mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-IIF-2766mimmun-2766Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSПрофили экспрессии генов факторов врожденного иммунитета у пациентов с атопическим дерматитомInnate immune factor gene expression profiles in patients with atopic dermatitishttps://orcid.org/0000-0001-8430-1975БыстрицкаяЕ. П.BystritskaiaE. P.

Быстрицкая Елизавета Петровна — младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии.

105064, Москва, Малый Казенный пер., 5а

Тел.: 8 (915) 155-86-18

Elizaveta P. Bystritskaya - Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera.

5a Maly Kazenny Lane Moscow 105064

Phone: +7 (915) 155-86-18

lisabystritskaya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2252-8570МурашкинН. Н.MurashkinN. N.

Мурашкин Николай Николаевич — доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, заведующий отделением дерматологии с группой лазерной хирургии, заведующий лабораторией патологии кожи у детей отдела научных исследований в педиатрии ФГАУ «НМИЦ здоровья детей» МЗ РФ; профессор кафедры педиатрии и детской ревматологии ФГАОУ ВО «ПМГМУ им. И.М. Сеченова» МЗ РФ (Сеченовский университет).

Москва

Nikolay N. Murashkin - PhD, MD (Medicine), Professor, Senior Research Associate, Head of the Department of Dermatology, Head of the Laboratory of Skin Pathology in Children, Medical Research Center for Children's Health; Professor, Department of Pediatrics and Pediatric Rheumatology, I. Sechenov First Moscow State Medical University.

Moscow

m_nn2001@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2482-1754ОлисоваО. Ю.OlisovaO. Yu.

Олисова Ольга Юрьевна — доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующая кафедрой кожных и венерических болезней имени Рахманова.

Москва

Olga Yu. Olisova - PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, V. Rakhmanov Department of Skin and Venereal Diseases, I. Sechenov First Moscow State Medical University

Moscow

olisovaolga@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6034-8231МатерикинА. И.MaterikinA. I.

Материкин Александр Игоревич — кандидат медицинских наук, врач-дерматовенеролог отделения дерматологии с группой лазерной хирургии.

Москва

Alexander I. Materikin - PhD (Medicine), Dermatovenereologist, Department of Dermatology, Medical Research Center for Children's Health.

Moscow

al_m86@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9647-1322ПотаповаМ. Б.PotapovaM. B.

Потапова Мария Борисовна — младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии ФГБНУ «НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»; аспирант ФГАОУ ВО «ПМГМУ им. И.М. Сеченова» МЗ РФ (Сеченовский университет).

Москва

Mariia B. Potapova - Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera; Postgraduate Student, I. Sechenov First Moscow State Medical University.

Moscow

ptpv.msh@gmail.comВинницкаяА. Б.VinnitskayaA. B.

Винницкая Александра Борисовна — кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии.

Москва

Alexandra B. Vinnitskaya - PhD (Medicine), Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera.

Moscow

byzonka@yandex.ruУпатоваА. Г.UpatovaA. G.

Лаборант-исследователь лаборатории молекулярной иммунологии.

Москва

Laboratory Assistant, Laboratory of Molecular Immunology, I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera.

Moscow

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»РоссияI. Mechnikov Research Institute for Vaccines and SeraRussian FederationФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФ; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)РоссияMedical Research Center for Children's Health; I. Sechenov First Moscow State Medical UniversityRussian FederationФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)РоссияI. Sechenov First Moscow State Medical UniversityRussian FederationФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФРоссияMedical Research Center for Children's HealthRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)РоссияI. Mechnikov Research Institute for Vaccines and Sera; I. Sechenov First Moscow State Medical UniversityRussian Federation20230106202325510371042Copyright © Быстрицкая Е.П., Мурашкин Н.Н., Олисова О.Ю., Материкин А.И., Потапова М.Б., Винницкая А.Б., Упатова А.Г., 20232023Быстрицкая Е.П., Мурашкин Н.Н., Олисова О.Ю., Материкин А.И., Потапова М.Б., Винницкая А.Б., Упатова А.Г.Bystritskaia E.P., Murashkin N.N., Olisova O.Y., Materikin A.I., Potapova M.B., Vinnitskaya A.B., Upatova A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2766

Атопический дерматит — многофакторное генетически детерминированное воспалительное заболевание кожи, характеризующееся зудом, хроническим течением, возрастными особенностями локализации и морфологии очагов поражения. Патогенез атопического дерматита сложен и включает эпигенетические изменения, вовлеченные в геномную адаптацию, реакции иммунного ответа и дисфункцию эпителиального барьера, которые в совокупности запускают развитие этого заболевания. Целью данного исследования является определение уровня экспрессии генов IL4, IL13, IL33, TLR2, TLR9 у пациентов с атопическим дерматитом.

