mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-DOI-16825mimmun-3113Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSДинамика маркеров воспаления при лечении обострения бронхолегочного процесса у пациентов с нормальным и нарушенным углеводным обменомDynamics of inflammatory markers in patients with normal and impaired glucose metabolism during lung exacerbation treatmentШмаринВ. В.ShmarinV. V.

Шмарин Василий Викторович – лаборант-исследователь лаборатории молекулярной биологии ФГБНУ «МГНЦ им. ак. Н.П. Бочкова»; студент 5-го курса ФГАОУ ВО «ПМГМУ им. И.М. Сеченова» МЗ РФ (Сеченовский университет).

115522, Москва, ул. Москворечье, 1

Тел.: 8 (985) 261-78-72

Vasiliy V. Shmarin - Research Assistant, Laboratory of Molecular Biology, N. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; 5th year student, I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University).

1 Moskvorechye St Moscow 115522

Phone: +7 (985) 261-78-72

stary.kaschka@gmail.comПухальскаяД. А.PukhalskayaD. A.

Научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии.

Москва

Research Associate, Laboratory of Molecular Biology, N. Bochkov Research Centre for Medical Genetics.

Moscow

КрасовскийС. А.KrasovskyS. A.

К.м.н., ведущий научный сотрудник ФГБУ «НИИ пульмонологии» ФМБА; ведущий научный сотрудник НКО муковисцидоза биологии ФГБНУ «МГНЦ им. ак. Н.П. Бочкова».

Москва

PhD (Medicine), Leading Research Associate, Research Institute of Pulmonology, Federal Medical and Biological Agency; Leading Research Associate, Cystic Fibrosis Department, N. Bochkov Research Centre for Medical Genetics.

Moscow

ЧудаковаЮ. М.ChudakovaYu. M.

К.б.н., научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии.

Москва

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Molecular Biology, N. Bochkov Research Centre for Medical Genetics.

Moscow

МартыновА. В.MartynovA. V.

К.б.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии.

Москва

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Molecular Biology, N. Bochkov Research Centre for Medical Genetics.

Moscow

ШмаринаГ. В.ShmarinaG. V.

К.м.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии ФГБНУ «МГНЦ им. ак. Н.П. Бочкова»; доцент кафедры биологии медицинского факультета ФГАОУ ВО «РУДН им. Патриса Лумумбы».

Москва

PhD (Medicine), Associate Professor, Leading Research Associate, Laboratory of Molecular Biology, N. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; Associate Professor, Biology Department, Medical Faculty, P. Lumumba Peoples’ Friendship University.

Moscow

ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)РоссияN. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; I. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»РоссияN. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»; ФГБУ «Научно-исследовательский институт пульмонологии» Федерального медико-биологического агентстваРоссияN. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; Research Institute of Pulmonology, Federal Medical and Biological AgencyRussian FederationФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»; ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы»РоссияN. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; P. Lumumba Peoples’ Friendship UniversityRussian Federation20242209202426510451052Copyright © Шмарин В.В., Пухальская Д.А., Красовский С.А., Чудакова Ю.М., Мартынов А.В., Шмарина Г.В., 20242024Шмарин В.В., Пухальская Д.А., Красовский С.А., Чудакова Ю.М., Мартынов А.В., Шмарина Г.В.Shmarin V.V., Pukhalskaya D.A., Krasovsky S.A., Chudakova Y.M., Martynov A.V., Shmarina G.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3113

Муковисцидоз (МВ) – одно из наиболее частых аутосомно-рецессивных наследственных заболеваний. Первичный генетический дефект при МВ связан с мутацией в гене CFTR, который кодирует белок клеточной мембраны, представляющий собой цАМФ-зависимый хлорный канал. Основными фенотипическими проявлениями МВ являются хроническая обструктивная болезнь легких с бронхоэктазами, персистирующей инфекцией (St. aureus, Ps. aeruginosa, B. cepacia) и аберрантной воспалительной реакцией, а также недостаточность экзокринной функции поджелудочной железы с синдромом мальабсорбции, гипотрофией и замедлением роста. Дефицит функционального белка CFTR сопровождается расстройством метаболизма β-клеток поджелудочной железы, вызывающим расстройство углеводного обмена и развитие диабета, ассоциированного с МВ. Целью данной работы явилось сравнение динамики маркеров воспаления у больных муковисцидозом с нормальным и нарушенным углеводным обменом в период обострения бронхолегочного процесса. В исследовании принимали участие 10 больных с нарушением толерантности к глюкозе (группа 1) и 24 пациента с нормальным углеводным обменом (группа 2). Пациенты двух групп статистически значимо не различались между собой по демографическим признакам, по показателям функции внешнего дыхания и весоростового индекса, по количеству носителей мутации F508del, а также по количеству лиц, инфицированных Ps. aeruginosa и B. cepacia complex. Забор крови проводили дважды: до и после рутинного курса антибиотикотерапии. В полученных образцах плазмы крови определяли содержание антител к одно- и дву-цепочечной ДНК (ss-ДНК-IgG, ds-ДНК-IgG, соответственно), уровень гормонов (дегидроэпиандростерон (ДГЭА) и ДГЭА-сульфат), С-реактивного белка (СРБ) и Мn-зависимой супероксиддисмутазы (Mn-SOD), а также концентрацию цитокинов (фактор некроза опухолей-α (TNFα), интерферон-γ (IFNγ), IFNα, тканевый фактор роста-β1 (TGF-β1), интерлейкин-4 (IL-4), IL-6, IL-10, IL-17A). Исследование перечисленных выше биомаркеров проводили с помощью коммерческих иммуноферментных наборов.

