Ассоциация полиморфизма Bcl1 гена NR3C1 с нарушением программируемой клеточной гибели лимфоцитов больных атопической бронхиальной астмой

Атопическая бронхиальная астма – это хроническое заболевание, характеризуемое обструкцией дыхательных путей, бронхиальной гиперреактивностью и воспалением. У пациентов наблюдается повышенная активация иммунных клеток в дыхательных путях, в особенности Т-лимфоцитов, что приводит к хроническому воспалению. Известно, что лимфоциты больных астмой имеют нарушенный ответ на программируемую клеточную гибель 1-го и 2-го типа – апоптоз и аутофагию, что способствует пролонгации и усилению воспалительного процесса. В сравнении с апоптозом, аутофагия также может способствовать выживанию клетки в условиях стресса, а ее нарушение и гиперактивация – приводить к отягощению аллергических реакций. Основными препаратами для лечения атопической бронхиальной астмы являются глюкокортикоиды, которые активируют глюкокортикоидный рецептор, запускающий в клетке противовоспалительный ответ и, в частности, апоптоз. Однако у некоторых пациентов наблюдается устойчивость к терапии из-за различных факторов, включающих однонуклеотидные полиморфизмы гена глюкокортикоидного рецептора NR3C1. Наибольшая связь тяжести астмы с устойчивостью к терапии была выявлена у GG-варианта полиморфизма Bcl1. Общие молекулярные пути активации глюкокортикоидного рецептора и программируемой клеточной гибели и опосредующие молекулярные компоненты позволяют предположить значимость роли полиморфного рецептора в уходе клеток от гибели. Целью нашего исследования являлась оценка влияния G-аллели в однонуклеотидном полиморфизме Bcl1 гена NR3C1 глюкокортикоидного рецептора на экспрессию генов-регуляторов апоптоза (BCL2, CASP3) и аутофагии (BECN1, LC3) в лимфоцитах больных средней и тяжелой формой атопической бронхиальной астмы. Материалом исследования служили образцы периферической крови 24 пациентов в возрасте от 20 до 45 лет с установленным диагнозом «атопическая бронхиальная астма» средней и тяжелой степени. Методом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов пациенты были распределены по генотипам полиморфизма Bcl1 гена NR3C1: 12 человек – CC-генотип, 8 человек – GC, 4 человека – GG-генотип. Лимфоцитарную фракцию выделяли на градиенте плотности фиколла и культивировали с дексаметазоном в условиях истощения питательных веществ. Уровень экспрессии генов определяли методом ПЦР в реальном времени. При исследовании влияния различных генотипов BclI полиморфизма на экспрессию генов-маркеров клеточной гибели, в лимфоцитах пациентов с GG-полиморфизмом под воздействием дексаметазона были выявлены антиапоптотические реакции, что может являться одним из механизмов развития резистентности к терапии глюкокортикостероидами при астме. Нарушение активации экспрессии гена BECN1 у больных с GG-генотипом может предполагать дерегуляцию процесса аутофагии у этой группы пациентов, как способа программируемой клеточной гибели. Несмотря на это, у больных с GC-генотипом при длительном культивировании воздействие дексаметазона повышает экспрессию гена LC3, указывающую на более выраженную активацию аутофагии. Таким образом, данная работа демонстрирует различия в ответе лимфоцитов на терапию синтетическими глюкокортикоидами, а также раскрывает влияние G-аллели в генотипе Bcl1 полиморфизма на нарушение регуляции программируемой клеточной гибели под воздействием дексаметазона.

1. Abaya R., Jones L., Zorc J.J. Dexamethasone compared to prednisone for the treatment of children with acute asthma exacerbations. Pediatr. Emerg. Care, 2018, Vol. 34, no. 1, pp. 53-58.

2. Abdulamir A.S., Hafidh R.R., Abubakar F., Abbas K.A. Changing survival, memory cell compartment, and T-helper balance of lymphocytes between severe and mild asthma. BMC Immunol., 2008, Vol. 9, 73. doi: 10.1186/1471-2172-9-73.

3. Abramov S.N., Skibo Y.V., Evtugyn V.G., Vodounon C.A., Abramova Z.I. The role of T-lymphocytes autophagy in severe atopic asthma pathogenesis. BioNanoScience, 2017, Vol. 7, pp. 269-271.

4. Ali F.R. Does this patient have atopic asthma? Clin. Med., 2011, Vol. 11, no. 4, pp. 376-380.

5. Boonpiyathad T., Sözener Z.C., Satitsuksanoa P., Akdis C.A. Immunologic mechanisms in asthma. Semin. Immunol., 2019, Vol. 46, 101333. doi: 10.1016/j.smim.2019.101333.

