Лаборатория клеточной иммунологии

Заведующий лабораторией

Кудрявцев Игорь Владимирович,
кандидат биологических наук

e-mail: kudryavtsev.iv@iemspb.ru

Краткая история лаборатории

Лаборатория клеточной иммунологии возникла на базе лаборатории иммунорегуляции, созданной в 1991 году Ириной Соломоновной Фрейдлин. В лаборатории получило развитие изучение цитокиновой регуляторной сети. Проводилось широкое изучение различных проявлений биологической активности провоспалительных и противовоспалительных цитокинов. Исследовалось влияние различных факторов внутренней и внешней среды на интенсивность продукции цитокинов с целью изыскания путей ее регуляции. Цитокиновая регуляторная сеть исследовалась и в связи с проблемами инфекционной иммунологии. В частности, была выявлена способность иммунных комплексов, образованных бактериальным токсином, индуцировать секрецию провоспалительных цитокинов фагоцитирующими клетками. Были налажены методы культивирования эндотелиальных клеток и их кокультивирования с макрофагоподобными клетками. Использование этих модельных систем позволило исследовать влияние атерогенных липопротеинов на продукцию цитокинов в условиях, приближенных к условиям атеросклеротической бляшки. Была разработана экспериментальная модель для изучения про- и анти-ангиогенных эффектов с использованием перевиваемой линии человеческих эндотелиальных клеток. Проведенные исследования цитокинового контроля процессов пролиферации, функциональной активности и взаимодействия с мононуклеарными фагоцитами эндотелиальных клеток перевиваемой линии позволили сделать заключение, что провоспалительные и противовоспалительные цитокины вызывают существенные изменения поверхностного фенотипа эндотелиальных клеток, их адгезионных свойств и секреторной активности. К числу важнейших научных достижений коллектива лаборатории относится уточнение механизмов взаимодействия эндотелиальных клеток с моноцитами крови в процессе их мобилизации в очаг воспаления или инфекции. В совместных с клиницистами исследованиях были предложены патогенетически обоснованные подходы к выбору иммунологических тестов и к трактовке полученных результатов исследований. Были разработаны новые методы, позволяющие оценить функциональную активность моноцитов крови у больных с различной патологией, показана высокая информативность оценки цитокинового статуса. И.С. Фрейдлин руководила лабораторией до 2014 года, после чего руководить лабораторией стала Е.П. Киселева. С 2020 г. лабораторию возглавляет И.В. Кудрявцев.

Основные направления исследований

Основное направление — изучение роли ростовых (KGF, HGF, VEGF, семафорин 3А) и метаболических (микроэлементы — Fe и Zn, аминокилоты — аргинин) факторов в функционировании клеток тимуса в норме и при патологии. Используются две основные экспериментальные модели: рост перевиваемых опухолей и инфекционная патология — заражение мышей пиогенными стрептококками. Второе направление – изучение влияния аргининдеиминазы стрептококков на функции мононуклеарных и эндотелиальных клеток человека.

Основные научные результаты за последние 5 лет

Была изучена роль ряда ростовых факторов в тимусе в норме и при опухолевом росте. Разработана оригинальная модель для изучения отдельных этапов взаимодействия тимоцитов и клеток эпителия тимуса с использованием клеточных линий эпителия тимуса мыши. Получены данные о стимулирующем действии HGF и KGF, и подавляющем действии их антагониста семафорина 3А в отношении пролиферации клеток тимуса, их адгезии и синтеза цитокинов, что имеет важное значение для разработки стратегий по восстановлению вилочковой железы после акцидентальной инволюции. Получены новые приоритетные данные о механизме действия семафорина 3А в тимусе мышей, позволяющие расширить концепцию об ингибирующей роли этого фактора не только на периферии, но и на уровне центрального органа иммуногенеза.

Впервые была выделена и охарактеризована аргининдеиминаза S. pyogenes — фермент, создающий в организме дефицит условно заменимой аминокислоты аргинина. В совместной работе, проводимой с отделами биохимической генетики и молекулярной микробиологии впервые доказана роль стрептококковой аргининдеиминазы как фактора патогенности стрептококковой инфекции. Показано, что действие этого фермента приводит к снижению уровня аргинина в крови у мышей при стрептококковой инфекции и способствует диссеминации патогена. Заражение животных штаммом, содержащим аргининдеиминазу, вызывало более выраженную атрофию тимуса и подавление бактерицидной активности макрофагов по сравнению со штаммом без фермента. Аргининдеиминаза оказывала анти-ангиогенное действие в отношении клеток эндотелия in vitro. Результаты данного исследования раскрывают новые патогенетические механизмы развития стрептококковой инфекции и демонстрируют важную роль аргинина в регуляции развития воспаления и иммунного ответа.

Получен новый рекомбинантный штамм S. pyogenes М39 emm– с инактивированным геном М-белка. Этот штамм обладает низкой вирулентностью и высоким противоопухолевым эффектом, что было показано на двух перевиваемых опухолях у мышей. При введении животным штамма emm– был отмечен выраженный терапевтический эффект, который заключался в достоверной задержке опухолевого роста и повышении показателей выживаемости. Модифицированный штамм оказывал не только более выраженное прямое цитотоксическое действие в отношении клеток опухоли in vitro по сравнению с исходным штаммом, но и вызывал ряд иммуномодулирующих эффектов в отношении макрофагов. Свойства нового штамма делают его перспективным кандидатом для дальнейшего изучения и использования в качестве онколитического средства.

Сотрудники лаборатории

Фрейдлин Ирина Соломоновна

главный научный сотрудник, профессор, заслуженный деятель науки, член-корр. РАН, докт. мед. наук

Сфера научных интересов: Инфекционная иммунология, факторы врожденного иммунитета, фагоцитирующие клетки, клетки эндотелия

Киселева Екатерина Прохоровна

Ведущий научный сотрудник, д.м.н.

Сфера научных интересов:

Исаков Дмитрий Валерьевич

старший научный сотрудник, канд. мед. наук

Сфера научных интересов: Мукозальный иммунитет

Старикова Элеонора Александровна

старший научный сотрудник, канд. биол. наук

Сфера научных интересов: Иммунометаболизм аргинина. Взаимодействие лейкоцитов и эндотелиальных клеток. Ангиогенез

Лебедева Александра Михайловна

Сфера научных интересов: Влияние стрептококковой аргининдеиминазы на функциональную активность моноцитов человеческой крови.