие TLR с PAMPs и DAMPs приводит к активации IL-1 провоспалительного пути, который ведет к синтезу MyD88 и киназ, приводящие в свою очередь к активации ядерного транскрипционного фактора NF-kB. Данный результат ведет за собой синтез провоспалительных цитокинов, включая IL-1B, TNF-a, IL-6, а также активацию ко-стимулирующих молекул, поддерживающих работу главного комплекса гистосовместимости в индукции врожденного и адаптивного иммунитета. В результате проведенных исследований на мышах, с внедрением стальной проволоки, с покрытием и без покрытия частицами Ti, в первой группе было выявлено выраженное подавление TLR4, что по мнению авторов делало ткани более чувствительными к воздействию бактериальных антигенов.

На мышиной модели, американскими учеными Шмидтом, Гоблером и другими было показано подавляющее воздействие на TLR4 в патогенезе развития реакции гиперчувствительности замедленного типа на Ni2+. При первичном попадании в организм Ni2+, происходит презентация данного гаптена дендритным клеткам, что в свою очередь ведет к образованию T-клеточного иммунного ответа. При повторном попадании данного гаптена в организм, активация цитокинов, хемокинов и ко-стимуляторных молекул адгезии происходит первично на дендритных клетках, фагоцитах и эндотелиальных клетках, что ведет за собой развитие воспалительного ответа. Ni2+ может напрямую активировать провоспалительный внутриклеточный сигнал в виде каскада реакций, направленных на активацию ядерного транскрипционного фактора - NF-kB и митоген-активированную протеин (MAP)киназу p38. Механизмы активации провоспалительного сигнала в клетке до сих пор не известны. Известно лишь, что происходит экспрессия провоспалительных генов цитокинов, через прямую активацию TLR, без обязательной дополнительной ко-стимуляции (Shmidt M., Raghavan B., с соавт., 2010).

В 2011 году в Японии было проведено исследование по изучению воздействия NiCl2 в комплексе с микробным агентом, таким как ЛПС (Huang L., Kinbara M., с соавт., 2011). Было показано, сам по себе NiCl2 не вызывал аллергической реакции на мышах. Предварительное введении ЛПС грамм-отрицательных бактерий (Prevotella intermedia, Porphyromonas gingivalis, Escherichia coli), с последующим нанесением NiCl2, вызывало аллергическую реакцию. Выводы, сделанные авторами, указывали на важность микробной составляющей, в качестве активационного сигнала на TLR2, вызывать в дальнейшем аллергическую реакцию, являясь провокационной составляющей для реакций системы врожденного иммунитета.

По нашему мнению, наночастицы оксидов металлов можно выделить в качестве отдельной группы гаптенов, обладающих свойствами как физиологического, так и патофизиологического исхода со стороны реакций иммунной системы, исходя из условий острого воспаления, в которое они попадают, дав им название NaMe PAMPs – или (NanoMetall Pathogen associated molecular patterns).

