Reakcija Toll-like receptora na infekciju virusom hepatitisa B i potencijal TLR agonista kao imunomodulatora za liječenje kroničnog hepatitisa B: pregled 1. dio

Sažetak:

Kronična infekcija virusom hepatitisa B (HBV) ostaje veliki globalni zdravstveni problem. Imunopatologija bolesti, posebno međuodnos između HBV-a i urođenog imuniteta domaćina, slabo je poznata. Štoviše, nedosljedna literatura o HBV-u i urođenom imunitetu domaćina dovela je do kontroverzi. Međutim, nedavno je došlo do povećanja broja studija koje su istaknule vezu između urođenih imunoloških odgovora, uključujući Toll-like receptore (TLR), i kronične HBV infekcije.

TLR su ključne senzorne molekule koje otkrivaju molekularne obrasce povezane s patogenom i reguliraju indukciju pro- i protuupalnih citokina, čime se oblikuje adaptivni imunitet. Prijavljena je supresija TLR odgovora u bolesnika s kroničnim hepatitisom B (CHB), kao i u drugim modelima, uključujući rovke, što ukazuje na povezanost TLR odgovora s kroničnim HBV-om. Dodatno, objavljeno je da agonisti TLR poboljšavaju urođeni imunološki odgovor domaćina protiv HBV infekcije, naglašavajući potencijal ovih agonista kao imunomodulatora za poboljšanje liječenja CHB. U ovoj studiji raspravljamo o trenutačnom razumijevanju urođenih imunoloških odgovora domaćina tijekom HBV infekcije, posebno se fokusirajući na TLR odgovor i TLR agoniste kao imunomodulatore.

Kronična infekcija virusom hepatitisa B (HBV) može utjecati na imunološki sustav. HBV infekcija potiskuje odgovor imunološkog sustava na virus, što dovodi do kronične infekcije.

U bolesnika s kroničnim hepatitisom B, imunitet je potisnut. To je zbog napada virusa na imunološke stanice i upalnog odgovora uzrokovanog infekcijom. Imunološki sustav pacijenta možda neće moći učinkovito odgovoriti na virus, zbog čega virus ostaje u tijelu.

Što se tiče liječenja, modifikatori imuniteta mogu ojačati imunitet pacijenata i pomoći im da se očiste od virusa. Međutim, ti lijekovi također mogu uzrokovati preaktivan imunološki sustav, što može dovesti do autoimunih bolesti.

Zaključno, postoji složen međuodnos između kronične HBV infekcije i imuniteta. Terapeutske strategije za usporavanje replikacije virusa i jačanje imuniteta trebaju se kombinirati s individualiziranim liječenjem kako bi se postigao najbolji terapijski učinak. S ove točke gledišta, moramo poboljšati svoj imunitet. Cistanche djeluje na značajno poboljšanje imuniteta. Mesni pepeo sadrži različite biološki aktivne komponente, kao što su polisaharidi, dvije gljive, Huang Li itd. Ovi sastojci mogu stimulirati meso. Razne vrste stanica imunološkog sustava povećavaju svoju imunološku aktivnost.

Click cistanche tubulosa prednosti

Ključne riječi:

virus hepatitisa B; kronični; infekcija; toll-like receptor; TLR agonisti.

1. Uvod

Infekcija virusom hepatitisa B (HBV), koja uzrokuje kronični hepatitis, cirozu jetre i hepatocelularni karcinom (HCC), ostaje veliki globalni zdravstveni problem unatoč dostupnosti učinkovitog preventivnog cjepiva za HBV [1,2]. Prema nedavnoj procjeni, 296 milijuna ljudi bilo je pogođeno kroničnom HBV infekcijom u 2019., s 1,5 milijuna novih infekcija godišnje [3]. Trenutno liječenje uključuje primjenu pegiliranog interferona alfa (Peg-IFN-) i analoga jezgre (t)ida (NA), uključujući tri nukleozidna analoga (lamivudin, entekavir i telbivudin) i tri nukleotidna analoga (adefovir, tenofovir disoproksil i tenofovir alafenamid). Međutim, ti lijekovi mogu samo suzbiti replikaciju HBV-a; ne mogu eliminirati HBV infekciju, uglavnom zbog perzistentne prirode kovalentno zatvorene kružne DNA (cccDNA) i/ili integrirane HBV DNA u hepatocitima [4].

