Иммунотоксикология - Immunotoxicology

Иммунотоксикология (иногда сокращенно ITOX) - исследование токсичность посторонних веществ, называемых ксенобиотики и их влияние на иммунную систему.[1] Некоторые токсичные агенты, которые, как известно, изменяют иммунную систему, включают: промышленные химикаты, тяжелые металлы, агрохимикаты, фармацевтические препараты, лекарства, ультрафиолетовое излучение, загрязнители воздуха и некоторые биологические материалы.[2][1] [3]Было показано, что действие этих иммунотоксичных веществ изменяет как врожденный и адаптивный части иммунной системы. Последствия ксенобиотиков поражают первоначально контактировавший орган (часто легкие или кожу).[4] Вот некоторые часто встречающиеся проблемы, возникающие в результате контакта с иммунотоксичными веществами: иммуносупрессия, гиперчувствительность и аутоиммунитет.[1]Токсин-индуцированный иммунная дисфункция может также увеличить восприимчивость к рак.[2]

Изучение иммунотоксикологии началось в 1970-х годах.[3] Однако идея о том, что некоторые вещества оказывают негативное влияние на иммунную систему, не была новой концепцией, поскольку люди наблюдали изменения иммунной системы в результате контактных токсинов еще в Древнем Египте.[3] Иммунотоксикология приобретает все большее значение при рассмотрении безопасности и эффективности коммерчески продаваемых продуктов. В последние годы были разработаны руководящие принципы и законы, направленные на регулирование и минимизацию использования иммунотоксичных веществ при производстве сельскохозяйственных продуктов, лекарств и потребительских товаров.[3] Одним из примеров этих правил являются руководящие принципы FDA, согласно которым все препараты должны проверяться на токсичность, чтобы избежать негативного взаимодействия с иммунной системой, а также требуются углубленные исследования всякий раз, когда лекарство проявляет признаки воздействия на иммунную систему.[1] Ученые используют оба in vivo и in vitro методы определения иммунотоксического действия вещества.[5]

Иммунотоксические агенты могут повредить иммунную систему, разрушая иммунные клетки и изменяя сигнальные пути.[5] Это имеет далеко идущие последствия как для врожденной, так и для адаптивной иммунной системы.[1] Изменения в адаптивной иммунной системе можно наблюдать путем измерения уровней выработки цитокинов, модификации поверхностных маркеров, активации и дифференцировки клеток.[4] Также наблюдаются изменения в активности макрофагов и моноцитов, указывающие на изменения во врожденной иммунной системе.[5]

Иммуносупрессия

Некоторые распространенные агенты, которые, как было показано, вызывают подавление иммунитета: кортикостероиды, радиация, тяжелые металлы, галогенированные ароматические углеводороды, лекарства, загрязнители воздуха и иммунодепрессанты.[4][3] Эти химические вещества могут приводить к мутациям, обнаруживаемым в регуляторных генах иммунной системы, которые изменяют количество продуцируемых критических цитокинов и могут вызывать недостаточный иммунный ответ при обнаружении антигенов.[4]Известно также, что эти агенты убивают или повреждают иммунные клетки и клетки в костном мозге, что затрудняет распознавание антигенов и вызывает новые иммунные ответы. Это можно измерить уменьшением IgM и IgG уровни антител, которые подавляют иммунитет.[1] Регуляторные Т-клетки, которые имеют решающее значение для поддержания правильного уровня ответа в иммунной системе, также, по-видимому, изменяются некоторыми агентами.[5] В присутствии определенных иммунотоксичных веществ также наблюдались повреждения гранулоцитов врожденной иммунной системы, вызывающие редкое заболевание. агранулоцитоз.[5] Эффективность вакцины также может снизиться, если иммунная система подавлена ​​иммунотоксическими веществами.[5] Анализы активации Т-лимфоцитов in vitro были полезны при определении того, какие вещества обладают иммуносупрессивными свойствами.[4]