6. Goleva E., Li L.-B., Eves P.T., Strand M.J., Martin R.J., Leung D.Y.M. Increased glucocorticoid receptor beta alters steroid response in glucocorticoid-insensitive asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2006, Vol. 173, no. 6, pp. 607-616.

7. Gorska M.M. Natural killer cells in asthma. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 17, no. 1, pp. 50-54.

8. Gruver-Yates A.L., Cidlowski J.A. Tissue-specific actions of glucocorticoids on apoptosis: a double–edged sword. Cells, 2013, Vol. 2, no. 2, pp. 202-223.

9. Hamzaoui A., Hamzaoui K., Salah H., Chabbou A. Lymphocytes apoptosis in patients with acute exacerbation of asthma. Mediators Inflamm., 1999, Vol. 8, no. 4-5, pp. 237-243.

10. Henderson I., Caiazzo E., McSharry C., Guzik T.J., Maffia P. Why do some asthma patients respond poorly to glucocorticoid therapy? Pharmacol. Res., 2020, Vol. 160, 105189. doi: 10.1016/j.phrs.2020.105189.

11. Holtzman M.J., Green J.M., Jayaraman S., Arch R.H. Regulation of T cell apoptosis. Apoptosis, 2000, Vol. 5, no. 5, pp. 459-471.

12. Lu N.Z., Collins J.B., Grissom S.F., Cidlowski J.A. Selective regulation of bone cell apoptosis by translational isoforms of the glucocorticoid receptor. Mol. Cell. Biol., 2007, Vol. 27, no. 20, pp. 7143-7160.

13. Lu N.Z., Cidlowski J.A. The origin and functions of multiple human glucocorticoid receptor isoforms. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2004, Vol. 1024, pp. 102-123.

14. Marquez R.T., Xu L. Bcl-2: Beclin 1 complex: multiple, mechanisms regulating autophagy/apoptosis toggle switch. Am. J. Cancer Res., 2012, Vol. 2, no. 2, pp. 214-221.

15. Mizushima N. Autophagy: process and function. Genes Dev., 2007, Vol. 21, no. 22, pp. 2861-2873.

16. Mohsen H., Moustafa K., Riad N., Shaaban H., El Basha N. The effect of BclI polymorphism of NR3C1 gene on asthma phenotypes in Egyptian children. Egypt. J. Pediatr. Allergy Immunol., 2020, Vol. 18, pp. 71-77.

17. Murdoch J.R., Lloyd C.M. Chronic inflammation and asthma. Mutation Res., 2010, Vol. 690, no. 1-2, pp. 24-39.

18. Panek M., Pietras T., Fabijan A., Miłanowski M., Wieteska L., Górski P., Kuna P., Szemraj J. Effect of glucocorticoid receptor gene polymorphisms on asthma phenotypes. Exp. Ther. Med., 2013, Vol. 5, no. 2, pp. 572–580.

19. Parzych K.R., Klionsky D.J. An overview of autophagy: morphology, mechanism, and regulation. Antioxid. Redox Signal., 2014, Vol. 20, no. 3, pp. 460-473.

20. Pietras T., Panek M., Tworek D., Oszajca K., Wujcik R., Górski P, Kuna P., Szemraj J. The Bcl I single nucleotide polymorphism of the human glucocorticoid receptor gene h-GR/NR3C1 promoter in patients with bronchial asthma: pilot study. Mol. Biol. Rep., 2011, Vol. 38, no. 6, pp. 3953-3958.

21. Potapinska O., Demkow U. T lymphocyte apoptosis in asthma. Eur. J. Med. Res., 2009, Vol. 14, Suppl. 4, pp. 192-195.

22. Ramamoorthy S., Cidlowski J.A. Ligand–induced repression of the glucocorticoid receptor gene is mediated by an NCoR1 repression complex formed by long-range chromatin interactions with intragenic glucocorticoid response elements. Mol. Cell. Biol., 2013, Vol. 33, no. 9, pp. 1711-1722.

23. Theofani E., Xanthou G. Autophagy: a friend or foe in allergic asthma? Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 12, 6314. doi: 10.3390/ijms22126314.

24. Weigel N.L., Moore N.L. Steroid receptor phosphorylation: a key modulator of multiple receptor functions. Mol. Endocrinol., 2007, Vol. 21, no. 10, pp. 2311-2319.