Список литературы

1. Bozzini B., Carlino P., Mele C. Electrochemical behaviour and surface characterisation of Zr exposed to an SBF solution containing glycine, in view of dental implant applications. // J Mater Sci Mater Med. 2011 Jan; 22(1):193-200. Epub 2010 Nov 24.
2. Chen L., Rahme K., Holmes J.D., et al. Non-solvolytic synthesis of aqueous soluble TiO2 nanoparticles and real-time dynamic measurements of the nanoparticle formation. // Nanoscale Res Lett. 2012 Jun 7; 7(1):297.
3. Cui Y., Liu H., Zhou M., et al. Signaling pathway of inflammatory responses in the mouse liver caused by TiO2 nanoparticles. // J. Biomed Mater Res A. China. 2011 Jan; 96(1):221-9.
4. Eisenbarth, S.C., Colegio O.R., O Connor, W., et al. Crusial role for the Nalp3 inflammosome in the immunostimulatory properties of aluminium adjuvants. // Nature, 2008. 1122-1126., P.453.
5. Gao Y., Gopee N.V., Howard PC., Proteomic analysis of early response lymph node proteins in mice treated with titanium dioxide nanoparticles. // J. Proteomics. USA. 2011 Nov 18; 74(12):2745-59.
6. Huang L., Kinbara M., Funayama H., et al. The elicitation step of nickel allergy is promoted in mice by microbe-related substances, including some from oral bacteria. // Int. Immunopharmacol. Japan. 2011 Nov; 11 (11): 1916-24.
7. Miller Y.I., Choi S., Wiesner P., et al. Oxidation-Specific Epitopes are Danger Associated Molecular Patterns Recognized by Pattern Recognition Receptors of Innate Immunity. // Circ. Res. 2011 January 21; 108(2): 235–248.
8. Otero-González L., Sierra-Alvarez R., Boitano S., et al. Application and Validation of an Impedance-Based Real Time Cell Analyzer to Measure the Toxicity of Nanoparticles Impacting Human Bronchial Epithelial Cells. // USA, Environ Sci. Technol. 2012 Aug 30. [Epub ahead of print].
9. Pajarinen J., Mackiewicz Z., Pöllänen R., et al. Titanium particles modulate expression of Toll-like receptor proteins. // J Biomed Mater Res A. 2010 Mar 15; 92(4):1528-37.
10. Shields A. M., Panayi G. S., Corrigall V. M., Resolution-associated molecular patterns (RAMP): RAMParts defending immunological homeostasis? // Clin. Exp. Immunol. 2011 September; 165(3): 292–300.
11. Shmidt M., Raghavan В., Muller V., et al. Crucial role for human Toll-like receptor 4 in the development of contact allergy to nickel. // Nature Immunology. USA. 2010 August; V.11. № 9. P. 814-820.
12. Thurn K.T., Arora H., Paunesku T., et al. Endocytosis of Titanium Dioxide Nanoparticles in Prostate Cancer PC-3M Cells. // Nanomedicine. 2011 April; 7(2): 123–130.
13. Yazdi A.S., Guarda G., Riteau N., et al. Nanoparticles activate the NLR pyrin domain containing 3 (Nlrp3) inflammasome and cause pulmonary inflammation through release of IL-1α and IL-1β. // PNAS. Switzerland, U S A. 2010 Nov 9; 107(45):19449-54.

Ключевые слова: остеоинтеграция, дентальные имплантаты, иммунитет, наночастицы.

Продолжение научного поиска в иммунологии необходимо для более углубленного понимания механизма репаративного остеогенеза, учитывая параметры врожденного и адаптивного иммунитета, которые могут стать важными индивидуальными маркерами динамики остеоинтеграции и дезинтеграции дентальных имплантатов. При проведении оперативного вмешательства в полости рта, под воздействием бактериальных, а также посттравматических продуктов деградации тканей, происходит активация как TLR, так и NLR. Наша гипотеза состоит в том, что оксиды металлов, в частности TiO2, попадающие в условия острого воспаления, образуют конъюгаты с белками плазмы, меняя их конформацию (фибронектин, витронектин). В условиях воспаления, белок с измененной конформацией в качестве NaMePAMP-комплекса, может являться лигандом, участвующим в презентации (наночастицы металла — белок с измененной конформацией) TLR-рецепторам, активируя, тем самым NLR. При взаимодействии PAMP, DAMP и комплексов TiO2-белок с измененной конформацией с поверхностными и внутриклеточными TLR, возникает активация сигнальных путей, приводящих к синтезу транскрипционных факторов, основным из которых является NF-kb. Результатом является синтез провоспалительных и противовоспалительных цитокинов за счет активации соответствующих генов в ядрах клеток. По нашему мнению, в процессе остеоинтеграции титана заложено образование адаптивного иммунного ответа по типу Th-17, что может быть связано с острым повреждением как эпителиальной, так и костной ткани. Предположительно, усиление синтеза IL-10 может говорить о формировании местной иммуносупрессии и переключении синтеза субпопуляций Т-лимфоцитов с Th-17 на T-reg в процессе механизма репаративного остеогенеза.

Фундаментальные открытия, касающиеся врожденного иммунитета, а именно TLR-(Toll-подобных) и NLR-(Nod-подобных) рецепторов заставляют задуматься об отсутствии такого понятия, как «биоинертность титана», тем самым давая возможность рассматривать аспекты дентальной имплантации в новом ключе. Данное предположение требует проведения дополнительных междисциплинарных исследований, направленных на изучение молекулярно-генетических параметров процесса остеоинтеграции дентальных имплантатов, изготовленных на основе сплава титана (Thurn K.T., 2011). Продолжение научного поиска в иммунологии необходимо для более углубленного понимания механизма репаративного остеогенеза, учитывая параметры врожденного и адаптивного иммунитета, которые могут стать важными индивидуальными маркерами динамики остеоинтеграции и дезинтеграции дентальных имплантатов (Omar O.M., 2011).