Полученные результаты показывают, что антибиотикотерапия не оказывала существенного влияния на уровень маркеров воспаления в группе пациентов с нарушением углеводного обмена. В то время как у пациентов с нормальным углеводным обменом лечение антибиотиками приводило к статистически значимому снижению провоспалительных факторов в плазме крови. Полученные результаты могут быть связаны как с низкой эффективностью антибиотикотерапии, так и развитием аберрантной воспалительной реакции у пациентов с нарушением толерантности к глюкозе.

Cystic fibrosis (CF) is one of the most common autosomal-recessive inherited diseases. The primary genetic defect in CF is aligned CFTR gene mutation which encodes a membrane protein functioning as cAMP-depended chloride channel. Classic phenotypical manifestations of CF include chronic obstructive pulmonary disease with bronchiectasis, persisting infection (St. aureus, Ps. aeruginosa, B. cepacia) and aberrant inflammatory response, as well as exocrine pancreatic insufficiency with malabsorption, hypotrophy and growth retardation. CFTR deficiency is also accompanied by β-cell pancreatic dysfunction, causing glucose metabolism disturbances and CF-related diabetes. The aim of the study was the comparison of inflammatory markers dynamics in patients with normal and disturbed glucose metabolism during pulmonary exacerbation treatment. The study included 10 patients with impaired glucose tolerance (Group 1) and 24 patients with normal carbohydrate metabolism (Group 2). Patients of the two groups did not significantly differ in demographic characteristics, pulmonary function test and body mass index parameters, as well as in the number of F508del mutation carriers and in the number of those who were infected with Ps. aeruginosa and B. cepacia complex. Blood sampling was performed twice: before and after a routine course of antibiotic therapy. Plasma levels of biomarkers including the antibodies to single- and double-stranded DNA (ss-DNA-IgG, ds-DNA-IgG, respectively), the hormones (dehydroepiandrosterone (DHEA) and DHEA sulfate), C-reactive protein (CRP), Mn-dependent superoxide dismutase (Mn-SOD), and the cytokines (tumor necrosis factor-α (TNFα), interferon-γ (IFNγ), IFNα, tissue growth factor-β1 (TGF-β1), interleukin-4 (IL-4), IL-6, IL-10, IL-17A) were assessed using commercial immunoassay kits. Our study shows that antibiotic treatment did not have a sufficient influence on levels of inflammatory markers in patients with disturbances of glucose metabolism while patients with normal glucose tolerance demonstrated a significant reduction in inflammatory marker values after the therapy. The data may suggest both impaired effectivity of antibiotic treatment and aberrant inflammatory response in patients with glucose intolerance.

