Cytokine levels and FOXP3 gene expression in the blood of patients with various stage of pulmonary sarcoidosis

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

The cytokine concentration may be related to the level of inflammation and clinical features of diseases. The study was aimed to evaluate blood plasma level for TNFα, sTNFRII, IL-1β, IL-10 and FOXP3 gene expression in patients with different clinical forms of pulmonary sarcoidosis. Materials and methods. Patients with pulmonary sarcoidosis (PS) enrolled in the study were characterized by chronic, progressive and active forms at PS stage 2. Control group was formed by conditionally healthy individuals. The cytokine (TNFα, sTNFRII, IL-1β, IL-10) concentration was examined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to analyze FOXP3 gene expression in peripheral blood leukocytes (PBL). Results. The high levels of plasma TNFα and sTNFRII were detected in patients with progressive and active PS vs chronic PS (p = 0.0263, p = 0.0321 and p = 0.0012, p = 0.0009, respectively). Concentration of IL-1β was higher in active PS rather than in chronic and progressive PS (p = 0.0002 and p = 0.0020, respectively). The IL-10 plasma level in patients from all studied groups was lower compare to healthy individuals (p = 0.0009, p = 0.00009, p = 0.0004, respectively). A decreased number of PBL FOXP3 gene transcripts was found in patients with progressive and active PS (p = 0.0008 compared with healthy individuals and patients with chronic PS). Conclusion. The level of cytokines in patients with PS is determined by disease clinical features. Upregulated proinflammatory factor (TNFα, sTNFRII, IL-1β) level as well as downregulated FOXP3 gene expression and the IL-10 concentration may suggest about potentiated inflammatory reactions in patients with progressive and active PS. To clarify disease clinical presentation, it is crucial to gain more information about the molecular biomarker dynamics mirroring magnitude of inflammation in PS. In addition, it is also required to propose proper therapy and its refinement. Moreover, the data obtained can be used to assess pathogenetic mechanisms underlying disease development and progression.

Full Text

Введение

Процесс воспаления играет важную роль в патогенезе многочисленных заболеваний, в том числе саркоидоза легких (СЛ). Это системное иммуновоспалительное заболевание неустановленной этиологии, характеризующееся образованием эпителиоидно-клеточных гранулем в различных органах, преимущественно в легких. Предполагают, что образование саркоидных гранулем происходит у генетически восприимчивых людей под влиянием неустановленных средовых факторов, чужеродных или собственных антигенов. Полагают, что инфекционные агенты, такие как Mycobacterium tuberculosis и Propionibacterium acnes, являются наиболее вероятными возбудителями данного заболевания [9, 16]. В формировании саркоидных гранулем, а также в развитии и поддержании воспалительного процесса, ключевую роль играют провоспалительные цитокины. Считается, что TNFα является основным цитокином при данном заболевании, поскольку он непосредственно вовлечен как в образование, так и в поддержание саркоидных гранулем [3]. Важным источником этого цитокина в легких являются альвеолярные макрофаги и Т-лимфоциты, активация которых влияет на накопление клеток моноцитов-макрофагов, что играет важную роль в образовании гранулем [44]. Показано, что высокий уровень TNFα связан с прогрессированием СЛ и колеблется в зависимости от активности заболевания [25, 35]. Провоспалительный эффект, который оказывает TNFα, зависит от связывания его со своими рецепторами: типа I (TNFRI; TNFR1) и типа II (TNFRII; TNFR2) [4, 12]. В зависимости от наличия того или иного внутриклеточного домена, надсемейство TNFR-рецепторов можно разделить на две подгруппы: рецепторы смерти (TNFRI), которые содержат в структуре рецептора домен смерти DD (Death Domain), и активирующие рецепторы (TNFRII), которые не содержат указанный домен [11]. Взаимодействие TNFα c рецепторами TNFR опосредует секрецию цитокинов, выживание клеток, развитие процессов апоптоза [30]. Биологическая активность указанных рецепторов зависит от содержания в плазме или других жидкостях организма их растворимых форм. Растворимые рецепторы взаимодействуют с мембранно-связанными рецепторами, тем самым ингибируя либо ослабляя сигнальный путь, участвующий в регуляции выживания клеток [30]. У больных СЛ, по сравнению со здоровыми людьми, содержание sTNFRII в плазме повышено, в то время как концентрация sTNFRI не отличается [22]. У пациентов без острых симптомов саркоидоза, пациентов с рентгенологической стадией II/III, а также у пациентов с дальнейшим прогрессированием заболевания отмечена тенденция к повышению уровня sTNFRs в сыворотке крови по сравнению с пациентами с синдромом Лефгрена и рентгенологической стадией I, а также пациентами со спонтанным разрешением саркоидоза. К числу провоспалительных цитокинов, вовлеченных в патогенез СЛ, относятся белки семейства IL-1 — ключевые модуляторы воспаления [5]. Цитокин IL-1 индуцирует пролиферацию фибробластов, активирует лимфоциты и вызывает образование ряда хемотаксических цитокинов как иммунными, так и неиммунными клетками легкого [18]. В патогенез саркоидоза также вовлечены такие провоспалительные цитокины, как IFNγ, IL-2, IL-17 и др. [6]. При участии цитокинов Th1-типа происходит необратимое моделирование ткани легкого, прогрессирует формирование легочных гранулем [2].