Парадигма о ретракции кровяного сгустка, как механизма остеогенеза, несмотря на развитие фундаментальной иммунологии, оставалась неизменной, с момента открытия Бранемарком в 1965 году явления остеоинтеграции титана. «Биоинертность» титана явилась основой для интерпретации самого процесса остеоинтеграции, связанного с невосприимчивостью организмом человека этого металла, что в свою очередь обеспечивалось путем осаждения белков на поверхности имплантата и позволяло выстраивать костный матрикс, образуя впоследствии, полноценную костную структуру вокруг имплантата. Наличие окисной пленки, появляющейся при контакте с кислородом, оберегало металл от процессов коррозии, тем самым не вызывая отторжения, и позволяло находиться в кости инородному материалу. Механизм образования и резорбции костной ткани, при остеоинтеграции дентальных имплантатов, сегодня рассматривается как генетически-опосредованный, без учета главенствующей роли иммунологической составляющей, без которой была бы невозможна реализация генетической клеточной программы. Данный факт стал основанием к пересмотру выводов, сделанных в результате ранее проведенных экспериментальных исследований. Была доказана биоинертность титана, как материала, не вступающего во взаимодействие с иммунной системой организма, а, следовательно, являющегося ареактивным гаптеном. Основной целью будущих междисциплинарных исследований может стать изучение роли макрофагов костной ткани, являющихся основоположниками иммунореактивности и принимающих активное участие в механизме врожденного, а, следовательно, и адаптивного иммунного ответа.

За последние 20 лет достигнуты впечатляющие успехи в изучении роли TLR-рецепторов, играющие главенствующую роль во взаимодействии клеток врожденного и адаптивного иммунитета, что позволило совершенно по-новому взглянуть на природу иммунных процессов, происходящих в организме человека (Хорева М.В., 2012). При проведении оперативного вмешательства в полости рта, под воздействием бактериальных, а также посттравматических продуктов деградации тканей, происходит активация как TLR, так и NLR рецепторов (Pajarinen J., 2010; Yazdi A.S., 2010; Malik A.F., 2011; Hirsiger S., 2012). TLR (Toll-like receptors) толл подобные рецепторы, эволюционно консервативные и очень древние молекулярные структуры. Больше всего TLRs различных типов экспреcсируют миелоидные клетки. Прежде всего: моноциты и макрофаги. Однако, в той или иной степени, эти рецепторы присутствуют и на (или в) других клетках, включая лимфоидные. Необходимо отметить, что данные рецепторы расположены как на поверхности клеток, так и внутри клеточных эндолизосом, что определяет их функцию. На сегодняшний день известны не все лиганды TLRs. Агонистом TLR4 является липополисахарид (ЛПС) граммотрицательных бактерий (Poltorak A. N., 1999, Ярилин А. А., 2010). TLR2 может гетеродимеризироваться с TLR1 или TLR6, и распознавать пептидогликан, липопептид, и липопротеины (Takeuchi O., 1999; Sato S., 2002). TLR3 распознает двухцепочечную молекулу РНК (ds-RNA). TLR5 участвует в распознавании флагелина. TLR7 и TLR8 могут идентифицировать имиквимод и одноцепочечные молекулы РНК. TLR9 различает бактериальную и вирусную CPG (C — цитидин, P — фосфорная группа, G — гуанидин) олигонуклеотиды и пигмент малярии хемозин. Лиганд рецептора TLR10 не известен, было показано, что TLR10 может вступать во взаимодействия с TLR1 и TLR2 (Hassan U., 2005). Таким образом, у человека идентифицировано 10 Toll-подобных рецепторов. Благодаря взаимодействию данных рецепторов с PAMP — (Pathogen -associated molecular pattern) или «патоген ассоциированными молекулярными паттернами», а также DAMP или «молекулами сигналов опасности» возникают конформационные изменения внеклеточной части рецептора, передающиеся на внутриклеточный домен TIR. В передаче активиционного сигнала от TIR-домена к TLRs участвует несколько адапторных белков (MyD88, TIRAP, TRIF, TRAM, SARM), активирующих 2 основных сигнальных пути — MyD88-зависимый и TRIF-зависимый. MYD88-зависимый путь участвует в передаче сигнала от всех TLRs, кроме TLR3, который использует TRIF-зависимый путь. Передача сигнала от TLR4 происходит с участием обоих сигнальных путей, и надо отметить, что он расположен, как на клеточной мембране макрофага, так и внутри него, на эндосоме (Janeway C. A., 1997; Medzhitov R., 2001).

Открытие NLR (NOD-подобных рецепторов), ответственных за внутриклеточное распознавание PAMPs и DAMPs, схожи по своей функции с TLRs (Kawai T., 2006). Выделяют 4 типа инфламмасом: NLRP1 (NLR содержащая 1 пирин домен, NALP 1), NLRP3 (NLR содержащая 3 пирин домена, NALP3), NLRC4 (NLR содержащий каспаз-рекрутируемый домен 4, IPAF), и AIM2 (отсутствующий в меланоме) (Guarda G., 2010; Schroder K., 2010).