аберрантное воспалениенарушение толерантности к глюкоземуковицидозцитокиныбронхолегочный процессцитокиныaberrant inflammatory responseglucose intolerancecystic fibrosiscytokinespulmonary exacerbationcytokinesReferencesBell S.C., Mall M.A., Gutierrez H., Macek M., Madge S., Davies J.C., Burgel P.R., Tullis E., Castaños C., Castellani C., Byrnes C.A., Cathcart F., Chotirmall S.H., Cosgriff R., Eichler I., Fajac I., Goss C.H., Drevinek P., Farrell P.M., Gravelle A.M., Havermans T., Mayer-Hamblett N., Kashirskaya N., Kerem E., Mathew J.L., McKone E.F., Naehrlich L., Nasr S.Z., Oates G.R., O’Neill C., Pypops U., Raraigh K.S., Rowe S.M., Southern K.W., Sivam S., Stephenson A.L., Zampoli M., Ratjen F. The future of cystic fibrosis care: a global perspective. Lancet Respir. Med., 2020, Vol. 8, no. 1, pp. 65-124.Bell S.C., Mall M.A., Gutierrez H., Macek M., Madge S., Davies J.C., Burgel P.R., Tullis E., Castaños C., Castellani C., Byrnes C.A., Cathcart F., Chotirmall S.H., Cosgriff R., Eichler I., Fajac I., Goss C.H., Drevinek P., Farrell P.M., Gravelle A.M., Havermans T., Mayer-Hamblett N., Kashirskaya N., Kerem E., Mathew J.L., McKone E.F., Naehrlich L., Nasr S.Z., Oates G.R., O’Neill C., Pypops U., Raraigh K.S., Rowe S.M., Southern K.W., Sivam S., Stephenson A.L., Zampoli M., Ratjen F. The future of cystic fibrosis care: a global perspective. Lancet Respir. Med., 2020, Vol. 8, no. 1, pp. 65-124.Birket S.E., Chu K.K., Liu L., Houser G.H., Diephuis B.J., Wilsterman E.J., Dierksen G., Mazur M., Shastry S., Li Y., Watson J.D., Smith A.T., Schuster B.S., Hanes J., Grizzle W.E., Sorscher E.J., Tearney G.J., Rowe S.M. A functional anatomic defect of the cystic fibrosis airway. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2014, Vol. 190, no. 4, pp. 421-432.Birket S.E., Chu K.K., Liu L., Houser G.H., Diephuis B.J., Wilsterman E.J., Dierksen G., Mazur M., Shastry S., Li Y., Watson J.D., Smith A.T., Schuster B.S., Hanes J., Grizzle W.E., Sorscher E.J., Tearney G.J., Rowe S.M. A functional anatomic defect of the cystic fibrosis airway. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2014, Vol. 190, no. 4, pp. 421-432.Costa M., Potvin S., Berthiaume Y., Gauthier L., Jeanneret A., Lavoie A., Levesque R., Chiasson J., Rabasa-Lhoret R. Diabetes: a major co-morbidity of cystic fibrosis. Diabetes Metab., 2005, Vol. 31, no. 3, Pt 1, pp. 221-232.Costa M., Potvin S., Berthiaume Y., Gauthier L., Jeanneret A., Lavoie A., Levesque R., Chiasson J., Rabasa-Lhoret R. Diabetes: a major co-morbidity of cystic fibrosis. Diabetes Metab., 2005, Vol. 31, no. 3, Pt 1, pp. 221-232.Edlund A., Esguerra J.L., Wendt A., Flodström-Tullberg M., Eliasson L. CFTR and Anoctamin 1 (ANO1) contribute to cAMP amplified exocytosis and insulin secretion in human and murine pancreatic beta-cells. BMC Med., 2014, Vol. 12, 87. doi: 10.1186/1741-7015-12-87.Edlund A., Esguerra J.L., Wendt A., Flodström-Tullberg M., Eliasson L. CFTR and Anoctamin 1 (ANO1) contribute to cAMP amplified exocytosis and insulin secretion in human and murine pancreatic beta-cells. BMC Med., 2014, Vol. 12, 87. doi: 10.1186/1741-7015-12-87.Hart N.J., Aramandla R., Poffenberger G., Fayolle C., Thames A.H., Bautista A., Spigelman A.F., Babon J.A.B., deNicola M.E., Dadi P.K., Bush W.S., Balamurugan A.N., Brissova M., Dai C., Prasad N., Bottino R., Jacobson D.A., Drumm M.L., Kent S.C., MacDonald P.E., Powers A.C. Cystic fibrosis-related diabetes is caused by islet loss and inflammation. JCI Insight, 2018, Vol. 3, no. 8, e98240. doi: 10.1172/jci.insight.98240.Hart N.J., Aramandla R., Poffenberger G., Fayolle C., Thames A.H., Bautista A., Spigelman A.F., Babon J.A.B., deNicola M.E., Dadi P.K., Bush W.S., Balamurugan A.N., Brissova M., Dai C., Prasad N., Bottino R., Jacobson D.A., Drumm M.L., Kent S.C., MacDonald P.E., Powers A.C. Cystic fibrosis-related diabetes is caused by islet loss and inflammation. JCI Insight, 2018, Vol. 3, no. 8, e98240. doi: 