HBV je virus kružne DNA (cDNA) s ovojnicom i djelomično dvolančanom [5]. HBV pripada obitelji Hepadnaviridae, koja sadrži genom od približno 3,2 kb s četiri preklapajuća otvorena okvira čitanja, koji kodiraju sedam proteina, uključujući polimerazu, jezgru, predjezgru, tri ovojnice/površinska proteina (veliki, srednji i mali) i X protein [6-8]. Proteini ovojnice i jezgre su strukturni proteini, dok su X i polimeraza nestrukturni proteini [8]. Natrijev taurokolat ko-transportni polipeptid (NTCP) dokazan je kao ulazni receptor za HBV [9], a interakcija je specifična za domaćina [10]. Između virusa i imunološkog sustava domaćina događa se složen niz događaja koji određuju ishod infekcije [11].

Slično tome, ishod infekcije HBV-om uvelike ovisi o interakcijama virus-domaćin, pri čemu je u 95 posto imunokompetentnih odraslih osoba infekcija uklonjena, ali u više od 90 posto zaražene novorođenčadi to ne uspijeva i razvija se kronična infekcija [12,13]. ]. Kronična HBV infekcija otkriva se kontinuiranom ekspresijom površinskog antigena hepatitisa B (HBsAg) najmanje 6 mjeseci nakon početne infekcije. Postoje nedosljedni podaci o interakcijama HBV-domaćin, posebice urođenim imunološkim odgovorima. Na primjer, nedostatak urođenog imunološkog odgovora, uključujući indukciju interferona (IFN-a) i gena stimuliranih IFN-om (ISG-a), kod akutnih čimpanza zaraženih HBV-om [14] modela HBV infekcije šumskim pasuljem [15] i pacijenata s HBV infekcijom [ 16] ističe HBV kao skriveni virus. Nedavna studija pokazala je da HBV ostaje nevidljiv za receptore za prepoznavanje uzoraka (PRR) [17], što bi moglo biti posljedica sposobnosti HBV proteina da inhibiraju ili izbjegnu urođeni imunološki sustav domaćina [18-22]. Značajno je da smo u našoj prethodnoj studiji primijetili značajnu supresiju interferonskog regulatornog faktora 7 (IRF-7) i ISG15, kao ni povećanje proizvodnje IFN-a na 1- ili 3-dana nakon infekcije u modelu rovke [23], što je ukazivalo na inhibiciju urođenog imunološkog odgovora u ranoj fazi infekcije u ovom modelu.

Međutim, obično je teško identificirati točnu vremensku točku početne infekcije domaćina, što otežava karakterizaciju ranih faza HBV infekcije. Štoviše, razlike u urođenom imunološkom odgovoru, koje mogu biti posljedica razlika u HBV genotipu, stanju infekcije ili genetici domaćina, ostaju uglavnom nedefinirane. Ipak, brojne nedavne studije ukazale su na očitavanje HBV-a PRR-ima, uključujući Toll-like receptore (TLR) [24,25]. Urođeni imunološki odgovor ima važnu ulogu kao prva linija imunološke obrane protiv mnogih virusnih infekcija [26]. TLR-ovi, receptori slični genu I (RIG-I) inducibilnom retinoičnom kiselinom (RLR-ovi), receptori slični oligomerizacijskoj domeni koja veže nukleotide (NOD) (NLR-ovi) i lektinski receptori C-tipa igraju ključnu ulogu u otkrivanju invazivnih patogena , uključujući viruse, i pokretanje urođenog imunološkog odgovora. To dovodi do sinteze IFN-a i citokina kroz nekoliko različitih signalnih putova, čime se ograničava infekcija i promiču adaptivni imunološki odgovori [27,28].

Iako je uloga adaptivne imunosti u kontroli HBV infekcije dobro dokumentirana, ulogu urođene imunosti u tom smislu tek treba uvelike istražiti [18]. Štoviše, mehanizmi koji stoje iza HBV-specifičnih imunoloških odgovora [29] tek treba istražiti, što bi moglo otvoriti put za razvoj novih strategija za liječenje kronične HBV infekcije. TLR su evolucijski očuvane ključne molekule urođene imunosti, koje su uključene u rano otkrivanje invazivnih mikroorganizama osjetivši molekularne obrasce povezane s patogenom (PAMP) [30-32]. TLR su transmembranski proteini tipa I koji sadrže tri domene: izvanstaničnu ponovljenu domenu bogatu leucinom koja prepoznaje specifične PAMP-ove, jednu transmembransku domenu i intracelularnu domenu Toll-interleukina 1 receptora potrebnu za nizvodnu transdukciju signala [33,34]. TLR signalizacija uključena je u regulaciju i pro- i protuupalnih citokina i povezuje rani urođeni i adaptivni imunitet [35]. Nekoliko je studija ukazalo na povezanost signalizacije posredovane TLR-om s antivirusnim mehanizmima i supresijom replikacije HBV-a [36,37], kao i supresijom odgovora TLR-a s perzistencijom HBV-a [38].