Первые работы по взаимодействию микрочастиц TiO2 с легочной тканью относят к 80-ым годам прошлого века, что было связано с ухудшением уже имевшегося фиброза легочной ткани или липополисахарид-индуцированного воспаления. Размер частиц играл значительную роль в поддержании воспалительной реакции в легких. Лишь в ноябре 2010 года появилась публикация, в которой было показано, что микрочастицы титана вызывают воспаление по NLRP3 зависимому пути, через активацию IL-1β (Yazdi A.S., 2010).

Способность титана образовывать стабильные наночастицы в воде при комнатной температуре, с помощью жидкофазной преципитации, было показано в работе Chen L. и Rahme K в 2012. Полученные частицы: их размер, кристаллическая структура, взаимоотношения с лигандами, — были идентифицированы с помощью комбинирования методов рентгеновской дифракции и трансмиссионного электронного микроскопа, ультро-фиолетовой спектроскопии и фотолюминисценции. Было показано, что начало синтеза наночастиц наступает через 1 час контакта с водой комнатной температуры, к 2 часам достигает своего пика и к 4 часам завершается (Chen L., Rahme K., 2012).

Наша гипотеза состоит в том, что оксиды металлов, в частности наночастицы TiO2, попадающие в условия острого воспаления, образуют конъюгаты с белками плазмы, меняя их конформацию (фибронектин, витронектин). В условиях воспаления, белок с измененной конформацией в качестве NaMePAMP-комплекса, может являться лигандом, участвующим в презентации (наночастицы металла — белок с измененной конформацией) TLR-рецепторам, активируя тем самым NLR (Лабис В.В., 2012). При взаимодействии PAMP, DAMP и NaMePAMP с поверхностными и внутриклеточными TLR, возникает активация сигнальных путей, приводящих к синтезу транскрипционных факторов, основным из которых является NF-kb. Результатом является синтез провоспалительных и противовоспалительных цитокинов за счет апрегуляции соответствующих генов в ядрах клеток. По нашему мнению, в процессе остеоинтеграции титана заложено образование адаптивного иммунного ответа по типу Th-17, что может быть связано с острым повреждением как эпителиальной, так и костной ткани. Учитывая цикличность работы врожденного и адаптивного иммунного ответа, через систему межклеточных рецепторных взаимодействий иммунокомпетентных клеток, при снижении антигенной нагрузки, может увеличиваться синтез IL-10. Предположительно, усиление синтеза данного цитокина может говорить о формировании местной иммуносупрессии и переключении синтеза субпопуляций Т-лимфоцитов с Th-17 на T-reg (Capurso N.A., 2010). Oбразование T-reg лимфоцитов, синтезирующих TGF-β, ассоциировано c привлечением из кровеносных сосудов мультипотентных мезенхимальных стромальных стволовых клеток (МСК). Известно, что МСК обладают иммуносупрессивной активностью, продуцируя TGF-β. Таким образом, изучая молекулярно-генетические параметры врожденного и адаптивного иммунитета в процессе остеоинтеграции дентальных имплантатов, изготовленных на основе сплава TiO2, мы сможем дать обоснование значимости иммунной системы как основного регуляторного звена репаративного остеогенеза (Ogata M., 2013). Предположительно, при остеоинтеграции дентального имплантата, увеличение в крови клеток CD4+CD25+Foxp3 будет указывать на наличие иммунореактивности со стороны процессов репарации костной ткани. Положительный исход операции дентальной имплантации, может быть обеспечен окончательным формированием адаптивного иммунного ответа в виде T-reg лимфоцитов (Lu L.F., 2009). Результатом развития толерантности может являться взаимодействие клеток иммунной системы с МСК, что ведет за собой активацию пролиферативной функции и обеспечение репарации поврежденных тканей, исходя из ее видоспецифичности и генетической клеточной памяти. Срыв толерантности иммунной системы, при проведении второго хирургического этапа дентальной имплантации, может быть связан с началом возникновения периимплантита, то есть формирование очага хронического воспаления, связанного с повторным индуцированием клеток иммунной системы агонистами TLR, например, липополисахаридом бактериальной стенки бактерий, персистирующих в полости рта. Определение иммунологических параметров врожденного и адаптивного иммунитета, участвующих в процессе репаративного остеогенеза, могут стать важными индивидуальными маркерами в оценке эффективности механизма остеоинтеграции дентальных имплантатов и возможности принятия решения о своевременном начале ортопедической реабилатации пациентов. Считаем обоснованным перспективу разработки и использования в качестве агонистов направленной тканевой регенерации рекомбинантных форм цитокинов, участвующих в остеоинтеграции дентальных имплантатов, с целью оптимизации клеточной терапии, инициируя тем самым физиологическую репарацию костной ткани при лечении периимплантитов.