В контроле процесса воспаления, обусловленного действием провоспалительных цитокинов, а также в модулировании иммунного ответа, важную роль играет противовоспалительный цитокин IL-10. Этот цитокин регулирует активность Th-клеток путем подавления синтеза и секреции провоспалительных цитокинов Th1-лимфоцитами, активированными моноцитами, NK-клетками [32]. В ряде исследований показано, что количество IL-10 повышено в сыворотке крови и в жидкости бронхо-алвеолярного лаважа (БАЛ) у больных саркоидозом [27]. Считается, что основными продуцентами IL-10 являются Т-регуляторные клетки (Treg), основная функция которых в норме — это подавление воспаления и развития аутоиммунных реакций [8]. Treg характеризуются экспрессией гена FOXP3 (Forkhead box P3), который кодирует транскрипционный фактор, участвующий в регуляции, активации и дифференцировке этих клеток [14]. Установлено, что снижение уровня экспрессии этого гена усиливает аутоиммунные реакции и приводит к нарушению супрессорной функции Treg, превращая их в эффекторные клетки [39]. При СЛ повышено количество Treg с фенотипом CD45RO+ (Т-клетки иммунологической памяти), активно экспрессирующих CD95 (Fas/APO-1) [7]. Treg в высокой степени экспрессируют рецептор TNFR2 на своей поверхности [38]. Таким образом, повышение уровня растворимой формы TNFR2 может быть связано с увеличением количества Treg при СЛ.

Таким образом, содержание про- и противовоспалительных цитокинов при СЛ может меняться в зависимости от клинической картины заболевания, характера воспаления (острое или хроническое). Информация о том, как изменяются маркеры воспаления при разных вариантах течения СЛ II стадии, которая наиболее часто у большей части больных диагностируется рентгенологически [10], может иметь важное значение для корректировки и назначения проводимой терапии, а также для изучения патогенетических механизмов развития и прогрессирования заболевания. Цель исследования заключалась в оценке изменения уровня цитокинов (TNFα, sTNFRII, IL-1β, IL-10) в плазме крови и количества транскриптов гена FOXP3 в лейкоцитах периферической крови (ЛПК) у больных с диагностированным СЛ II стадии, при разных клинических формах течения заболевания.

