cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2023-89-18-24cfpd-1110Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHДозозависимый эффект этаноламина эйкозапентаеновой кислоты на синтез оксилипинов клетками крови пациентов с бронхиальной астмой в условиях in vitroDose-dependent effect of ethanolamine of eicosapentaenoic acid on the synthesis of oxylipins by blood cells of patients with bronchial asthma in vitroКоваленкоИ. С.KovalenkoI. S.

Иван Сергеевич Коваленко, аспирант, лаборатория биомедицинских исследований

690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г

Ivan S. Kovalenko, Postgraduate Student, Laboratory of Biomedical Research

73g Russkaya Str., Vladivostok, 690105

dr.kovalenko.is@gmail.comБочароваН. В.BocharovaN. V.

Наталия Владимировна Бочарова, кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория биомедицинских исследований

690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г

Natalia V. Bocharova, PhD (Biol.), Staff Scientist, Laboratory of Biomedical Research

73g Russkaya Str., Vladivostok, 690105

natellav@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6058-201XНовгородцеваТ. П.NovgorodtsevaT. P.

Татьяна Павловна Новгородцева, доктор биологических наук, профессор, зам. директора по научной работе, главный научный сотрудник лаборатории биомедицинских исследований

690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г

Tatiana P. Novgorodtseva, PhD, DSc (Biol.), Рrofessor, Deputy Director on Scientific Work, Main Staff Scientist of Laboratory of Biomedical Research

73g Russkaya Str., Vladivostok, 690105

nauka@niivl.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4130-8899ДенисенкоЮ. К.DenisenkoYu. K.

Юлия Константиновна Денисенко, доктор биологических наук, заведующая лабораторией биомедицинских исследований

690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г

Yulia К. Denisenko, PhD, DSc (Biol.), Head of Laboratory of Biomedical Research

73g Russkaya Str., Vladivostok, 690105

karaman@inbox.ruВладивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» – Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного леченияVladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment2023280920230891824Copyright © Коваленко И.С., Бочарова Н.В., Новгородцева Т.П., Денисенко Ю.К., 20232023Коваленко И.С., Бочарова Н.В., Новгородцева Т.П., Денисенко Ю.К.Kovalenko I.S., Bocharova N.V., Novgorodtseva T.P., Denisenko Y.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1110

Поиск новых высокоэффективных способов лечения и контроля бронхиальной астмы (БА) ‒ актуальная задача в патофизиологии и фармакологии. Перспективным веществом для регуляции системного хронического воспаления является N-ацил-этаноламин эйкозапентаеновой кислоты (EPEA), проявляющий иммунорегуляторные свойства.

Цель

Цель. В условиях in vitro изучить дозозависимый эффект этаноламина эйкозапентаеновой кислоты на синтез и метаболизм оксилипинов клетками крови у пациентов с БА.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объектом исследования явилась цельная кровь 5 больных БА легкой и средней степени тяжести контролируемого течения и 6 здоровых человек. Эксперимент in vitro проводили в стимулированной липополисахаридом (ЛПС) крови после инкубации в течение 30 минут. Затем вносили экспериментальное вещество N-ацил-этаноламин эйкозапентаеновой кислоты (NAE 20:5) в концентрациях 1,0, 5,0 и 10,0 µМ и инкубировали при 37ºС в течение 6 часов в режиме плавного перемешивания. Уровень оксилипинов исследовали методом иммуноферментного анализа.

Результаты

Результаты. Экспериментальное воздействие N-ацилэтаноламинов эйкозапентеновой кислоты имело следующие эффекты. Под действием этаноламина эйкозапентаеновой кислоты в концентрации 1 µМ снизился уровень PGE2 на 51% (p<0,001) и увеличилось количество 15-HEPE на 32% (p<0,05) в ЛПС-индуцированной плазме крови относительно значений до воздействия этаноламина. Также EPEA в данной дозировке показал тенденцию к увеличению уровня 18-HEPE. Воздействие EPEA в дозе 5µМ способствовало значительному снижению уровней LTB4 на 34% (p<0,001), PGE2 на 51% (p<0,001), а также увеличению уровней 12-HEPE на 33% (p<0,01), 15-HEPE на 36% (p<0,05) и 18-HEPE на 87% (p<0,01). Под действием EPEA в дозировке 10 µМ было выявлено статистически значимое воздействие на весь спектр исследуемых оксилипинов. Так, применение данной дозы этаноламида в ЛПС-индуцированной крови продемонстрировало снижение концентрации LTB4 на 37% (p<0,001), LXA4 на 22% (p<0,05), PGE2 на 50% (p<0,001), и увеличение концентрации 5-HEPE на 25% (p<0,05), 12-HEPE на 76% (p<0,001), 15-HEPE на 75% (p<0,001), 18-HEPE на 155% (p<0,001) относительно значений до воздействия EPEA.

