Влияние N–эйкозапентаеноилэтаноламина на регуляцию синтеза цитокинов клетками крови больных бронхиальной астмой в условиях in vitro

Введение. Бронхиальная астма (БА) характеризуется гетерогенностью, множеством фенотипов и различными клиническими проявлениями. Важную роль в воспалительной реакции при бронхиальной астме играют цитокины. Количество, а также соотношение определенных цитокинов определяет механизм и тип воспалительного ответа при бронхиальной астме, от которого зависит эффективность лечения данного заболевания. Именно поэтому требуется разработка новых методов терапии больных с бронхиальной астмой, нацеленных на коррекцию цитокинового дисбаланса. Одним из перспективных и малоизученных веществ является N-эйкозапентаеноилэтаноламин (NAE EPA), который проявляет противовоспалительные свойства, оказывая воздействие на цитокины.

Цель. В условиях in vitro изучить дозозависимый эффект NAE EPA на выработку цитокинов клетками периферической крови у лиц с бронхиальной астмой.

Материалы и методы. Объектом исследования явилась цельная кровь, разбавленная в соотношении 1:5 культуральной средой 15 пациентов с БА легкой и средней степени тяжести контролируемого течения и 16 здоровых лиц. Эксперимент in vitro проводили в стимулированной липополисахаридом (LPS) разведенной крови (инкубация с LPS при 37°С в течение 30 минут). Затем вносили экспериментальное вещество NAE EPA в концентрациях 1,0; 5,0 и 10,0 мкмоль/л и инкубировали при 37°С ещё в течение 6 часов в режиме плавного перемешивания. Уровни цитокинов: интерлейкинов (IL) (2, 4, 6, 10, 17A), фактора некроза опухоли (TNF)-α и интерферона (IFN)-γ исследовали методом иммуноферментного анализа.

Результаты. Анализ уровня цитокинов у больных БА показал, что повышение содержания в плазме крови IL-2, TNFα, IL-6, IL-17A сопровождалось снижением уровня регуляторного IL-10. При внесении NAE EPA в дозировке 1 мкмоль/л статистически значимых изменений не было выявлено. Воздействие экспериментального вещества в дозе 5 мкмоль/л способствовало снижению содержания IL-6 в клетках крови больных на 19% (p ˂ 0,05). При воздействии NAE EPA в дозировке 10 мкмоль/л наблюдалось наибольшее количество статистически значимых изменений в уровнях цитокинов. Выявлялось снижение уровня IL-17A на 15% (p ˂ 0,05), IL-2 – на 14% (p ˂ 0,05), IL-6 – на 50% (p ˂ 0,01), TNF-α – на 10% (p ˂ 0,05) относительно значений до воздействия.

Заключение. NAE EPA демонстрирует потенциал как регулятор синтеза про- и противовоспалительных цитокинов при бронхиальной астме с превалированием Th-17 типа иммунного ответа. Полученные результаты могут быть использованы в разработке новых стратегий лечения больных с бронхиальной астмой.

1. Global Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Asthma Management and Prevention (Update 2018). URL: www.ginasthma.org

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

3. Xie Y., Abel P.W., Casale T.B., Tu Y. TH17 cells and corticosteroid insensitivity in severe asthma // J. Allergy Clin. Immunol. 2022 Vol.149, Iss. 2. P. 467-479. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.12.769

4. Sze E., Bhalla A., Nair P. Mechanisms and therapeutic strategies for non-T2 asthma // Allergy. 2020. Vol. 75, Iss. 2. P.311-325. https://doi.org/10.1111/all.13985

5. Murphy R.C., Pavord I.D., Alam R., Altman M.C. Management strategies to reduce exacerbations in non-T2 asthma // J. Allergy Clin. Immunol. Pract. 2021. Vol. 9, Iss. 7. P.2588-2597. https://doi.org/10.1016/j.jaip.2021.04.033

6. Виткина Т.И., Новгородцева Т.П., Калинина Е.П., Лобанова Е.Г., Антонюк М.В. Иммунные механизмы формирования бронхиальной астмы контролируемого и частично контролируемого течения // Медицинская иммунология. 2019. Т. 21, № 3. С. 495-502. EDN: ACFPTR. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2019-3-495-502

7. Hammad H., Lambrecht, B. N. The basic immunology of asthma // Cell. 2021. Vol. 184, Iss. 6. P. 1469-1485. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.016

8. Corren J., Castro M., O'Riordan T., Hanania N.A., Pavord I.D., Quirce S., Chipps B.E., Wenzel S.E., Thangavelu K., Rice M.S., Harel S., Jagerschmidt A., Khan A.H., Kamat S., Maroni J., Rowe P., Lu Y., Amin N., Pirozzi G., Ruddy M., Graham N.M.H., Teper A. Dupilumab Efficacy in Patients with Uncontrolled, Moderate-to-Severe Allergic Asthma // J. Allergy Clin. Immunol. Pract. 2020. Vol. 8, Iss. 2. P. 516-526. https://doi.org/10.1016/j.jaip.2019.08.050

