Особенности взаимодействия селективных липидных метаболитов и сигнальных молекул иммунной системы у больных с бронхиальной астмой

Липидный метаболизм является ключевым звеном во многих патофизиологических процессах и его нарушение может играть значимую роль в формировании хронического воспаления при бронхиальной астме (БА). Цель. Установить характер взаимодействия жирных кислот (ЖК) и их производных с параметрами цитокинового звена иммунитета и их вклад в системное воспаление у больных бронхиальной астмой. Материалы и методы. В плазме крови больных БА исследовали спектр ЖК (газовая хромато-масс-спектрометрия), уровни эндогенных этаноламинов (NAE) ЖК (высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрией) и содержание цитокинов (иммуноферментный анализ). Степень взаимодействия между показателями оценивали с помощью системного анализа по уровню индекса интегральной сопряженности (D). Результаты. Установлено, что отклик иммунной системы в наибольший степени был связан с относительным содержанием n-6 полиненасыщенных ЖК. При этом модификация состава ЖК в наибольшей степени была сопряжена с интерлейкинами (IL) 17A, 10, 4 и 6. Выявлено, что эндогенные NAE: этаноламин арахидоновой кислоты (20:4n6) и этаноламин докозагексаеновой кислоты (22:6n3) имели значительную вовлеченность в цитокиновую регуляцию при легкой БА. NAE 20:4n-6 имел максимальную взаимосвязь с IL-17A, интерфероном γ, фактором некроза опухоли (TNF) α и IL-2, NAE 22:6n3 – с IL-17А, IL-6, TNF-α. Заключение. Проведенное исследование позволило установить вклад нарушений триггерных параметров липидного метаболизма в системное воспаление. Модификация состава ЖК и нарушение синтеза их медиаторов вносит дизрегуляцию в работу цитокинового звена иммунной системы, что может способствовать развитию и хронизации системной воспалительной реакции у больных БА.

1. Kytikova O.Yu., Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Bocharova N.V., Kovalenko I.S. Fatty acid epoxides in the regulation of the inflammation // Biomed. Chem. 2022. Vol.68, Iss.3. P.177–189. https://doi.org/10.18097/PBMC20226803177

2. 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 // ROMJ. 2023. Vol.12, Iss.2. Article number:e201. https://doi.org/10.15275/rusomj.2023.0201

3. Rodrigues H.G., Takeo S.F., Curi R., Vinolo M.A. Fatty acids as modulators of neutrophil recruitment, function and survival // Eur. J. Pharmacol. 2016. Vol.15, Iss.785. P.50–58. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2015.03.098

4. Hidalgo M.A., Carretta M.D., Burgos R.A. Long chain fatty acids as modulators of immune cells function: contribution of FFA1 and FFA4 receptors // Front. Physiol. 2022. Vol.12. Article number:668330. https://doi.org/10.3389/fphys.2021

5. Alhouayek M., Bottemanne P., Makriyannis A., Muccioli G.G. N-acylethanolamine-hydrolyzing acid amidase and fatty acid amide hydrolase inhibition differentially affect N-acylethanolamine levels and macrophage activation // Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Biol. Lipids. 2017. Vol.1862, Iss.5. P.474–484. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2017.01.001

6. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (Update 2023). URL: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2023/07/GINA-2023-Full-report-23_07_06-WMS.pdf

7. Bligh E.G., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiol. 1959. Vol.37, №8. P.911–917. https://doi.org/10.1139/o59-099

8. Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Жукова Н.В., Антонюк М.В., Лобанова Е.Г., Калинина Е.П. Ассоциация метаболизма жирных кислот с системной воспалительной реакцией при хронических заболеваниях органов дыхания // Биомедицинская химия. 2016. Т.62, Вып.3. С.341–347. https://doi.org/10.18097/PBMC20166203341

9. Vitkina T.I., Veremchuk L.V., Mineeva E.E., Gvozdenko T.A., Antonyuk M.V., Novgorodtseva T.P., Grigorieva E.A. The influence of weather and climate on patients with respiratory diseases in Vladivostok as a global health implication // J. Environ. Health Sci. Eng. 2019. Vol.17, №2. С.907–916. https://doi.org/10.1007/s40201-019-00407-5