Заключение

Заключение. Дальнейшее изучение NAE жирных кислот открывает новые перспективы в исследовании таргетных способов коррекции воспалительной реакции при БА.

Introduction

Introduction. The search for new highly effective methods for the treatment and control of bronchial asthma is an urgent task in pathophysiology and pharmacology. A promising substance for the regulation of systemic chronic inflammation is N-acylethanolamine (EPEA) of eicosapentaenoic acid, which exhibits immunoregulatory properties.

Aim

Aim. To study the dose-dependent effect of eicosapentaenoic acid ethanolamine on the synthesis and metabolism of oxylipins by blood cells in patients with asthma under in vitro conditions.

Materials and methods

Materials and methods. The object of the study was the whole blood of 5 patients with controlled mild-to-moderate asthma and 6 healthy people. The in vitro experiment was carried out in lipopolysaccharide-stimulated blood after incubation for 30 minutes. Then the experimental substance N-acyl-ethanolamine of eicosapentaenoic acid (NAE 20:5) was added at concentrations of 1.0, 5.0 and 10.0 µM and incubated at 37ºC for 6 hours in gentle mixing mode. The level of oxylipins was studied by enzyme immunoassay.

Results

Results. Experimental exposure to N-acylethanolamines of eicosapentenoic acid had the following effects. Under the influence of ethanolamine of eicosapentaenoic acid at a concentration of 1 µM, the level of PGE2 decreased by 51% (p<0.001) and the amount of 15-HEPE increased by 32% (p<0.05) in lipopolysaccharide-induced blood plasma relative to the values before exposure to ethanolamine. Also EPEA at this dosage showed a tendency to increase the level of 18HEPE. Exposure to EPEA at 5µM resulted in a significant decrease in LTB4 levels by 34% (p<0.001), PGE2 levels by 51% (p<0.001), as well as an increase in 12-HEPE levels by 33% (p<0.01), 15-HEPE by 36% (p<0.05) and 18-HEPE by 87% (p<0.01). Under the influence of EPEA at a dosage of 10 µM, a statistically significant effect on the entire spectrum of the studied oxylipins was revealed. Thus, the use of this dose of ethanolamide in LPS-induced blood showed a decrease in the concentration of LTB4 by 37% (p<0.001), LXA4 by 22% (p<0.05), PGE2 by 50% (p<0.001) and an increase in 5HEPE concentration by 25% (p<0.05), 12-HEPE by 76% (p<0.001), 15-HEPE by 75% (p<0.001), 18-HEPE by 155% (p<0.001) relative to pre-EPEA values.

Conclusion

Conclusion. Further study of NAE fatty acids opens up new perspectives in the study of targeted methods for correcting the inflammatory response in bronchial asthma.