Материалы и методы

В исследование включено 33 больных СЛ со II стадией развития заболевания (19 женщин, 14 мужчин, средний возраст 44,33±2,25) и 23 человека из контрольной группы (условно здоровые люди) (14 женщин, 9 мужчин, средний возраст — 42,04±2,22). Образцы цельной венозной крови были использованы в качестве материала для исследования. Исследование выполнено с соблюдением этических норм, согласно критериям этических обязательств, определенных Комитетом по этике публикаций (COPE). До включения в исследование у всех пациентов получено письменное информированное согласие. Выполнение исследований одобрено локальным этическим комитетом ГБУ3 «Pеспубликанская больница им. В.А. Баранова» г. Петрозаводска, протокол № 165 от 02.11.2023. Критерии исключения из исследования: наличие сахарного диабета, выраженные нарушения функции внутренних органов, перенесенные в последний месяц инфекционные заболевания, курение табака, алкогольная зависимость, индекс массы тела ≥ 28 кг/м2. Включенные в исследование пациенты с СЛ были разделены на 3 группы: группа 1 — пациенты с СЛ II стадии и хроническим течением без терапии (19 человек); группа 2 — пациенты с СЛ II стадии и прогрессирующим течением (7 человек); группа 3 — пациенты с СЛ II стадии и активным течением (7 человек). Группа контроля (условно здоровые люди) включала 23 человека.

У пациентов группы 1 изначально имело место хроническое течение СЛ, которое характеризовалось отсутствием клинических проявлений и лабораторных признаков воспаления. Данным пациентам гормональная терапия не проводилась.

У пациентов группы 2 СЛ отмечалось прогрессирующее течение заболевания по данным рентгенологических и клинико-функциональных исследований в динамике. Пациенты этой группы длительно получали поддерживающую дозу преднизолона (10 мг в сутки).

У пациентов группы 3 наблюдалась активная форма саркоидоза, проявлявшаяся наличием клинико-лабораторных признаков воспаления. Образцы периферической крови были взяты у больных до лечения. Пациентам назначали преднизолон 45 мг/сут с постепенным снижением дозы на 5 мг каждые 2 недели до 10 мг/сут. Поддерживающую терапию, 10 мг/сут, проводили в течение 12 месяцев.

Методом ИФА в плазме крови условно здоровых и больных СЛ (II стадии) определяли содержание цитокинов (TNFα, TNFRII, IL-1β, IL-10). Определение проводили с использованием наборов Human TNFα ELISA Kit (ELK Biotechnology, Китай), Human sTNFRII (TNFRSF1B) ELISA Kit (ELK Biotechnology, Китай), Human IL-1β ELISA Kit (ELK Biotechnology, Китай), Human IL-10 ELISA Kit (ELK Biotechnology, Китай), согласно протоколам производителя.

Уровень мРНК гена FOXP3 в лейкоцитах периферической крови условно здоровых людей и больных СЛ определяли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ). Тотальную РНК (тотРНК) из ЛПК выделяли с помощью реагента для выделения РНК PureZol (Bio-Rad, США). Для удаления остатков ДНК раствор тотРНК обрабатывали ДНКазой («Сибэнзим», Россия) (1 е.а.) при 37°С в течение 30 мин. Для синтеза кДНК использовали набор «MMLV RT kit» (Евроген, Россия). Синтез кДНК осуществляли с помощью набора «MMLV RT kit» (Евроген, Россия). Экспрессию мРНК гена FOXP3 в ЛПК определяли с помощью ПЦР-РВ на приборе «Light Cycler» (Roche, Германия). Для амплификации использовали наборы «qPCRmix-HS SYBR» и праймеры фирмы «Евроген» (Россия). Последовательность праймеров для гена FOXP3 указана в работе (Genre и соавт., 2009). В качестве референсных генов использовали 18sRNA [28] и GAPDH (праймеры: прямой 5'-gaaggtgaaggtcggagtc-3'; обратный 5'-gaagatggtgatgggatttc-3'). Для дизайна праймеров использовали программу Beacon Designer 5.0.

