Целью этого метода является описание мышиной модели лекарственно-индуцированного аутоиммунного гепатита, который развивается in vivo, и демонстрация того, как его можно использовать для исследования молекулярной, иммунологической и генетической основы этого заболевания. Долгосрочная цель наших исследований состоит в том, чтобы выявить механизмы, ответственные за развитие хронического воспаления и повреждения печени, путем изучения DIH у восприимчивых пациентов. Заболевания печени и цирроз печени являются шестой наиболее распространенной причиной смерти у взрослых в возрасте от 25 до 64 лет. Идиосинкразический DILI, иногда называемый медикаментозным аутоиммунным гепатитом (DIH), является третьей наиболее распространенной причиной острой печеночной недостаточности в Соединенных Штатах. DIH является наиболее распространенным процессом гиперсенсибилизации печени, вызванным лекарственными средствами, наблюдаемым примерно у 9-12% пациентов с аутоиммунным гепатитом1. Подавляющее большинство пациентов с ДГК составляют женщины 2,3,4. Тип DIH развивается у восприимчивых людей после введения галогенированных летучих анестетиков, таких как изофлуран, севофлуран, десфлуран или галотан. Эти анестетики ковалентно связываются с белками печени с реактивными продуктами их метаболизма, создавая таким образом новые аутоантигены, способные вызывать аллергические или аутоиммунные реакции5.
Изучение патогенных механизмов, участвующих в разработке анестетика и любой формы DIH, ранее затруднялось отсутствием животной модели, которая близко имитирует индукцию заболевания человека. Мы разработали экспериментальную мышиную модель DIH с признаками, напоминающими иммуноопосредованный DILI у пациентов. Гепатит индуцируется иммунизацией одним из двух аутоантигенов, которые были ковалентно модифицированы метаболитом трифторацетилхлорида (TFA), который образуется после окислительного метаболизма анестетика ферментом цитохромом P450 2E1 (CYP2E1)5. Одним аутоантигеном является печеночная цитозольная фракция печени S100, которая представляет собой смесь нескольких белков6, а второй аутоантиген представляет собой эпитоп CYP2E1, который распознается сыворотками у пациентов с анестетиком иммуноопосредованным DILI7. Используя мышей BALB/c, которые относительно устойчивы к экспериментальному аутоиммунному гепатиту, мы отличаем нашу модель от S100-индуцированной модели иммунизации аутоиммунного гепатита у мышей C57Bl/6J8.
Из-за его разнообразных клинических проявлений DIH трудно изучать у пациентов. Трансляционные экспериментальные модели дают возможность оценить патогенез заболевания in vivo и in vitro. В настоящее время не существует других альтернативных методов индуцирования DIH, которые полностью исследуют адаптивные или врожденные иммунные реакции in vivo или in vitro без использования животных. Более того, поскольку трифторацетилирование S-100 или эпитопа CYP2E1, по-видимому, не производит раздражающего иммуногена, и мы индуцируем DIH путем иммунизации белками, измененными TFA, эти животные не будут получать эфир, любой галогенированный анестетик, барбитурат или алкоголь до иммунизации или других процедур, учитывая, что эти агенты могут изменить параметры, которые мы изучаем. Тем не менее, мы уменьшили использование наших мышей, используя компьютерное моделирование для подтверждения предпочтений связывания нашего обнаруженного эпитопа CYP2E19 и отразили человеческий DIH, связанный с женским полом, продемонстрировав, что у самок мышей BALB / c развивается более тяжелый DIH10.
Несмотря на разнообразные проявления DIH у пациентов и проблемы в изучении клинического заболевания, посттрансляционная модификация нативных белков метаболитами реактивных лекарственных средств является признанным ключевым механизмом в патогенезе DIH, который следует за галогенированными анестетиками11. Исследователи также признают, что CYP2E1 является основным аутоантигеном в этом процессе12,13. Роль интерлейкиновых (IL)-4-повышенных CD4+Т-клеток, которые распознают посттрансляционно модифицированный CYP2E1 и другие белки печени, является признанным инициатором анестезирующего DIH путем привлечения нейтрофилов, эозинофилов и тучных клеток в печень14, и этот механизм был подтвержден во многих формах DIH15,16. Индуцированные FoxP3-экспрессирующие CD4+CD25+Т-клетки (Tregs) снижают тяжесть DIH, а относительные недостатки этих клеток в селезенке ухудшают DIH 10,7. Таким образом, большинство достижений в понимании DIH стало возможным благодаря использованию моделей мышей in vivo для оценки генетических, метаболических и иммунологических механизмов DIH как in vivo, так и in vitro.
Поскольку мы и другие исследователи раскрыли роль IL-4, нейтрофилов и эозинофилов в инициировании DIH с использованием различных моделей мышей, мы считаем, что это наблюдение подтверждает наше утверждение о том, что независимо от используемой модели DIH, гепатит и травма индуцируются IL-4. Сила нашего протокола заключается в использовании методологии in vivo, как самцов, так и самок мышей, и повторении гистологии, анализов пролиферации CD4 + Т-клеток и цитокинов. Сила нашего использования исследований in vitro заключается в том, что они уменьшают количество необходимых мышей, обеспечивая методологию для изоляции клеточных взаимодействий, которые управляют DIH. Мы рекомендуем использовать самцов и самок мышей, потому что это снижает возможность бессознательной предвзятости в интерпретации результатов и усиливает переводческий потенциал наших исследований, поскольку заболеваемость, распространенность и тяжесть DIH выше у женщин17 лет. Мы рекомендуем, чтобы мыши были получены от одного поставщика; однако, если это невозможно, получите контроль над пометом или мышей дикого типа у того же поставщика, что и генетически измененные мыши.