9. Quintana F.J. Old dog, new tricks: IL-6 cluster signaling promotes pathogenic Th17 cell differentiation // Nat. Immunol. 2016. Vol. 18, Iss. 1. P.8-10. https://doi.org/10.1038/ni.3637

10. Коваленко И.С., Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Бочарова Н.В., Оматова У.М. Перспективы фармакологического применения N-ацилэтаноламинов полиненасыщенных жирных кислот в терапии заболеваний органов дыхания на примере бронхиальной астмы // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2022. Вып.86. С.129- 137. EDN: SWUMFK. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2022-86-129-137

11. Kytikova O.Yu., Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Kovalenko I.S., Antonyuk M.V. Polyunsaturated fatty acids and lipid mediators controlling chronic inflammation in asthma //Russian Open Medical Journal. 2023. Vol. 12, Iss. 2. Article number: 201. EDN: GSXZLB. https://doi.org/10.15275/rusomj.2023.0201

12. Кытикова О.Ю., Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Бочарова Н.В., Коваленко И.С. Эпоксиды полиненасыщенных жирных кислот в регуляции воспаления // Биомедицинская химия. 2022. Т.68, №.3. С. 177-189. EDN: LCNLOJ. https://doi.org/10.18097/PBMC20226803177

13. Balvers M.G.J., Verhoeckx K.C.M., 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, P. 1107-1114. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2010.06.006

14. Noureddine N., Hartling I., Wawrzyniak P., Srikanthan P., Lou P.H., Lucchinetti E., Krämer S.D., Rogler G., Zaugg M., Hersberger M. Lipid emulsion rich in n-3 polyunsaturated fatty acids elicits a pro-resolution lipid mediator profile in mouse tissues and in human immune cells // Am. J. Clin. Nutr. 2022. Vol. 116, Iss. 3. P. 786-797. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqac131

15. Коваленко И.С., Бочарова Н.В., Новгородцева Т.П., Денисенко Ю.К. Дозозависимый эффект этаноламина эйкозапентаеновой кислоты на синтез оксилипинов клетками крови пациентов с бронхиальной астмой в условиях in vitro // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2023. Вып.89. С.18-24. EDN: TOIGNK. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2023-89-18-24

16. Meijerink J., Balvers M., Witkamp R. N. Acyl amines of docosahexaenoic acid and other n-3 polyunsatured fatty acids - from fishy endocannabinoids to potential leads // Br. J. Pharmacol. 2013. Vol. 169, Iss. 4, P. 772-783. https://doi.org/10.1111/bph.12030

17. Tyrtyshnaia A., Konovalova S., Bondar A., Ermolenko E., Sultanov R., Manzhulo I. Anti-Inflammatory Activity of N-Docosahexaenoylethanolamine and N-Eicosapentaenoylethanolamine in a Mouse Model of Lipopolysaccharide-Induced Neuroinflammation // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. Article number: 10728. https://doi.org/10.3390/ijms221910728

18. Simard M., Tremblay A., Morin S., Rioux G., Flamand N., Pouliot R. N-eicosapentaenoyl-ethanolamine decreases the proliferation of psoriatic keratinocytes in a reconstructed psoriatic skin model // Sci. Rep. 2023. Vol. 13. Article number: 12113. https://doi.org/10.1038/s41598-023-39185-4

19. de Bus I., Witkamp R., Zuilhof H., Albada B., Balvers M. The role of N-3 PUFA-derived fatty acid derivatives and their oxygenated metabolites in the modulation of inflammation // Prostaglandins Other Lipid Mediat. 2019. Vol. 144. Article number: 106351. https://doi.org/10.1016/j.prostaglandins.2019.106351

20. Ширинский И.В., Ширинский В.С. Плейотропные свойства PPAR-α: от экспериментов к клинике // Медицинская иммунология. 2021. Т.23, №3. С. 439-454. EDN: AQCDFK. https://doi.org/10.15789/1563-0625-PEO-2222

21. Duan J., Song Y., Zhang X., Wang C. Effect of ω-3 polyunsaturated fatty acids-derived bioactive lipids on metabolic disorders // Front. Physiol. 2021. Vol.12. Article number: 646491. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.646491

22. McDougle 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. 2017. Vol. 114, Iss. 30. P. Е6034- Е6043. https://doi.org/10.1073/pnas.1610325114

23. Ramakrishnan R.K., Al Heialy S., Hamid Q. Role of IL-17 in asthma pathogenesis and its implications for the clinic // Expert Rev. Respir. Med. 2019. Vol. 13, Iss. 11. P. 1057-1068. https://doi.org/10.1080/17476348.2019.1666002

24. Murakami Y., Ishii T., Nunokawa H., Kurata K., Narita T., Yamashita N. TLR9-IL-2 axis exacerbates allergic asthma by preventing IL-17A hyperproduction // Sci. Rep. 2020. Vol.10, Iss.1 Article number: 18110. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75153-y