Введение

Ингибитор C1 (C1 inh, ингибитор C1 эстеразы) – белок, обнаруженный у человека, относящийся к суперсемейству серпинов и являющийся ингибитором протеаз. Его основная функция – ингибирование системы комплемента для предотвращения спонтанной активации, а также регуляция контактной системы. Ингибитор C1 – белок острой фазы, циркулирующий в крови на уровне около 0,25 г/л. Его концентрация возрастает примерно в два раза во время воспаления. Ингибитор C1 необратимо связывается и инактивирует протеазы C1r и C1s в C1 комплексе классического пути активации комплемента. Также инактивируются протеазы MASP 1 и MASP 2 в комплексах MBL лектинного пути. Таким образом, ингибитор C1 предотвращает протеолитическое расщепление компонентов комплемента C4 и C2 под действием C1 и MBL. Несмотря на название, происходящее от его активности в отношении комплемента, ингибитор C1 также ингибирует протеазы фибринолитической, свертывающей и кининовой систем. Важно отметить, что ингибитор C1 является наиболее важным физиологическим ингибитором плазменного калликреина, FXIa и FXIIa.

Протеомика

Ингибитор C1 является самым крупным представителем суперсемейства серпинов. Важно отметить, что, в отличие от большинства членов этого семейства, ингибитор C1 имеет двухдоменную структуру. C-терминальный серпиновый домен схож с другими серпинами и является частью ингибитора C1, обеспечивающей его ингибирующую активность. N-терминальный домен (иногда называемый N-терминальным «хвостом») не является необходимым для ингибирования протеаз ингибитором C1. Этот домен не имеет сходства с другими белками. Ингибитор C1 подвергается интенсивному гликозилированию, содержа как N-, так и O-гликаны. Особенно сильно гликозилирован N-терминальный домен.

Роль в болезни

Дефицит этого белка связан с наследственной ангиоэдемой ("наследственной ангионевротической отечностью") или отеком, вызванным утечкой жидкости из кровеносных сосудов в соединительную ткань. Дефицит ингибитора C1 позволяет плазменному калликреину активироваться, что приводит к образованию вазоактивного пептида брадикинина. Кроме того, расщепление C4 и C2 происходит бесконтрольно, вызывая аутоактивацию системы комплемента. В наиболее распространенной форме заболевание проявляется выраженным отеком лица, рта и/или дыхательных путей, возникающим спонтанно или под воздействием незначительных факторов (например, легкой травмы), однако отек может возникать в любой части тела. В 85% случаев уровень ингибитора C1 снижен, в то время как в 15% белок циркулирует в нормальном количестве, но является дисфункциональным. Помимо эпизодов отека лица и/или боли в животе, заболевание также предрасполагает к аутоиммунным заболеваниям, в особенности к системной красной волчанке, из-за его влияния на потребление факторов комплемента 3 и 4. Мутации в гене, кодирующем ингибитор C1, SERPING1, также могут играть роль в развитии возрастной макулярной дегенерации. На данный момент обнаружено не менее 97 мутаций в этом гене, вызывающих заболевание. Несмотря на неконтролируемую аутоактивацию, важно отметить, что во время острого приступа уровень ключевых компонентов комплемента снижен, поскольку они потребляются – действительно, низкий уровень C4 является ключевым диагностическим тестом при наследственной ангиоэдеме. Эта ситуация аналогична низкому уровню факторов свертывания крови, наблюдаемому при диссеминированном внутрисосудистом свертывании (ДВС-синдроме).

Наследственная ангиоедема

Ингибитор C1, полученный из крови, эффективен, но связан с рисками, присущими использованию любого продукта, полученного из человеческой крови. Cinryze, ингибитор C1 фармацевтического качества, был одобрен для лечения наследственного ангионевротического отека (НАО) в 2008 году в США, после десятилетий доступности в Европе. Это высокоочищенный, пастеризованный и нанофильтрованный препарат – ингибитор C1-эстеразы плазмы; он одобрен для регулярной профилактики приступов ангиоэдемы у подростков и взрослых пациентов с НАО. Рекомбинантный ингибитор C1, полученный из молока трансгенных кроликов, conestat alfa (торговое название Ruconest), одобрен для лечения острых приступов НАО у взрослых. Хотя терапия ингибиторами C1 используется для купирования острых приступов в Европе более 35 лет у пациентов с дефицитом ингибитора C1, появились новые методы лечения: ингибитор плазменного калликреина и антагонист рецептора брадикинина – икатибант. Также были представлены другие препараты, включая продукты, полученные из плазмы, такие как Berinert и Haegarda.

Для других состояний

Активация каскада комплемента может приводить к повреждению клеток, поэтому ингибирование каскада комплемента может использоваться в качестве лекарственного средства при определенных состояниях. Например, при инфаркте миокарда недостаток кислорода в клетках сердца вызывает некроз кардиомиоцитов: погибающие клетки сердца высвобождают свое содержимое во внеклеточное пространство, что запускает каскад комплемента. Активация каскада комплемента привлекает фагоциты, которые выделяют пероксид и другие реагенты, что может усугубить повреждение сохранившихся клеток сердца. Ингибирование каскада комплемента может снизить это повреждение.

Синтез

Ингибитор C1 содержится в человеческой крови, поэтому его можно выделить из донорской крови. Риски передачи инфекционных заболеваний (вирусы, прионы и т.д.) и относительно высокая стоимость выделения препятствовали его широкому применению. Производство с помощью рекомбинантных технологий также возможно, однако Escherichia coli (наиболее часто используемый организм для этой цели) не обладает способностью к гликозилированию белков, характерной для эукариот. Поскольку ингибитор C1 подвергается интенсивному гликозилированию, эта сиалированная рекомбинантная форма будет иметь короткий период циркуляции в крови (углеводные остатки не влияют на ингибиторную функцию). Поэтому ингибитор C1 также был получен в гликозилированной форме с использованием трансгенных кроликов. Эта форма рекомбинантного ингибитора C1 также получила статус лекарственного средства для редких заболеваний при замедленной функции трансплантата после трансплантации органов и при синдроме повышенной проницаемости капилляров.