Гиперчувствительность

Гиперчувствительные или аллергические реакции, такие как астма, обычно связаны с иммунотоксическими агентами, и число людей, проявляющих эти симптомы, увеличивается в промышленно развитых странах, отчасти из-за увеличения количества иммунотоксических агентов.[1][5] Наноматериалы обычно всасываются через кожу или вдыхаются и, как известно, вызывают гиперчувствительные реакции за счет привлечения иммунных клеток.[6] Эти наноматериалы часто встречаются, когда человек контактирует с химическими веществами на работе, в быту или в окружающей среде.[1] К агентам, вызывающим гиперчувствительность, относятся ядовитый плющ, ароматизаторы, косметика, металлы, консерванты и пестициды.[1] Эти маленькие молекулы действуют как гаптены и связываются с более крупными молекулами, чтобы вызвать иммунный ответ.[6] Аллергический ответ индуцируется, когда Т-лимфоциты распознают эти гаптены и привлекают профессиональные антигенпрезентирующие клетки.[4] IgE антитела важны при рассмотрении реакций гиперчувствительности, но не могут быть использованы для окончательного определения эффектов иммунотоксических агентов.[1] Из-за этого, in vivo тестирование - наиболее эффективный способ определения потенциальной токсичности наноматериалов и других агентов, которые, как считается, вызывают гиперчувствительность.[6]

Аутоиммунитет

Иммунотоксические агенты могут увеличить вероятность атак иммунной системы на собственные молекулы.[1] Хотя аутоиммунитет чаще всего возникает в результате генетических факторов, иммунотоксические агенты, такие как асбест, сульфадиазин, диоксид кремния, парафин и силикон, также могут увеличивать вероятность аутоиммунной атаки.[1][5] Эти агенты известны тем, что вызывают нарушения в тщательно регулируемой иммунной системе и увеличивают развитие аутоиммунитета.[4] Изменения в циркулирующих регуляторных и отвечающих Т-клетках являются хорошими индикаторами аутоиммунного ответа, вызванного иммунотоксическим агентом.[3] Эффекты аутоиммунитета были изучены в основном с помощью исследований на животных моделях. В настоящее время не существует скрининга для определения того, как агенты влияют на аутоиммунитет человека, из-за этого большая часть текущих знаний об аутоиммунности в ответ на иммунотоксические агенты основана на наблюдениях за людьми, которые подвергались воздействию предполагаемых иммунотоксических агентов.[1][3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Руни, A.A .; Luebke, R.W .; Selgrade, M.K .; Гермолец, Д. (2012). «Иммунотоксикология и ее применение в оценке рисков». В Лучшем А. (ред.). Молекулярная, клиническая и экологическая токсикология: Том 3: Экологическая токсикология. Experientia Supplementum. 101. Спрингер, Базель. С. 251–287. Дои:10.1007/978-3-7643-8340-4_9. ISBN  978-3-7643-8340-4. PMID  22945572.CS1 maint: дата и год (связь)
  2. ^ а б Справочник Хашека и Руссо по токсикологической патологии (3-е изд.). Эльзевир. 2013. С. 1795–1862.
  3. ^ а б c d е ж грамм Блеск, Майкл I. (2014). «Историческая перспектива иммунотоксикологии». Журнал иммунотоксикологии. 11 (3): 197–202. Дои:10.3109 / 1547691x.2013.837121. ISSN  1547-691X. PMID  24083808.
  4. ^ а б c d е ж грамм Гальбьяти, Валентина; Митянс, Монтсеррат; Корсини, Эмануэла (24 августа 2010 г.). «Настоящее и будущее иммунотоксикологии in vitro в разработке лекарств». Журнал иммунотоксикологии. 7 (4): 255–267. Дои:10.3109 / 1547691x.2010.509848. ISSN  1547-691X. PMID  20735150.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Хартунг, Томас; Корсини, Эмануэла (2013). «Пища для размышлений ... Иммунотоксикология: вызовы 21 века и возможности in vitro». ALTEX. 30 (4): 411–426. Дои:10.14573 / altex.2013.4.411. ISSN  1868–596X. PMID  24173166.
  6. ^ а б c Дунзинская, Мария; Тулинска, Яна; Эль-Ямани, Науале; Курикова, Мирослава; Лискова, Аурелия; Роллерова, Ева; Рунден-Пран, Элиза; Смолкова, Божена (2017). Роллерова (ред.). «Иммунотоксичность, генотоксичность и эпигенетическая токсичность наноматериалов: новые стратегии тестирования токсичности?». Пищевая и химическая токсикология. 109: 797–811. Дои:10.1016 / j.fct.2017.08.030. PMID  28847762.