бронхиальная астмавоспалениеэтаноламины жирных кислотоксилипиныbronchial asthmainflammationfatty acid ethanolaminesoxylipinsReferencesGlobal Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Asthma Management and Prevention. 2023. URL: https://ginasthma.orgGlobal Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Asthma Management and Prevention. 2023. Available at: https://ginasthma.orgMisheva M., Johnson J., McCullagh J. Role of Oxylipins in the Inflammatory-Related Diseases NAFLD, Obesity, and Type 2 Diabetes // Metabolites. 2022. Vol.12, Iss.12. Article number: 1238. https://doi.org/10.3390/metabo12121238Misheva M., Johnson J., McCullagh J. Role of Oxylipins in the Inflammatory-Related Diseases NAFLD, Obesity, and Type 2 Diabetes. Metabolites 2022; 12(12):1238. https://doi.org/10.3390/metabo12121238Trinh H.K.T., Lee S.H., Cao T.B.T., Park H.S. Asthma pharmacotherapy: an update on leukotriene treatments. Expert Rev. Respir. Med. 2019. Vol.13, Iss.12. Р.1169‒1178. https://doi.org/10.1080/17476348.2019.1670640Trinh H.K.T., Lee S.H., Cao T.B.T., Park H.S. Asthma pharmacotherapy: an update on leukotriene treatments. Expert Rev. Respir. Med. 2019; 13(12):1169‒1178. https://doi.org/10.1080/17476348.2019.1670640Saturnino C., Popolo A., Ramunno A., Adesso S., Pecoraro M., Plutino M.R., Rizzato S., Albinati A., Marzocco S., Sala M., Iacopetta D., Sinicropi M.S. Anti-Inflammatory, Antioxidant and Crystallographic Studies of N-Palmitoyl-ethanol Amine (PEA) Derivatives // Molecules. 2017. Vol.22, Iss.4. Article number: 616. https://doi.org/10.3390/molecules22040616Saturnino C., Popolo A., Ramunno A., Adesso S., Pecoraro M., Plutino M.R., Rizzato S., Albinati A., Marzocco S., Sala M., Iacopetta D., Sinicropi M.S. Anti-Inflammatory, Antioxidant and Crystallographic Studies of N-Palmitoyl-ethanol Amine (PEA) Derivatives. Molecules 2017; 22(4):616. https://doi.org/10.3390/molecules22040616Liang L., Takamiya R., Miki Y., Heike K., Taketomi Y., Sugimoto N., Yamaguchi M., Shitara H., Nishito Y., Kobayashi T., Hirabayashi T., Murakami M. Group IVE cytosolic phospholipase A2 limits psoriatic inflammation by mobilizing the anti-inflammatory lipid N-acylethanolamine // FASEB J. 2022. Vol.36, Iss.5. Article number: e22301. https://doi.org/10.1096/fj.202101958RLiang L., Takamiya R., Miki Y., Heike K., Taketomi Y., Sugimoto N., Yamaguchi M., Shitara H., Nishito Y., Kobayashi T., Hirabayashi T., Murakami M. Group IVE cytosolic phospholipase A2 limits psoriatic inflammation by mobilizing the anti-inflammatory lipid N-acylethanolamine. FASEB J. 2022; 36(5):e22301. https://doi.org/10.1096/fj.202101958RBalvers M.G., Verhoeckx K.C., Plastina P., Wortelboer H.M., Meijerink J., Witkamp R.F. Docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid are converted by 3T3-L1 adipocytes to N-acyl ethanolamines with anti-inflammatory properties // Biochim. Biophys. Acta. 2010. Vol.1801, Iss.10. Р.1107‒1114. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2010.06.006Balvers M.G., Verhoeckx K.C., Plastina P., Wortelboer H.M., Meijerink J., Witkamp R.F. Docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid are converted by 3T3-L1 adipocytes to N-acyl ethanolamines with anti-inflammatory properties. Biochim. Biophys. Acta 2010;1801(10):1107‒1114. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2010.06.006McDougle D.R., Watson J.E., Abdeen A.A., Adili R., Caputo M.P., Krapf J.E., Johnson R.W., Kilian K.A., Holinstat M., Das A. Anti-inflammatory ω-3 endocannabinoid epoxides // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2017. Vol.114, Iss.30. E6034‒E6043. https://doi.org/10.1073/pnas.1610325114McDougle D.R., Watson J.E., Abdeen A.A., Adili R., Caputo M.P., Krapf J.E., Johnson R.W., Kilian K.A., Holinstat M., Das A. Anti-inflammatory ω-3 endocannabinoid epoxides Anti-inflammatory ω-3 endocannabinoid epoxides. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2017; 114(30):E6034-E6043. https://doi.org/10.1073/pnas.1610325114Carnevale L.N., Das A. Novel Anti-inflammatory and Vasodilatory ω-3 Endocannabinoid Epoxide Regioisomers // Adv. Exp. Med. Biol. 2019. Vol.1161. Р.219‒232. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21735-8_17Carnevale L.N., Das A. Novel Anti-inflammatory and Vasodilatory ω-3 Endocannabinoid Epoxide Regioisomers. Adv. Exp. Med. Biol. 2019; 1161:219‒232. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21735-8_17Кытикова О.Ю., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А., Новгородцева Т.П. Метаболические аспекты взаимосвязи ожирения и бронхиальной астмы // Ожирение и метаболизм. 2018. Т.15, №4. С.9‒14. EDN: ZAQJBJ. https://doi.org/10.14341/omet9578Kytikova O.Y., Antonyuk M.V., Gvozdenko T.A., Novgorodtseva T.Р. [Metabolic aspects of the relationship of asthma and obesity]. Obesity and metabolism 2018; 15(4):9‒14 (in Russian). https://doi.org/10.14341/omet9578Patel D., Witt S.N. Ethanolamine and Phosphatidylethanolamine: Partners in Health and Disease // Oxid. Med. Cell. Longev. 2017. Vol.2017. Article number: 4829180. https://doi.org/10.1155/2017/4829180Patel D., Witt S.N. Ethanolamine and Phosphatidylethanolamine: Partners in Health and Disease. Oxid. Med. Cell. Longev. 2017; 2017:4829180. https://doi.org/10.1155/2017/4829180

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