Использование гуманизированной мышиной модели для мониторинга экспрессии генов MUC в носовых полипах и доклинической оценки эффективности монтелукаста в снижении продукции слизи

Цели: Чтобы определить, может ли антагонист лейкотриеновых рецепторов монтелукаст подавлять экспрессию генов MUC в носовых полипах, мы разработали систему, в которой неповреждённые ткани человеческих носовых полипов успешно имплантировались мышам с выраженным иммунодефицитом, а гистопатология исходной ткани полипа сохранялась в течение длительного времени. Кроме того, были тщательно изучены гистопатологические изменения в человеческих носовых полипах, чтобы определить происхождение подслизистых желёз, формирующихся в истинных носовых полипах, выявляемых в передней трети носа.

Методы: Небольшие неповреждённые фрагменты ткани человеческих носовых полипов подкожно имплантировали мышам NOD-scid IL-2rgamma(null). Мышей с ксенотрансплантатами лечили монтелукастом или физиологическим раствором. Ксенотрансплантаты через 8–12 недель после имплантации исследовали гистологически; экспрессию генов MUC4, MUC5AC и MUC7 изучали в полипах до имплантации и в 8-недельном ксенотрансплантате. В мышей устанавливали помпы Alzet, и монтелукаст (Singulair) непрерывно вводили для оценки его влияния на гиперплазию бокаловидных клеток, продукцию слизи и увеличение размеров носовых полипов в течение 8 недель.

Результаты: Ксенотрансплантаты сохраняли жизнеспособность и функциональную активность до 3 месяцев и сохраняли гистопатологическую картину, сходную с исходной тканью, но с заметным усилением гиперплазии бокаловидных клеток и выраженным накоплением слизи в подслизистых железах. Экспрессия MUC4 и MUC5AC в ксенотрансплантате через 8 недель после имплантации была значимо выше, тогда как экспрессия MUC7 была значимо ниже, чем в полипах до имплантации. Поскольку MUC7 обнаруживается исключительно в серозных железах, полученные данные указывают, что серозные железы не выявляются в полипах передней трети носа. Гистопатологические данные подтверждают первоначальные наблюдения Tos et al., согласно которым подслизистые железы происходят из пережатия эпителия увеличивающегося полипа после воспалительных изменений. Эти подслизистые железы имеют такой же эпителий, как и поверхностный, и состоят из множества бокаловидных клеток, секретирующих муцин, окрашивающийся периодической кислотой Шиффа, внутрь просвета желез. Наблюдалось прогрессирующее увеличение объёма ксенотрансплантатов при минимальной или отсутствующей инфильтрации мышиных клеток в человеческую ткань, положительную по человеческому лейкоцитарному антигену. В среднем объём полипа увеличивался в 2 раза через 2 месяца после приживления. Монтелукаст не уменьшал рост ксенотрансплантата у мышей NOD-scid в течение 8 недель и не влиял на экспрессию генов MUC.

Выводы: Использование врождённо и адаптивно иммунодефицитных мышей NOD-scid, гомозиготных по целевым мутациям в локусе цепи IL-2 gamma, для приживления неповреждённых фрагментов человеческой ткани носовых полипов представляет собой существенный шаг вперёд в изучении хронического воспаления в течение длительного времени. В настоящем исследовании эта гуманизированная мышиная модель позволила подтвердить наше предположение о том, что гены MUC4 и MUC5AC экспрессируются на высоком уровне и их экспрессия значимо возрастает по сравнению с полипами до имплантации. Гиперэкспрессия этих двух генов MUC коррелирует как с гиперплазией бокаловидных клеток, так и с избыточной продукцией слизи, выявляемыми в ксенотрансплантатах носовых полипов. Экспрессия MUC7, преимущественно связанного с подслизистым слоем, в отличие от MUC4 и MUC5AC, главным образом экспрессируемых в эпителии, в ксенотрансплантатах носовых полипов была значимо снижена. Монтелукаст не оказывал значимого влияния на экспрессию генов MUC в ксенотрансплантатах. Помимо профиля экспрессии генов MUC, гистология ксенотрансплантатов подтверждает представление о том, что слизистые железы, характерные для истинных носовых полипов, существенно отличаются от желез слизистой оболочки латеральной стенки носа у пациентов с хроническим синуситом без носовых полипов. Слизистые железы, выявляемые в носовых полипах, по-видимому, происходят из инвагинации гиперплазированной эпителиальной слизистой оболочки, содержащей большое число бокаловидных клеток, и гистологически отличаются от серомукозных желёз, находящихся в подслизистом слое гиперплазированной средней носовой раковины. Представленные данные подтверждают, что гуманизированная мышиная модель является жизнеспособным подходом для изучения роста носовых полипов, оценки терапевтической эффективности различных препаратов при этом хроническом воспалительном заболевании и углубления понимания патогенеза болезни.