Для статистической обработки данных использовали пакет программ Statgraphics Centurion XVI (version 16.1.11). Достоверность различий уровня экспрессии мРНК гена FOXP3 в ЛПК и содержания исследуемых цитокинов в плазме крови между группами оценивали с помощью непараметрического критерия U Вилкоксона–Манна–Уитни. Различия считали достоверными при p < 0.05.

Исследования выполнены на научном оборудовании Центра коллективного пользования Федерального исследовательского центра «Карельский научный центр Российской академии наук»

Результаты

У больных с активным течением СЛ уровень TNFα в плазме оказался выше, чем в плазме условно здоровых людей (p < 0,001) (рис. 1А).

 

Рисунок 1. Концентрации TNFα (А), TNFR2 (Б), IL-1β (В) и IL-10 (Г) в плазме крови здоровых людей и пациентов с СЛ

Figure 1. TNFα (А), TNFR2 (B), IL-1β (C) and IL-10 (D) concentration in the blood plasma of healthy people and patients with pulmonary sarcoidosis

Примечание. Группа 1 — пациенты с СЛ II стадии и хроническим течением без терапии, группа 2 — пациенты с СЛ II стадии и прогрессирующим течением, группа 3 — пациенты с СЛ II стадии и активным течением. Горизонтальная линия внутри прямоугольника — медиана, — — среднее значение. p < 0,05 по сравнению с *контролем, ∆группой 1, #группой 2 (U критерий Манна–Уитни).

Note. Group 1 — patients with pulmonary sarcoidosis stage II chronic course without therapy, group 2 — patients with pulmonary sarcoidosis stage II progressive course, group 3 — patients with active pulmonary sarcoidosis stage II. The horizontal line inside the rectangle is the median, — is the average value. p < 0,05 compared with *control, ∆group 1, #group 2 (Mann–Whitney U test).

 

Содержание данного цитокина оказалось также значимо более высоким у больных с хроническим без терапии и прогрессирующим течением заболевания по сравнению с контролем: (p < 0,001, p < 0,001 соответственно) (рис. 1А). Выявлены различия в уровне TNFα у больных с разным течением СЛ. Содержание данного цитокина оказалось более высоким у больных с прогрессирующим и активным течением заболевания по сравнению с пациентами с хронической формой СЛ (p = 0,026 и p = 0,032 соответственно) (рис. 1А).

Показано, что уровень растворимого рецептора фактора некроза опухоли (sTNFRII) достоверно выше в плазме крови больных с активным течением СЛ по сравнению с данным показателем у условно здоровых людей (p < 0,001) (рис. 1Б).

Повышенная концентрация в плазме крови sTNFRII выявлена также у больных с прогрессирующим развитием заболевания по сравнению с индивидами из контрольной группы (p < 0,001). Содержание sTNFRII в плазме крови больных с хроническим течением заболевания без терапии и у здоровых людей не отличалось (p = 0,113) (рис. 1Б). Уровень sTNFRII оказался выше в плазме пациентов с прогрессирующим и активным течением СЛ по сравнению с хронической формой данного заболевания (p = 0,001 и p = 0,001, соответственно) (рис. 1Б).

Содержание IL-1β в плазме крови больных с активным, хроническим без терапии и прогрессирующим течением СЛ выше по сравнению с индивидами из контрольной группы (p < 0,001, p < 0,001 и p < 0,001 соответственно) (рис. 1В).

У больных с активным течением СЛ содержание IL-1β в плазме крови оказалось выше, чем у пациентов с хроническим без терапии и прогрессирующим развитием заболевания (p < 0,001 и p = 0,002 соответственно) (рис. 1В).

Уровень противовоспалительного цитокина IL-10 был ниже в плазме крови больных с активным, хроническим без лечения и прогрессирующим течением заболевания по сравнению с данным показателем у условно здоровых людей (p = 0,001, p < 0,001, p < 0,001 соответственно) (рис. 1Г).