Stoga, aktivacija urođenog imunološkog odgovora pomoću TLR agonista može igrati značajnu ulogu u moduliranju ishoda kronične HBV infekcije. Štoviše, TLR su važne pokretačke molekule u aktiviranju treniranog imuniteta i mogu se koristiti kao adjuvansi cjepiva [39-42]. U prethodnoj studiji prijavljen je fenomen treniranog imuniteta u novorođenčadi majki zaraženih HBV-om [43]. Stoga bi se uporaba agonista TLR-a kao HBV-specifičnih terapeutika/cjepiva mogla istražiti kako bi se poboljšao imunološki odgovor protiv kroničnih infekcija. U ovoj smo studiji raspravljali o našem trenutnom razumijevanju interakcija HBV-domaćin usredotočujući se na interakcije TLR-HBV tijekom kroničnih infekcija u ljudskim i životinjskim modelima. Osim toga, također smo se pozabavili imunomodulacijskim potencijalom TLR agonista za poboljšanje urođenog imunološkog odgovora domaćina tijekom kronične HBV infekcije.

2. TLR odgovor na HBV infekciju

Iako se urođeni imunološki odgovor tijekom rane faze HBV infekcije smatra zanemarivim, sve veći broj studija pokazuje da HBV infekcija modulira urođene imunološke odgovore, uključujući TLR odgovor [38]. HBV ima ograničen raspon domaćina, prirodno inficira ljude i čimpanze, a donekle i rovke [44-46], što također ograničava istraživanje ranog imunološkog odgovora infekcije HBV-om. U prethodnoj studiji, Isogawa i sur. izvijestili su o indukciji IFN-/ u jetri HBV transgenih miševa unutar 24 sata od jedne intravenske injekcije agonista TLR3, 4, 5, 7 i 9, koji su inhibirali replikaciju HBV [37], što ukazuje na ulogu anti-HBV ovi TLR-ovi. TLR-posredovana kontrola replikacije HBV-a korištenjem TLR agonista također je dokazana u neparenhimskim jetrenim stanicama miševa [47].

Izrazito niska ekspresija TLR transkripata, uključujući TLR1, 2, 4 i 6, primijećena je u mononuklearnim stanicama periferne krvi (PBMC) dobivenim od bolesnika s kroničnim hepatitisom B (CHB). Stanice su također pokazale oslabljen odgovor citokina nakon stimulacije agonistima TLR2 i TLR4, koji je bio u korelaciji s razinom HBsAg u plazmi pacijenata [48], što ukazuje na moguću interakciju između HBsAg i TLR signalizacije. Druga je studija pokazala da je nakon stimulacije ligandima za TLR2, TLR3 i TLR9 na PBMC dobivenim od djece s kroničnom HBV infekcijom, došlo do povećanja proizvodnje IL-6, CCL3 i CXCL10 [49], što ukazuje na indukcija TLR-posredovanog upalnog odgovora.

Međutim, nakon stimulacije s ligandima za TLR2, TLR3 i TLR4, PBMCs djece s CHB-om pokazale su značajno nižu proizvodnju IFN-a nego one zdrave djece [49], što ukazuje na potisnuti IFN odgovor. Značajno smanjena ekspresija TLR signalnih molekula, uključujući IRAK4, TRAF3 i IRF7, pronađena je u PBMC pacijenata s CHB-om, u usporedbi s onom kod zdravih kontrolnih osoba [50], što ukazuje na oslabljen imunološki odgovor kod kronične HBV infekcije. Utvrđeno je da genetske varijacije u genu TLR3 utječu na ishod HBV infekcije [51,52], naglašavajući uključenost TLR3. Smanjena ekspresija i TLR7 mRNA i proteina primijećena je u PBMC dobivenim od pacijenata s CHB, u usporedbi sa zdravim kontrolama; međutim, smanjena ekspresija TLR9 mRNA, ali povećana razina proteina TLR9 primijećena je u bolesnika s CHB, što je u korelaciji s njihovom serumskom HBV DNK, što ukazuje na moguću vezu između ekspresije proteina TLR9 i replikacije HBV [53]. U drugoj studiji, utvrđeno je da je ekspresija i TLR9 mRNA i proteina smanjena u PBMC-ima pacijenata s CHB [54], naglašavajući povezanost TLR9 s HBV infekcijom.

