Эффект будесонида, формотерола и тиотропия на экспрессию катионных каналов TRPV1 и TRPV4 в мононуклеарах периферической крови in vitro

Введение. Экспериментально доказано, что катионные каналы TRPV1 и TRPV4 вовлечены в развитие различных патологических процессов, характерных для бронхиальной астмы (БА) и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и, таким образом, могут рассматриваться как потенциальные мишени для терапии данных заболеваний.

Цель. Проанализировать влияние фармакологически активных соединений (ФАС) базисной терапии БА и ХОБЛ – будесонида, формотерола и тиотропия – на экспрессию белков TRPV1 и TRPV4 в мононуклеарах периферической крови in vitro.

Материалы и методы. Мононуклеарные клетки для эксперимента были выделены из крови 9 практически здоровых добровольцев. Клетки инкубировали в контрольных условиях, либо в среде с будесонидом, формотерола фумаратом или тиотропия бромидом в серии концентраций: 1, 10 или 100 нМ, в течение 24 часов, а затем отмывали и анализировали общую экспрессию TRPV1 и TRPV4 методом непрямой проточной цитометрии. Значения экспрессии выражали в виде нормализованной медианной интенсивности флуоресценции (nMFI).

Результаты. Будесонид, формотерол и тиотропий статистически значимо снижали экспрессию TRPV1 в лимфоцитах и моноцитах во всех проанализированных концентрациях. К примеру, исходная экспрессия в лимфоцитах (5,3 (4,9; 5,6)) при действии 10 нМ будесонида снижалась до 3,0 (2,6; 3,9) (p = 0,008), формотерола – до 2,8 (2,7; 3,6) (p = 0,01), тиотропия – до 2,8 (2,4; 3,0) (p = 0,008). Соответствующие показатели для моноцитов составляли 4,9 (4,6; 6,8) (p = 0,02), 4,4 (4,1; 6,4) (p = 0,02) и 4,3 (3,6; 4,7) (p = 0,01), при исходной экспрессии 10,2 (8,0; 10,3). В то же время, ингибирующий эффект ФАС на экспрессию TRPV4 отмечался преимущественно в лимфоцитах: 10 нМ будесонида, формотерола и тиотропия снижали экспрессию канала с 1,4 (1,3; 1,6) до 1,1 (1,0; 1,5) (p = 0,04), 1,0 (0,9; 1,4) (p = 0,04) и 1,0 (0,9; 1,3) (p = 0,03) соответственно.

Заключение. Впервые установлено, что будесонид, формотерол и тиотропий могут снижать экспрессию катионных каналов TRPV1 и TRPV4 в мононуклеарах периферической крови in vitro. Полученные результаты расширяют представления о фармакологических эффектах препаратов базисной терапии БА и ХОБЛ и позволяют предположить существование дополнительного общего звена их фармакологического действия, связанного с регуляцией TRPV1/TRPV4 каналов.

1. Seluk L., Davis A.E., Rhoads S., Wechsler M.E. Novel asthma treatments: advancing beyond approved novel stepup therapies for asthma // Ann. Allergy Asthma Immunol. 2025. Vol.134, Iss.1. P.9–18. https://doi.org/10.1016/j.anai.2024.09.016

2. Singh D., Menéndez Lobo A., Higham A., Alcázar Navarrete B. Biological therapy in COPD management: current evidence, challenges and opportunities // Arch. Bronconeumol. 2025. Vol.61, Iss.11. P.690–696. https://doi.org/10.1016/j.arbres.2025.07.017

3. Müller I., Alt P., Rajan S., Schaller L., Geiger F., Dietrich A. Transient receptor potential (TRP) channels in airway toxicity and disease: an update // Cells. 2022. Vol.11, Iss.18. Article number:2907. https://doi.org/10.3390/cells11182907

4. Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Котова О.О., Гассан Д.А., Горчакова Я.Г., Мальцева Т.А. Сравнительная характеристика уровней экспрессии TRP каналов на макрофагах больных хронической обструктивной болезнью легких // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2022. Вып.85. С.37–46. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2022-85-37-46

5. Wang M., Zhang Y., Xu M., Zhang H., Chen Y., Chung K.F., Adcock I.M., Li F. Roles of TRPA1 and TRPV1 in cigarette smoke-induced airway epithelial cell injury model // Free Radic. Biol. Med. 2019. Vol.134. P.229–238. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2019.01.004

6. Mao W., Lan F., Liu Z., Yang T., Tan H., Yang Z. Effect of down-regulating TRPV1 on airway remodeling in COPD rats based on NF-κB/TGF-β1/Smads pathway analysis // Minerva Med. 2024. Vol.115. https://doi.org/10.23736/S0026-4806.24.09314-5

7. Zhou L., Jian T., Wan Y., Huang R., Fang H., Wang Y., Liang C., Ding X., Chen J. Luteolin alleviates oxidative stress in chronic obstructive pulmonary disease induced by cigarette smoke via modulation of the TRPV1 and CYP2A13/NRF2 signaling pathways // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol.25, Iss.1. Article number:369. https://doi.org/10.3390/ijms25010369