Таргетные гены для дальнейшей оценки экспрессии были выбраны в соответствии с нашими предыдущими результатами полногеномного исследования метилирования ДНК. Нами были определены сигнальные пути с дифференциально метилированными генами, которые, скорее всего, имеют место в патогенезе атопического дерматита. Поэтому мы исследовали уровни экспрессии генов IL4, IL13, IL33, TLR2, TLR9 в коже, мононуклеарных клетках периферической крови, а также в цельной крови с помощью ПЦР-РВ у 55 детей и 26 здоровых людей, а также у 50 пациентов старшего возраста. Статистический анализ проводился с использованием H-критерия Краскела—Уоллиса и U-критерия Манна-Уитни.

Анализ экспрессии генов показал, что в образцах кожи уровень экспрессия TLR9 и IL4 был в 12 раз ниже (p < 0,0001, p < 0,0005) в пораженной коже; а в случае TLR2 - в 6 раз (p < 0,01); результаты для мононуклеарных клеток крови отличались, и уровни экспрессии для тех же цитокинов были значительно выше до лечения. Мы также обнаружили, что эти различия были сильно выражены в старшей возрастной группе (12-18 лет). Изучение экспрессии гена IL33 в образцах цельной крови у взрослых пациентов показало, что его уровень достоверно выше у больных со среднетяжелой формой АтД. Кроме того, мы пришли к выводу, что локально в пораженной коже может доминировать воспалительный иммунный ответ; в мононуклеарных клетках, по-видимому, имеет место Тh2-иммунный ответ.

Для понимания патогенеза атопического дерматита необходимо учитывать действие иммунологических факторов, а также связь между ними. Описанные гены и их белковые продукты могут являться потенциальными лекарственными мишенями, а также способствовать формированию тактики ведения пациентов с атопической патологией.

Atopic dermatitis is a multifactorial genetically determined inflammatory skin disease characterized by itching, chronically relapsing dermatitis, age-related features of localization and morphology of lesions. The pathogenesis of atopic dermatitis is complex and includes epigenetic alterations, involved in the genomic adaptation, immune response reactions and dysfunction of the epithelial barrier that together trigger the development of atopic dermatitis. The aim of this study is to detect the expression level for IL4, IL13, IL33, TLR2, TLR9 genes in the biological materials of atopic patients.

The targeted genes for further expression evaluation were selected according to our previous findings on genome-wide methylation study. We detected the cascades with the differentially methylated genes that are most likely to take place in atopic dermatitis. Thus, we investigated expression levels for the IL4, IL13, IL33, TLR2, TLR9 genes in the skin, peripheral blood mononuclear cells and whole blood cells using RT-PCR on 55 pediatric patients and 26 healthy volunteers, and on 50 adult patients. Statistical analysis was performed with the use of Kruskal-Wallis H test and Mann-Whitney U test. Targeted expression analysis revealed that in the skin samples the expression of TLR9 and IL4 was 12 times significantly lower (p < 0.0001, p < 0.0005) in the lesional skin; and there was a 6-fold decrease in case of TLR2 (p < 0.01). The results for blood mononuclear cells differed and expression levels for most of the assessed targets were significantly higher before treatment. We have also found out that those differences were strongly pronounced especially in an elder age group (12-18 y.o.). Studying the IL33 gene expression in the whole blood samples of adults revealed that its level was significantly higher in case of patients with moderate form of AD. Besides, we concluded that locally in the affected skin inflammatory immune response may dominate; in the mononuclear cells Th2 immune response apparently takes place. New insights on immunological markers and links among them may shed a light on atopic dermatitis pathogenic mechanisms. The detected molecules could play role as potential therapeutic targets and form a management approach for patients with atopic dermatitis.