10. Hong L., Herjan T., Bulek K., Xiao J., Comhair S., Erzurum S.C., Xiaoxia L., Liu C. Mechanisms of Corticosteroid resistance in type 17 asthma // J. Immunol. 2022. Vol.209, №10. P.1860–1869. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2200288

11. Carlini V., Noonan D.M., Abdalalem E., Goletti D., Sansone C., Calabrone L., Albini A. The multifaceted nature of IL-10: regulation, role in immunological homeostasis and its relevance to cancer, COVID-19 and post-COVID conditions // Front. Immunol. 2023, Vol.14. Article number:1161067. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1161067

12. Nur Husna S.M., Md Shukri N., Mohd Ashari N.S., Wong K.K. IL-4/IL-13 axis as therapeutic targets in allergic rhinitis and asthma // PeerJ. 2022. Vol.10. Article number:e13444. https://doi.org/10.7717/peerj.1344

13. Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Vitkina T.I., Knyshova V.V., Antonyuk M.V., Bocharova N.V., Kytikova O. Yu. Associations of fatty acid composition in leukocyte membranes with systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease progression // ROMJ. 2022. Vol.11, №4. Article number:e0401. https://doi.org/10.15275/rusomj.2022.0401

14. Ma S., Ming Y., Wu J., Cui G. Cellular metabolism regulates the differentiation and function of T-cell subsets // Cell. Mol. Immunol. 2024. Vol.21, Iss.5. P.419–435. https://doi.org/10.1038/s41423-024-01148-8

15. Novgorodtseva T.P., Gvozdenko T.A., Vitkina T.I., Denisenko Yu.K., Antonyuk M.V., Knyshova V.V. Regulatory signal mechanisms of systemic inflammation in respiratory pathology // ROMJ. 2019. Т. 8. № 1. С. 106. https://doi.org/10.15275/rusomj.2019.0106

16. Santa-Maria C., López-Enriquez S., Montserrat-de la Paz S., Geniz I., Reyes-Quiroz M.E., Moreno M., Palomares F., Sobrino F., Alba G. Update on anti-inflammatory molecular mechanisms induced by oleic acid // Nutrients. 2023. Vol.15, Iss.1. Article number:224. https://doi.org/10.3390/nu15010224

17. Silva-Martinez G.A., Rodriguez-Rios D., Vaquero A., Esteller M., Carmona F.J., Moran S., Nielsen F.C., Wickstrom-Lindholm M., Wrobel K., Wrobel K., Barbosa-Sabanero G., Zaina S., Lund G. Arachidonic and oleic acid exert distinct effects on the DNA methylome // Epigenetics. 2016. Vol.11, Iss.5. P.321–334. https://doi.org/10.1080/15592294.2016.1161873

18. Barrie N., Manolios N. The endocannabinoid system in pain and inflammation: Its relevance to rheumatic disease // Eur. J. Rheumatol. 2017. Vol.4, Iss.3. P.210–218. https://doi.org/10.5152/eurjrheum.2017.17025

19. Chiurchi V., Battistini L., Maccarrone M. Endocannabinoid signalling in innate and adaptive immunity // Immunology. 2015. Vol.144, Iss.3. P.352–364. https://doi.org/10.1111/imm.12441

20. Tyrtyshnaia A., Konovalova S., Ponomarenko A., Egoraeva A., Manzhulo I. Fatty acid-derived N-acylethanolamines dietary supplementation attenuates neuroinflammation and cognitive impairment in LPS murine model // Nutrients. 2022. Vol.14. Vol.18. Article number:3879. https://doi.org/10.3390/nu14183879

21. Rahaman O., Ganguly D. Endocannabinoids in immune regulation and immunopathologies // Immunology. 2021. Vol.164, Iss.2. P.242–252. https://doi.org/10.1111/imm.13378

22. Kurlyandchik I., Lauche R., Tiralongo E., Warne L.N., Schloss J. Plasma and interstitial levels of endocannabinoids and N-acylethanolamines in patients with chronic widespread pain and fibromyalgia: a systematic review and meta-analysis // Pain Rep. 2022. Vol.7, Iss.6. Article number:e1045. https://doi.org/10.1097/PR9.0000000000001045