8. McGarvey L.P., Butler C.A., Stokesberry S., Polley L., McQuaid S., Abdullah H., Ashraf S., McGahon M.K., Curtis T.M., Arron J., Choy D., Warke T.J., Bradding P., Ennis M., Zholos A., Costello R.W., Heaney L.G. Increased expression of bronchial epithelial transient receptor potential vanilloid 1 channels in patients with severe asthma // J. Allergy Clin. Immunol. 2014. Vol.133, Iss.3. P.704–712.e4. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2013.09.016

9. Rehman R., Bhat Y.A., Panda L., Mabalirajan U. TRPV1 inhibition attenuates IL-13 mediated asthma features in mice by reducing airway epithelial injury // Int. Immunopharmacol. 2013. Vol.15, Iss.3. P.597–605. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2013.02.010

10. Rao Y., Gai X., Xiong J., Le Y., Sun Y. Transient receptor potential cation channel subfamily V member 4 mediates pyroptosis in chronic obstructive pulmonary disease // Front. Physiol. 2021. Vol.12. Article number:783891. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.783891

11. Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Гассан Д.А., Котова О.О., Горчакова Я.Г., Шелудько Е.Г. Особенности экспрессии TRP каналов и цитокиновый профиль мокроты у больных хронической обструктивной болезнью легких с прогрессирующей бронхиальной обструкцией // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2022. Вып.86. С.24–32. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2022-86-24-32

12. Wiesner D.L., Merkhofer R.M., Ober C., Kujoth G.C., Niu M., Keller N.P., Gern J.E., Brockman-Schneider R.A., Evans M.D., Jackson D.J., Warner T., Jarjour N.N., Esnault S.J., Feldman M.B., Freeman M., Mou H., Vyas J.M., Klein B.S. Club cell TRPV4 serves as a damage sensor driving lung allergic inflammation // Cell Host Microbe. 2020. Vol.27, Iss.4. P.614–628.e6. https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.02.006

13. Al-Azzam N., Teegala L.R., Pokhrel S., Ghebreigziabher S., Chachkovskyy T., Thodeti S., Gavilanes I., Covington K., Thodeti C.K., Paruchuri S. Transient receptor potential vanilloid channel regulates fibroblast differentiation and airway remodeling by modulating redox signals through NADPH oxidase 4 // Sci. Rep. 2020. Vol.10, Iss.1. Article number:9827. https://doi.org/10.1038/s41598-020-66617-2

14. Bonvini S.J., Birrell M.A., Dubuis E., Adcock J.J., Wortley M.A., Flajolet P., Bradding P., Belvisi M.G. Novel airway smooth muscle-mast cell interactions and a role for the TRPV4-ATP axis in non-atopic asthma // Eur. Respir. J. 2020. Vol.56, Iss.1. Article number:1901458. https://doi.org/10.1183/13993003.01458-2019

15. Wang H., Zhou M., Cong B., He P., Xu M., Ni X., Ma B. Transient changes in P2X3 but not TRPV1 mRNA expression in rat after prenatal exposure to glucocorticoids // Auton. Neurosci. 2008. Vol.141, Iss.1-2. P.112–116. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2008.03.010

16. Ahn S., Park J., An I., Jung S.J., Hwang J. Transient receptor potential cation channel V1 (TRPV1) is degraded by starvation- and glucocorticoid-mediated autophagy // Mol. Cells. 2014. Vol.37, Iss.3. P.257–263. https://doi.org/10.14348/molcells.2014.2384

17. Hong S., Zheng G., Wu X., Snider N.T., Owyang C., Wiley J.W. Corticosterone mediates reciprocal changes in CB1 and TRPV1 receptors in primary sensory neurons in the chronically stressed rat // Gastroenterology. 2011. Vol.140, Iss.2. P.627–637.e4. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2010.11.003

18. Lee B., Ahn C., Jeon B.H., Jung E.M., Yoo Y.M., Jeung E.B. Regulatory effect of dexamethasone on tracheal calcium processing proteins and mucosal secretion // J. Physiol. Pharmacol. 2019. Vol.70, Iss.1. https://doi.org/10.26402/jpp.2019.1.12

19. Zhu L., Zhao L., Qu R., Zhu H.Y., Wang Y., Jiang X., Xu G.Y. Adrenergic stimulation sensitizes TRPV1 through upregulation of cystathionine β-synthetase in a rat model of visceral hypersensitivity // Sci. Rep. 2015. Vol.5. Article number:16109. https://doi.org/10.1038/srep16109

20. Hirsh A.J. Altering airway surface liquid volume: inhalation therapy with amiloride and hyperosmotic agents // Adv. Drug Deliv. Rev. 2002. Vol.54, Iss.11. P.1445–1462. https://doi.org/10.1016/S0169-409X(02)00161-8

21. Farkas Á., Jókay Á., Balásházy I., Füri P., Müller V., Tomisa G., Horváth A. Numerical simulation of emitted particle characteristics and airway deposition distribution of Symbicort® Turbuhaler® dry powder fixed combination aerosol drug // Eur. J. Pharm. Sci. 2016. Vol.93. P.371–379. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2016.08.036

22. Brand P., Meyer T., Weuthen T., Timmer W., Berkel E., Wallenstein G., Scheuch G. Lung deposition of radiolabeled tiotropium in healthy subjects and patients with chronic obstructive pulmonary disease // J. Clin. Pharmacol. 2007. Vol.47, Iss.10. P.1335–1341. https://doi.org/10.1177/0091270006295788