атопический дерматитцитокиныToll-подобные рецепторыметилированиеврожденный иммунитетэкспрессия геновatopic dermatitiscytokinesToll-like receptorsmethylationinnate immunitygene expressionWe would like to show our gratitude to the Collective Usage Center “I.I.Mechnikov NIIVS”, Moscow, Russia, with the financial support of the project by the Russian Federation represented by the Ministry of Science of Russia, Agreement No. 075-15-2021-676 dated 28.07.2021.ReferencesBrunner P.M., Guttman-Yassky E., Leung D.Y.M. The immunology of atopic dermatitis and its reversibility with broad-spectrum and targeted therapies. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 139, no. 4S, pp. S65-S76.Brunner P.M., Guttman-Yassky E., Leung D.Y.M. The immunology of atopic dermatitis and its reversibility with broad-spectrum and targeted therapies. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 139, no. 4S, pp. S65-S76.Bystritskaya E.P., Murashkin N.N., Materikin A.I., Naumova E.A., Svitich O.A. Genome-wide DNA methylation profile and expression of TLR2, TLR9, IL4, IL13 genes in pediatric patients with atopic dermatitis. Immunologiya, 2022, Vol. 43, no. 3, pp. 255-265. (In Russ.)Bystritskaya E.P., Murashkin N.N., Materikin A.I., Naumova E.A., Svitich O.A. Genome-wide DNA methylation profile and expression of TLR2, TLR9, IL4, IL13 genes in pediatric patients with atopic dermatitis. Immunologiya, 2022, Vol. 43, no. 3, pp. 255-265. (In Russ.)Czarnowicki T., Esaki H., Gonzalez J., Renert-Yuval Y., Brunner P., Oliva M., Estrada Y., Xu H., Zheng X., Talasila S., Haugh I., Huynh T., Lyon S., Tran G., Sampson H., Suarez-Farinas M., Krueger J.G., Guttman-Yassky E., Paller A.S. Alterations in B-cell subsets in pediatric patients with early atopic dermatitis. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 140, no. 1, pp. 134-144.e9.Czarnowicki T., Esaki H., Gonzalez J., Renert-Yuval Y., Brunner P., Oliva M., Estrada Y., Xu H., Zheng X., Talasila S., Haugh I., Huynh T., Lyon S., Tran G., Sampson H., Suarez-Farinas M., Krueger J.G., Guttman-Yassky E., Paller A.S. Alterations in B-cell subsets in pediatric patients with early atopic dermatitis. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 140, no. 1, pp. 134-144.e9.Guttman-Yassky E., Bissonnette R., Ungar B., Suarez-Farinas M., Ardeleanu M., Esaki H., Suprun M., Estrada Y., Xu H., Peng X., Silverberg J.I., Menter A., Krueger J.G., Zhang R., Chaudhry U., Swanson B., Graham N.M.H., Pirozzi G., Yancopoulos G.D., D Hamilton J.D. Dupilumab progressively improves systemic and cutaneous abnormalities in patients with atopic dermatitis. J. Allergy Clin. Immunol., 2019, Vol. 143, no. 1, pp. 155-172.Guttman-Yassky E., Bissonnette R., Ungar B., Suarez-Farinas M., Ardeleanu M., Esaki H., Suprun M., Estrada Y., Xu H., Peng X., Silverberg J.I., Menter A., Krueger J.G., Zhang R., Chaudhry U., Swanson B., Graham N.M.H., Pirozzi G., Yancopoulos G.D., D Hamilton J.D. Dupilumab progressively improves systemic and cutaneous abnormalities in patients with atopic dermatitis. J. Allergy Clin. Immunol., 2019, Vol. 143, no. 1, pp. 155-172.Imai Y. Interleukin-33 in atopic dermatitis. J. Dermatol Sci., 2019, Vol. 96, no. 1, pp. 2-7.Imai Y. Interleukin-33 in atopic dermatitis. J. Dermatol Sci., 2019, Vol. 96, no. 1, pp. 2-7.Iwamoto K., Numm T.J., Koch S., Herrmann N., Leib N., Bieber T. Langerhans and inflammatory dendritic epidermal cells in atopic dermatitis are tolerized toward TLR2 activation. Allergy, 2018, Vol. 73, no. 11, pp. 2205¬2213.Iwamoto K., Numm T.J., Koch S., Herrmann N., Leib N., Bieber T. Langerhans and inflammatory dendritic epidermal cells in atopic dermatitis are tolerized toward TLR2 activation. Allergy, 2018, Vol. 73, no. 11, pp. 2205¬2213.Luger T., Adaskevich U., Anfilova M., Dou X., Murashkin N.N., Namazova-Baranova L., Nitochko O., Reda A., Svyatenko T.V., Tamay Z., Tawara M., Vishneva E.A., Vozianova S., Wang H., Zhao Z. Practical algorithm to inform clinical decision-making in the topical treatment of atopic dermatitis. J. Dermatol., 2021, Vol. 48, no. 8, pp. 1139-1148.Luger T., Adaskevich U., Anfilova M., Dou X., Murashkin N.N., Namazova-Baranova L., Nitochko O., Reda A., Svyatenko T.V., Tamay Z., Tawara M., Vishneva E.A., Vozianova S., Wang H., Zhao Z. Practical algorithm to inform clinical decision-making in the topical treatment of atopic dermatitis. J. Dermatol., 2021, Vol. 48, no. 8, pp. 1139-1148.Moriwaki M., Iwamoto K., Niitsu Y., Matsushima A., Yanase Y., Hisatsune J., Sugai M., Hide M. Staphylococcus aureus from atopic dermatitis skin accumulates in the lysosomes of keratinocytes with induction of IL-1a secretion via TLR9. Allergy, 2019, Vol. 74, no. 3, pp. 560-571.Moriwaki M., Iwamoto K., Niitsu Y., Matsushima A., Yanase Y., Hisatsune J., Sugai M., Hide M. Staphylococcus aureus from atopic dermatitis skin accumulates in the lysosomes of keratinocytes with induction of IL-1a secretion via TLR9. Allergy, 2019, Vol. 74, no. 3, pp. 560-571.Yu Y., Lin D., Cai X., Cui D., Fang R., Zhang W., Yu B., Wang X. Enhancement of chemokine mRNA expression by toll-like receptor 2 stimulation in human peripheral blood mononuclear cells of patients with atopic dermatitis. Biomed Res. Int., 2020, Vol. 2020, pp. 1-7.Yu Y., Lin D., Cai X., Cui D., Fang R., Zhang W., Yu B., Wang X. Enhancement of chemokine mRNA expression by toll-like receptor 2 stimulation in human peripheral blood mononuclear cells of patients with atopic dermatitis. Biomed Res. Int., 2020, Vol. 2020, pp. 1-7.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.