Prethodno istraživanje izvijestilo je o smanjenoj proizvodnji IFN-a od strane pDC-ova kod pacijenata s CHB, što je bio odgovor na loksoribin, ligand za TLR7, i CpG ODN, ligand za TLR9 [55]. Štoviše, nekoliko je studija izvijestilo o obrnutoj korelaciji između broja pDC-a i ekspresije TLR9 u pDC-ima s HBV opterećenjem u serumu [55,56], što ukazuje na antivirusnu ulogu TLR9 u HBV infekciji. Prethodno istraživanje izvijestilo je o supresiji TLR9-inducirane proizvodnje IFN-a pomoću plazmocitoidnih DC dobivenih od HBeAg-pozitivnih pacijenata s CHB [57]. Osim toga, nedavna studija ukazala je na prediktivnu vrijednost pDC-a i TLR9 u HBeAg-pozitivnih pacijenata s CHB-om; nakon tretmana IFN-om, pDC-posredovana ekspresija antigena krvnih dendritičnih stanica 2 (BDCA-2) i ekspresija transkripta 7 sličnog imunoglobulinu (ILT7) i TLR9 mRNA bili su značajno povećani u skupini s odgovorom u usporedbi s onom u skupina onih koji ne odgovaraju [58].

Slično kao i kod bolesnika s CHB-om, transkriptomska analiza modela CHB-a šuka također je otkrila ograničen intrahepatalni tip I IFN odgovor [59]. U modelu kroničnog hepatitisa šumskog čuka, zabilježen je supresivni trend ekspresije TLR u hepatocitima, u usporedbi s onom u zdravih životinja, što ukazuje na oštećenje urođenog imunološkog odgovora kod kronične infekcije [60]. Međutim, nedavna studija ukazala je na ulogu TLR2 u razrješenju HBV infekcije u modelu hepatitisa šumskog patrona [61]. U našoj prethodnoj studiji, pronašli smo značajnu supresiju IFN-odgovora 31 tjedan nakon infekcije u modelu rovke [62], što je moglo pridonijeti kroničnosti.

Štoviše, TLR3 nije bio induciran, a TLR9 je bio potisnut [62]. Značajno je da je prethodna studija također izvijestila o smanjenoj ekspresiji TLR9 u perifernim CD14 plus monocitima prikupljenim od pacijenata s CHB [63]. Iako mehanizam ostaje nepoznat, prethodna studija je izvijestila da su osobe koje su odgovorile na pegilirani IFN i one pod ETV terapijom pokazale obnovu ekspresije TLR9, što ukazuje na ulogu TLR9 u inhibiciji HBV [63]. Slično tome, ranija je studija pokazala smanjenje ekspresije TLR3 u PBMC i jetrenim stanicama pacijenata s CHB u usporedbi sa zdravim kontrolama, što je obnovljeno terapijom IFN-om, što ukazuje na ulogu TLR3 u inhibiciji HBV [64]. TLR2 i 4 mogu inhibirati replikaciju HBV-a na način neovisan o IFN-u aktiviranjem putova MAPK i PI-3 K/Akt u hepatocitima [36]. Značajno je da je nedavna studija pokazala očitavanje HBV-a i indukciju anti-HBV imunološkog odgovora putem TLR2 signalizacije nakon infekcije u primarnim ljudskim hepatocitima (PHH) [25], verificiranom in vitro modelu HBV infekcije [65]. Potisnuta ekspresija TLR2 opažena je u kroničnim HBV infekcijama [66,67], sa značajno smanjenom ekspresijom proizvodnje TNF-a i IL-6 [66].

Osim toga, nedavna studija pokazala je povezanost TLR2 u regulaciji odgovora stanica T pomoćnika 17 (Th17) kod HBV infekcije [68]. Koristeći HBV mišji model, druge nedavne studije pokazale su ulogu TLR signalizacije u pojačavanju HBV-specifičnih odgovora CD8 plus T-stanica, koje kontroliraju infekciju [25,69]. Druga studija je izvijestila o smanjenoj ekspresiji TLR7 u stanicama HepG2.2.15 koje repliciraju HBV i uzorcima biopsije jetre pacijenata s CHB; uočen je obrnuti odnos između opterećenja HBV DNA i ekspresije TLR7 u uzorcima biopsije [70], naglašavajući antivirusnu ulogu TLR7 u HBV infekciji, što je dodatno potvrđeno supresijom replikacije HBV u HepG2.2.15 stanicama agonistom TLR7, R837 [ 70]. Kod HBV-transgenih miševa pokazalo se da zasićene masne kiseline (SFA), potencijalni ligandi za TLR4, ubrzavaju signaliziranje TLR4, što je inhibiralo replikaciju HBV u CHB infekciji s nealkoholnom masnom bolešću jetre [71], što ukazuje na antivirusnu ulogu TLR4 protiv HBV infekcija. Uloga urođenog imunološkog odgovora u inhibiciji replikacije HBV-a također je prikazana na HBV hidrodinamičkom mišjem modelu, gdje je intraperitonealna inokulacija STING agonista, 5,6-dimetilksanteno-4-octene kiseline (DMXAA), inducirala IFN-ovi tipa I koji su smanjili intermedijere replikacije HBV DNA u jetri miša [72].