Список литературы

1. Базикян Э.А., Лабис В.В. Прошлое и будущее в понимании механизма остеоинтеграции дентальных имплантатов // Медицина катастроф. — 2012. — № 2, С. 57-61.
2. Базикян Э.А., Лабис В.В. Иммунореактивность и остеоинтеграция дентальных имплантатов // Медицина катастроф. — 2012. — № 3, С. 29-32.
3. Лабис В.В. Новый взгляд на биоинертность дентальных имплантатов // Медицинская иммунология. — 2011. — Том 13. — № 4-5, С. 484-485.
4. Лабис В.В., Базикян Э.А., Козлов И.Г. Роль PAMPS, DAMPS и RAMPS в механизме остеоинтеграции дентальных имплантатов // Медицинский Академический Журнал. Приложение, Санкт-Петербург. — 2012. — С.391-392.
5. Хорева М.В., Ковальчук Л.В., Никонова А.С. Распознающие рецепторы врожденного иммунитета (NLR, RLR и CLR) // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. — 2011. — № 1, С.93-100.
6. Capurso N.A., et al. Development of a nanoparticulate formulation of retinoic acid that suppresses Th17 cells and upregulates regulatory Tcells // Self Nonself, USA. — 2010 Oct. — 1(4):335-340.
7. Chen L., Rahme K., Holmes J.D., et al. Non-solvolytic synthesis of aqueous soluble TiO2 nanoparticles and real-time dynamic measurements of the nanoparticle formation // Nanoscale Res Lett. Department of Chemical Engineering and Biotechnology, University of Cambridge. UK. 2012 Jun 7; 7(1):297.
8. Hirsiger S., et al. Danger signals activating the immune response after trauma // Mediators Inflamm., Switzerland. −2012. — 2012:315941.
9. Kawai T., Akira S. TLR signaling. // Cell Death Differ. −2006. — 13, 816-825.
10. Lamkanfi M. Emerging inflammasome effector mechanisms. // Nature reviews. Immunology. — 2011. — № 11. — P. 213-220.
11. Lu L.F., Rudensky A., Molecular orchestration of differentiation and function of regulatory T cells // Genes Dev., USA. −2009 Jun 1.-23(11):1270-82.
12. Malik A.F., et al. Inflammasome components Asc and caspase-1 mediate biomaterial-induced inflammation and foreign body response // Proc Natl Acad Sci U S A. — 2011 Dec 13. — 108(50):20095-100.
13. Ogata M., et al. Plasmacytoid dendritic cells have a cytokine-producing capacity to enhance ICOS ligand-mediated IL-10 production during T-cell priming // Int. Immunol., Japan. −2013 Mar. — 25(3):171-82.
14. Omar O.M., et al. The correlation between gene expression of proinflammatory markers and bone formation during osseointegration with titanium implants // Biomaterials., Sweden. −2011 Jan. — 32(2):374-86.
15. Pajarinen J., et al. Titanium particles modulate expression of Toll-like receptor proteins // J Biomed Mater Res A., Finland. — 2010 Mar 15. — 92(4):1528-37.
16. Schroder K., Tschopp J. The inflammasomes. // Cell — 2010. — № 140, P. 821-832, March 19.
17. Thurn K.T., et al. Endocytosis of Titanium Dioxide Nanoparticles in Prostate Cancer PC-3M cells // Nanomedicine, USA. — 2011 Apr. — 7(2):123-30.
18. Yazdi A.S., et al. Nanoparticles activate the NLR pyrin domain containing 3(Nlrp3) inflammasome and cause pulmonary inflammation through release of IL-1a and IL-1β / Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. — 2010.- Nov 9; 107(45):19449-54.

Список аббревиатур

1. TLR-Toll подобные рецепторы (Toll-like receptor)
2. NLR-Nod подобные рецепторы (Nod-like receptors)
3. NaMePamp-комплекс наночастиц металла — белок плазмы крови, с измененной конформацией (NanoMetal-Pathogen-associated molecular pattern)
4. PAMP-Pathogen-associated molecular pattern или «патоген ассоциированными молекулярными паттернами»
5. DAMP-Danger-assosiated molecular patterns или «молекулами сигналов опасности»
6. МСК-мультипотентные мезенхимальные стромальные стволовые клетки