Am. J. Respir. Crit. Care Med Volume 159, Number 2, February 1999, 508-511

Пентоксифиллин ингибирует производство TNF-alpha альвеолярными макрофагами

Leila John Marques, Ling Zheng, Nikolaos Poulakis, Josune Guzman, and Ulrich Costabel
Department of Pneumology and Allergy, Ruhrlandklinik, Medical Faculty, University of Essen, Essen, Germany; and General and Experimental Pathology, Ruhr University, Bochum, Germany

Реферат

Фактор некроза опухоли (TNF-alpha) - важный провоспалительный цитокин. Недавно было показано, что пентоксифиллин (POF) подавляет синтез TNF-alpha у стимулированных липополисахаридом (LPS) моноцитов человека in vivo. Цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, одинаково ли воздействует ли POF-индуцированное ингибирование секреции TNF-alpha на моноциты периферической крови (PBM) и альвеолярные макрофаги (АМ), и способен ли POF ингибировать спонтанное производство TNF-alpha при легочном саркоидозе in vitro. У 7 пациентов без интерстициальной болезни легкого мы изучали влияние POF на LPS-стимулированные PBM в течение 24 часов. У 6 пациентов с саркоидозом мы исследовали влияние POF на увеличенное спонтанное производство TNF-alpha АМ in vitro. POF вызвал дозозависимое ингибирование LPS-стимулированного производства TNF-alpha, которое не различалось для PBM и АМ. При саркоидозе POF ингибировал спонтанное производство TNF-alpha при 0.1 nM на 91 % и при 1 nM на 98 %. Таким образом, POF ингибирует LPS-индуцированное производство TNF-alpha PBM и АМ при саркоидозе in vitro. Это может быть основанием для дальнейших клинических иссследований, чтобы оценить POF как иммунотерапевтическое средство при саркоидозе.

Введение

Фактор некроза опухоли альфа (TNF-alpha), цитокин, производимый главным образом активизированными моноцитами и макрофагами, играет ключевую роль как медиатор воспаления и клеточных иммунных реакций (1). Липополисахарид (LPS) - мощный стимул производства TNF-alpha. Однако, компоненты клеточной стенки бактерий, вирусы, грибы, паразиты и компоненты мембраны опухолевой клетки также могут стимулировать производство TNF-alpha моноцитами / макрофагами. Предлагается, что в легком TNF-alpha модулирует гранулематозные и фиброзные процессы (2).

Производство TNF-alpha мононуклеарными фагоцитами регулируется внутриклеточными уровнями циклического аденозинмонофосфата (cAMP) (3). Экзогенные аналоги cAMP, такие как простагландин E2, способные к увеличению внутриклеточного уровня cAMP, редуцируют производство TNF-alpha уменьшая экспрессию гена TNF-alpha (3, 4). Недавние исследования сообщили о способности теофиллина и пентоксифиллина (оба ингибиторы фосфодиэстеразы), ингибировать производство TNF-alpha моноцитами / макрофагами, увеличивая внутриклеточную аккумуляцию cAMP (5, 6).

POF - ксантин, который использовался для лечения сосудистых болезней начиная с 1984 г. (7). Имеется большое количество данных, что POF может быть полезен для подавления воспалительных процессов. Было показано, что POF увеличивает резистентность к сепсису и эндотоксинам у мышей, крыс и людей (9), наиболее вероятно, уменьшая уровни циркулирующего TNF (15, 16). POF способен ингибировать синтез мРНК TNF-alpha у перитонеальных макрофагов мышей на уровне транскрипции (8, 17). У человека, POF способен редуцировать производство TNF-alpha моноцитами периферической крови (PBM) (18). По сравнению с другими средствами, POF относительно недорог и имеет немного побочных эффектов. Недавнее исследование предполагает, что пациенты с прогрессирующим саркоидозом отвечают на лечение POF (19). Этот клинический эффект может быть следствием влияния POF на производство TNF-alpha альвеолярными макрофагами, которые производят большое количество TNF-alpha у пациентов с саркоидозом (20).

Поэтому, цель этой работы состояла в том, чтобы исследовать, являются ли АМ восприимчивыми к индуцированному POF подавлению LPS-стимулированного производства TNF-alpha и сравнить величину подавления для АМ и PBM. Затем мы исследовали, способен ли POF ингибировать спонтанное производство TNF-alpha АМ у пациентов с активным легочным саркоидозом in vitro.

Пациенты

В исследованиях PBM участвовали 7 пациентов (2 женщины, 5 мужчин), средний возраст 40 лет (диапазон от 26 до 55 лет). Два из них курили. У них была проведена бронхоскопия по различным показаниям (внутригрудные ненормальности на рентгенограмме легких или подозрение рекуррентного туберкулеза, который не был подтвержден). Не имелось никаких доказательств наличия интерстициальной болезни легкого. Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ) был нормален. Ни у одного пациента ранее не проводилось лечение и не было сопутствующих болезней.

В исследованих влияния POF на спонтанное производство TNF-alpha участвовали 6 пациентов с активным легочным саркоидозом (3 женщины, 3 мужчины), средний возраст 46 лет (диапазон от 31 до 64 лет). Два пациента курили. Диагноз активного саркоидоза был основан на клинических и радиологических результатах и наличии неказеозных гранулем в материалах биопсии (23). Один пациент имел стадию I и 5 имели стадию II болезни. Ни один из пациентов не получал терапию во время исследования. Информированное согласие было получено у всех пациентов.