10.1172/jci.insight.98240.Khan D., Kelsey R., Maheshwari R.R., Stone V.M., Hasib A., Manderson Koivula F.N., Watson A., Harkin S., Irwin N., Shaw J.A., McClenaghan N.H., Venglovecz V., Ébert A., Flodström-Tullberg M., White M.G., Kelly C. Short-term CFTR inhibition reduces islet area in C57BL/6 mice. Sci. Rep., 2019, Vol. 9, no. 1, 11244. doi: 10.1038/s41598-019-47745-w.Khan D., Kelsey R., Maheshwari R.R., Stone V.M., Hasib A., Manderson Koivula F.N., Watson A., Harkin S., Irwin N., Shaw J.A., McClenaghan N.H., Venglovecz V., Ébert A., Flodström-Tullberg M., White M.G., Kelly C. Short-term CFTR inhibition reduces islet area in C57BL/6 mice. Sci. Rep., 2019, Vol. 9, no. 1, 11244. doi: 10.1038/s41598-019-47745-w.Koivula F.N.M., McClenaghan N.H., Harper A.G.S., Kelly C. Islet-intrinsic effects of CFTR mutation. Diabetologia, 2016, Vol. 59, no. 7, pp. 1350-1355.Koivula F.N.M., McClenaghan N.H., Harper A.G.S., Kelly C. Islet-intrinsic effects of CFTR mutation. Diabetologia, 2016, Vol. 59, no. 7, pp. 1350-1355.Prentice B.J., Potter K.J., Coriati A., Boudreau V., Rusnell L., Kherani T., Senior P.A., Hameed S., Rabasa-Lhoret R. Cystic fibrosis-related diabetes: Clinical approach and knowledge gaps. Paediatr. Respir. Rev., 2023, Vol. 46, pp. 3-11.Prentice B.J., Potter K.J., Coriati A., Boudreau V., Rusnell L., Kherani T., Senior P.A., Hameed S., Rabasa-Lhoret R. Cystic fibrosis-related diabetes: Clinical approach and knowledge gaps. Paediatr. Respir. Rev., 2023, Vol. 46, pp. 3-11.Ren L.L., Li X.J., Duan T.T., Li Z.H., Yang J.Z., Zhang Y.M., Zou L., Miao H., Zhao Y.Y. Transforming growth factor-β signaling: From tissue fibrosis to therapeutic opportunities. Chem. Biol. Interact., 2023, Vol. 369, 110289. doi: 10.1016/j.cbi.2022.110289.Ren L.L., Li X.J., Duan T.T., Li Z.H., Yang J.Z., Zhang Y.M., Zou L., Miao H., Zhao Y.Y. Transforming growth factor-β signaling: From tissue fibrosis to therapeutic opportunities. Chem. Biol. Interact., 2023, Vol. 369, 110289. doi: 10.1016/j.cbi.2022.110289.Saint-Criq V., Gray M.A. Role of CFTR in epithelial physiology. Cell. Mol. Life Sci., 2017, Vol. 74, no. 1, pp. 93-115.Saint-Criq V., Gray M.A. Role of CFTR in epithelial physiology. Cell. Mol. Life Sci., 2017, Vol. 74, no. 1, pp. 93-115.Smerieri A., Montanini L., Maiuri L., Bernasconi S., Street M.E. FOXO1 content is reduced in cystic fibrosis and increases with IGF-I treatment. Int. J. Mol. Sci., 2014, Vol. 15, no. 10, pp. 18000-18022.Smerieri A., Montanini L., Maiuri L., Bernasconi S., Street M.E. FOXO1 content is reduced in cystic fibrosis and increases with IGF-I treatment. Int. J. Mol. Sci., 2014, Vol. 15, no. 10, pp. 18000-18022.Smyth A.R., Bell S.C., Bojcin S., Bryon M., Duff A., Flume P., Kashirskaya N., Munck A., Ratjen F., Schwarzenberg S.J., Sermet-Gaudelus I., Southern K.W., Taccetti G., Ullrich G., Wolfe S.; European Cystic Fibrosis Society. European Cystic Fibrosis Society Standards of Care: Best Practice guidelines. J. Cyst. Fibros., 2014, Vol. 13, Suppl. 1, pp. S23-S42.Smyth A.R., Bell S.C., Bojcin S., Bryon M., Duff A., Flume P., Kashirskaya N., Munck A., Ratjen F., Schwarzenberg S.J., Sermet-Gaudelus I., Southern K.W., Taccetti G., Ullrich G., Wolfe S.; European Cystic Fibrosis Society. European Cystic Fibrosis Society Standards of Care: Best Practice guidelines. J. Cyst. Fibros., 2014, Vol. 13, Suppl. 1, pp. S23-S42.Tang X.X., Ostedgaard L.S., Hoegger M.J., Moninger T.O., Karp P.H., McMenimen J.D., Choudhury B., Varki A., Stoltz D.A., Welsh M.J. Acidic pH increases airway surface liquid viscosity in cystic fibrosis. J. Clin. Invest., 2016, Vol. 126, no. 3, pp. 879-891.Tang X.X., Ostedgaard L.S., Hoegger M.J., Moninger T.O., Karp P.H., McMenimen J.D., Choudhury B., Varki A., Stoltz D.A., Welsh M.J. Acidic pH increases airway surface liquid viscosity in cystic fibrosis. J. Clin. Invest., 2016, Vol. 126, no. 3, pp. 879-891.

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