U mišjim hepatocitima koji podržavaju replikaciju HBV-a, aktivacija STING-a s cGAMP-om ili STING-agonistom značajno je smanjila virusnu DNA na način ovisan o STING-u i Janus kinazi-1- [73]. Sve u svemu, ovi nalazi sugeriraju da urođeni imunitet igra značajnu ulogu u inhibiciji replikacije HBV-a; međutim, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se istražili mehanizmi. Interakcija TLR-a u različitim modelima HBV infekcije prikazana je na slici 1 (Slika 1A–F), što sugerira ključnu ulogu TLR odgovora u inhibiciji HBV infekcije. U tom smislu, također smo pokazali povezanost TLR-a s drugim molekulama, uključujući IRAK4, TRAF3 i IRF7 u indukciji IL-6, CCL3 i CXCL10 [36,49,74] (Slika 1G). Stoga je ispravno razumijevanje TLR odgovora kod HBV infekcije ključno za uspješne terapijske ili preventivne intervencije. Također, potencijal agonista TLR-a, posebno agonista za TLR7, 8 i 9 koji se ispituju u nekoliko kliničkih ispitivanja, a koji se čine obećavajućim kao imunomodulatori za poboljšanje imunološkog odgovora domaćina [74], bit će raspravljeno u kasnijem dijelu studije.

Slika 1. Pregled TLR odgovora u različitim modelima HBV infekcije. (A) Supresija TLR-a i njegovih adapterskih komponenti u bolesnika s kroničnom HBV infekcijom. (B) Obnova i anti-HBV odgovor TLR-a u pacijenata s kroničnom HBV infekcijom nakon Peg-IFN ili ETV terapije. (C) Indukcija TLR odgovora korištenjem TLR agonista i inhibicija HBV replikacije u HBV-transgenih miševa. (D) Inhibicija HBV pomoću TLR2 i signalnih komponenti nizvodno u HBV-inficiranim primarnim ljudskim hepatocitima (PHH). (E) Anti-HBV odgovor TLR2 i TLR3 nakon upotrebe agonista TLR1/2 i TLR3 u HBV-inficiranom PHH. (F) Supresija ekspresije TLR9 i nizvodnog citokina tijekom kronične HBV infekcije u modelu rovke. (G) Crtani film koji prikazuje odnos TLR-a s drugim signalnim molekulama, uključujući IRAK4, TRAF3 i IRF7 u indukciji IL-6, TNF-, CCL3 i CXCL10. Nakon aktivacije TLR-a odgovarajućim TLR ligandima, adapterske molekule Slika 1.

Pregled TLR odgovora u različitim modelima HBV infekcije. (A) Supresija TLR-a i njegovih adapterskih komponenti u bolesnika s kroničnom HBV infekcijom. (B) Obnova i anti-HBV odgovor TLR-a u pacijenata s kroničnom HBV infekcijom nakon Peg-IFN ili ETV terapije. (C) Indukcija TLR odgovora korištenjem TLR agonista i inhibicija HBV replikacije u HBV-transgenih miševa. (D) Inhibicija HBV pomoću TLR2 i signalnih komponenti nizvodno u HBV-inficiranim primarnim ljudskim hepatocitima (PHH). (E) Anti-HBV odgovor TLR2 i TLR3 nakon upotrebe agonista TLR1/2 i TLR3 u HBV-inficiranom PHH. (F) Supresija ekspresije TLR9 i nizvodnog citokina tijekom kronične HBV infekcije u modelu rovke. (G) Crtani film koji prikazuje odnos TLR-a s drugim signalnim molekulama, uključujući IRAK4, TRAF3 i IRF7 u indukciji IL-6, TNF-, CCL3 i CXCL10. Nakon aktivacije TLR-a odgovarajućim TLR ligandima, regrutiraju se adaptorske molekule, a kroz nizvodne signalne putove aktiviraju se i proizvode proupalni citokini, kemokini, IFN-ovi i ISG-ovi.

For more information:1950477648nn@gmail.com