Результаты

Влияние POF на LPS-стимулированное производство TNF-alpha PBM

Спонтанное производство TNF-alpha PBM было низким (155 ± 59 pg/ml/10⁶ клеток). LPS вызвал увеличение более чем в 10 раз производства TNF-alpha (1,914 ± 282 pg/ml/10⁶ клеток), p < 0.01. Инкубация клеток с POF показала дозозависимое ингибирование LPS-индуцированного производства TNF-alpha. При 0.1 nM POF подавление LPS-индуцированного TNF-alpha производства было 43 % (1,032 ± 230 pg/ml/10⁶ клеток); при 1 nM POF - полное ингибирование (126 ± 36 pg/ml/10⁶ клеток).

Влияние POF на LPS-стимулированное производство TNF-alpha АМ

Спонтанное производство TNF-alpha АМ было низким (204 ± 69 pg/ml/10⁶ клеткок) и подобным с PBM. LPS вызвал высоко значительное увеличение производства TNF-alpha (6,084 ± 1,843 pg/ml/10⁶ клеток), p < 0.01. Инкубация клеток с POF привела к дозозависимому ингибированию LPS-индуцированного производства TNF-alpha. При 0.1 nM POF, подавление было 53 % (2,842 ± 1,377 pg/ml/10⁶ клеток), при 1 nM POF ингибирование было почти полным 86 % (873 ± 329 pg/ml/10⁶ клеток).

Влияние POF на спонтанное производство TNF-alpha АМ при саркоидозе

Спонтанное производство TNF-alpha было 973 ± 589 pg/ml/10⁶ клеток и, таким образом, было заметно выше чем у пациентов без саркоидоза (в 5 раз). Инкубация с POF подавила это производство почти полностью при обеих концентрациях POF у каждого пациента. Производство TNF-alpha было уменьшено до 91 % спонтанного производства при 0.1 nM POF и до 98 % при 1 nM POF.

Обсуждние

В настоящем исследовании было показано, что POF- индуцированное дозозависимое ингибирование LPS-стимулированного производства TNF-alpha не различалось для PBM и АМ. Мы также продемонстрировали, что POF способен ингибировать спонтанное производство TNF-alpha АМ пациентов с саркоидозом in vitro.

Наши результаты подтверждают предыдущие отчеты, показавшие способность POF ингибировать LPS-стимулированное производство TNF-alpha (6, 18). Кроме того наше исследование показало, что АМ пациентов без интерстициальной болезни легкого, отвечают на POF подобным образом. Предыдущие данные показали, что простагландин E2 и дексаметазон подавляли LPS-индуцированное производство TNF-alpha нормальными PBM от 72 до 78 % принимая во внимание, что простагландин E2 и дексаметазон подавляли производство TNF-alpha нормальными АМ менее эффективно (от 22 до 33 %), предполагая дифференциальную восприимчивость к регулированию производства TNF-alpha (22). В отличие от дексаметазона (25), POF ингибирует LPS-индуцированный синтез TNF-alpha без воздействия на производство интерлейкина-6 (IL-6) (8, 13, 26). Наши результаты показали, что способность POF ингибировать LPS-стимулированное производство TNF-alpha нормальными PBM и АМ in vitro, имеет приблизительно одинаковую величину. Таким образом PBM и АМ одинаково восприимчивы к подавлению производства TNF-alpha с попмощью POF. Самая низкая эффективная концентрация POF в нашем в исследовании in vitro (0.1 nM) сопоставима с максимальной терапевтической концентрацией в плазме от 0.1 до 0.01 nM (27). Другие исследования, которые изучали эффект POF, использовали более высокие концентрации, чем требовались in vivo (28, 29).

Наши результаты подтверждают, что АМ пациентов с активным саркоидозом, спонтанно производят увеличенное количество TNF-alpha (20, 21, 24, 30). Это спонтанное производство TNF-alpha при активном саркоидозе, может быть почти полностью ингибировано при терапевтических концентрациях POF. Поскольку TNF-alpha - главный медиатор формирования гранулем, POF может быть мощным иммуносупрессивным средством при саркоидозе. Кроме того, имеются данные, указывающие на влияние POF на Th1 цитокины (31, 32) которые, как считаются, играют важную роль в патогенезе саркоидоза (20, 24). Недавнее исследование показало, что производство интерлейкина-12 (IL-12) стимулированными мононуклеарными клетками также может быть подавлено POF (33). IL-12 спонтанно производится АМ при саркоидозе (34) и участвует в Th1 иммунном ответе. Наряду с подавлением спонтанного производства TNF-alpha, ингибирование производства IL-12 может быть другим важным механизмом эффективности POF при саркоидозе. Выгодный клинический эффект терапии POF, наблюдаемой в недавно проведенном исследовании (19), можно, таким образом, объяснять частичным уменьшением секреции этих цитокинов АМ. Подавление производства IL-2 и интерферона альфа Th1 лимфоцитами также может быть возможным объяснением, как было предположено в недавнем исследовании in vitro PBM клеток (31). Экспрессия IL-2 рецепторов у лимфоцитов также ингибируется POF (35). Однако, детальный механизм эффективности POF при саркоидозе пока не разработан.

Таким образом, степень ингибирования LPS-индуцированного производства TNF-alpha PBM и АМ подобна, POF также способен ингибировать спонтанное производство TNF-alpha АМ при саркоидозе in vitro. Это может быть основанием для дальнейших исследований роли POF как терапевтического средства для лечения саркоидоза.