Клеточная гемотестсистема in vitro для определения активности инфламмасомы NLRP3

В настоящее время подагрический артрит рассматривается как аутовоспалительное заболевание смешанного типа, вызванное активацией инфламмасомы NLRP3 (рецептора NOD (нуклеотид-связывающий домен)-подобного белка 3). Два цитокина IL-1β и IL-18 считаются важными биомаркерами активации инфламмасомы NLRP3. Однако концентрация IL-1β в сыворотках доноров обычно крайне низка и находится на границе уровня детекции (1-3 пг/мл), а концентрации IL-18 циркулирующего цитокина в сыворотках индивидуальных доноров сильно варьируют, что затрудняет использование данных биомаркеров в диагностике аутовоспалительных заболеваний. Мы предположили, что клетки крови пациентов, которые были сенсибилизированы в условиях in vivo к присутствию специфичных факторов, характерных для аутовоспалительных заболеваний и, в частности, подагрического артрита, будут продуцировать повышенные количества инфламмасом-регулируемых цитокинов по сравнению с клетками крови здоровых доноров. Было проведено сравнение IL-18 цитокина у здоровых доноров и больных с подагрическим артритом с помощью 2 методов: а) традиционного анализа уровня сывороточного цитокина IL-18 в крови и б) с помощью клеточной Гемотест-системы in vitro, разработанной на базе научно-исследовательского института «Биотех» СамГМУ. Проведенное сравнение этих двух методов продемонстрировало преимущества использования клеточной Гемотест-системы in vitro для оценки IL-18 цитокинового статуса пациентов с подагрическим артритом. Сывороточные значения IL-18 сильно варьировали и не показывали существенной разницы между донорами и пациентами с подагрическим артритом. С помощью разработанной клеточной Гемотест-системы in vitro обнаружены значимые количественные различия в продукции воспалительного цитокина IL-18, вырабатываемого клетками крови потенциально здоровых доноров и пациентов с подагрическим артритом. Клетки крови индивидуальных пациентов, сенсибилизированные в условиях in vivo специфичными факторами, характерными для подагрического артрита, продуцируют in vitro в культуральную среду повышенные концентрации IL-18 по сравнению с клетками здоровых доноров. Таким образом, клеточная Гемотест-система in vitro может быть применена для более точной оценки цитокинового статуса пациентов.

1. Волова Л.Т., Осина Н.К., Кузнецов С.И., Гусякова О.А., Алексеев Д.Г., Пугачев Е.И., Гончаренко С.А. Донор-специфичная продукция цитокинов клетками крови под влиянием иммуномодуляторов: новые аспекты персонифицированного подхода в медицине // Наука и инновации в медицине, 2022. T. 7, № 4. С. 250-257.

2. Волова Л.Т., Пугачев Е.И., Старикова Т.В., Лебедев П.А., Шафиева И.А., Кузнецов С.И., Гусякова О.А., Светлова Г.Н., Осина Н.К. In vitro клеточная гиперурикемическая гемотест-система для определения цитокинового статуса пациентов с подагрическим артритом // Наука и инновации в медицине, 2024. Т. 9, № 1. С. 14-21.

3. Зайцева Г.А., Вершинина О.А., Матрохина О.И., Сенькина Е.А., Карпова М.В. Цитокиновый статус доноров крови и её компонентов // Фундаментальные исследования, 2011. T. 3. C. 61-65.

4. Малышев И.Ю., Пихлак А.Э., Буданова О.П. Молекулярные и клеточные механизмы воспаления при подагре // Научно-практический журнал «Патогенез», 2019. № 4. C. 4-13.

5. Насонов Е.Л., Авдеева А.Л. Интерлейкин 18 при иммуновоспалительных ревматических заболеваниях и COVID-19 // Наука и практика ревматологии, 2022. № 2. С. 195-204.

6. Braga T.T., Forni M., Correa-Costa M., Ramos R., Barbuto J., Branco P., Castoldi A., Hiyane M., Davanso M., Latz E., Franklin B., Kowaltowski A., Camara N. Soluble Uric Acid Activates the NLRP3 Inflammasome. Sci. Rep., 2017, Vol. 7, 39884. doi: 10.1038/srep39884.

7. Cavalcanti N.G., Marques C., Lins e Lins T., Pereira M., Rêgo M., Duarte A., Pitta I., Pitta M. Cytokine profile in gout: inflammation driven by IL-6 and IL-18? Immunol. Invest., 2016, Vol. 45, no. 5, pp. 383-395.

8. Giamarellos-Bourboulis E.J., Mouktaroudi M., Bodar E., van der Ven J., Kullberg B.J., Netea M.G., van der Meer J.W. Crystals of monosodium urate monohydrate enhance lipopolysaccharide-induced release of interleukin 1β by mononuclear cells through a caspase 1-mediated process. Ann. Rheum. Dis., 2009, Vol. 68, no. 2, pp. 273-278.

9. Inokuchi T., Moriwaki Y., Tsutsui H., Yamamoto A., Takahashi S., Tsutsumi Z., Ka T., Nakanishi K., Yamamoto T. Plasma interleukin (IL)-18 (interferon-gamma-inducing factor) and other inflammatory cytokines in patients with gouty arthritis and monosodium urate monohydrate crystal-induced secretion of IL-18. Cytokine, 2006, Vol. 33, no. 1, pp. 21-27.

10. Jena M., Tripathy A., Mishra A., Maiti R. Effect of canakinumab on clinical and biochemical parameters in acute gouty arthritis: a meta-analysis. Inflammopharmacology, 2021, Vol. 29, no. 1, pp. 35-47.

11. Jeria-Navarro S., Gomez-Gomez A., Park H., Calvo-Aranda E., Corominas H., Pou M., Diaz-Torne C. Effectiveness and safety of anakinra in gouty arthritis: A case series and review of the literature. Front. Med. (Lausanne), 2023, Vol. 9, 1089993. doi: 10.3389/fmed.2022.1089993.

12. Kaplanski G. Interleukin-18: Biological properties and role in disease pathogenesis. Immunol. Rev., 2018, Vol. 281, no. 1, pp. 138-153.

13. Li G., Zhang H., Ma H., Qu S., Xing Q., Wang G. MiR-221-5p is involved in the regulation of inflammatory responses in acute gouty arthritis by targeting IL-1β. Int. J. Rheum. Dis., 2021, Vol. 24, no. 3, pp. 335-340.

14. Liu Y., Wang J., Li J. Role of NLRP3 in the pathogenesis and treatment of gout arthritis. Front. Immunol., 2023, Vol. 14, 1137822. doi: 10.3389/fimmu.2023.1137822.

15. Martinon F. Gout-associated uric acid crystals activate the NALP3 inflammasome. Nature, 2006, Vol. 440, no. 7081, pp. 237-241.

16. Martinon F., Burns K., Tschopp J. The inflammasome: a molecular platform triggering activation of inflammatory caspases and processing of proIL-beta. Mol. Cell., 2002. Vol. 10, no. 2, pp. 417-426.