Концентрация этого цитокина в плазме крови у больных с хроническим течением заболевания без терапии отличалась от таковой у пациентов с активным и прогрессирующим развитием СЛ: (p = 0,001 и p = 0,007 соответственно) (рис. 1Г). В то же время значимых различий в содержании указанного цитокина при сравнении группы больных с активным и прогрессирующим развитием данной патологии не выявлено (p = 0,662) (рис. 1Г).

По результатам исследования уровень мРНК гена FOXP3 значимо снижен в ЛПК пациентов с активным развитием СЛ и у пациентов с прогрессирующем развитии данного заболевания при сравнении с индивидами из контрольной группы (р = 0,001, р = 0,047 соответственно) (рис. 2).

 

Рисунок 2. Уровень экспрессии гена FOXP3 в ЛПК здоровых людей и пациентов с СЛ

Figure 2. The expression level of the FOXP3 gene in the PBL of healthy people and patients with pulmonary sarcoidosis

Примечание. Группа 1 — пациенты с СЛ II стадии и хроническим течением без терапии, группа 2 — пациенты с СЛ II стадии и прогрессирующим течением, группа 3 — пациенты с СЛ II стадии и активным течением. Горизонтальная линия внутри прямоугольника — медиана, — — среднее значение. p < 0,05 по сравнению с *контролем, ∆группой 1 (U-критерий Манна–Уитни).

Note. Group 1 — patients with pulmonary sarcoidosis stage II chronic course without therapy, group 2 — patients with pulmonary sarcoidosis stage II progressive course, group 3 — patients with active pulmonary sarcoidosis stage II. The horizontal line inside the rectangle is the median, — is the average value. p < 0.05 compared with *control, ∆group 1 (Mann–Whitney U-test).

 

Количество транскриптов гена FOXP3 в ЛПК больных с хроническим без терапии течением СЛ и условно здоровых людей было практически одинаковым (р = 0,381) (рис. 2). Уровень экспрессии гена FOXP3 в ЛПК больных с хроническим без терапии развитием СЛ был выше, чем в ЛПК пациентов с активным течением заболевания (р = 0,001) (рис. 2). Количество транскриптов указанного гена в ЛПК больных с активным и прогрессирующим развитием СЛ не различалось (р = 0,373) (рис. 2).

Обсуждение

Развитие воспаления при СЛ сопровождается выработкой повышенного количества провоспалительных факторов, к числу которых относятся такие цитокины как TNFα, IL-1 и др. В настоящем исследовании показано, что уровень TNFα в плазме крови значимо выше при активном течении СЛ (рис. 1А). Повышенное содержание этого провоспалительного белка наблюдается также при хроническом течении этого заболевания, без проведения терапии, а также при прогрессирующем развитии патологии (рис. 1А). Фактор некроза опухоли альфа (TNFα), играет важную роль не только в развитии острого и хронического воспаления, но и принимает непосредственное участие в формировании саркоидных гранулем [2]. С использованием лабораторных животных было показано, что у дефицитных по TNFα мышей формировались гранулемы с участками обширного некроза [34]. Повышенное количество TNFα отмечено в местах локализации саркоидных гранулем [42]. Как оказалось, у больных с прогрессирующим и острым течением данного заболевания уровень TNFα выше, чем у больных с хроническим протеканием этой легочной патологии. Это свидетельствует о том, что содержание данного цитокина у больных СЛ связано не только с формированием гранулем, но и с характером и/или силой воспалительного процесса.

Процесс воспаления при ряде патологий, в том числе и саркоидозе, сопровождается повышением уровня растворимых рецепторов TNF, которые обладают антагонистическим действием в отношении мембранно-связанных рецепторов TNF, модулируя уровень сигнала от лиганда [30]. Можно предположить, что повышенное содержание растворимых TNFII-рецепторов может быть связано с поддержанием саркоидных гранулем. В нашем исследовании показано, что концентрация в плазме крови растворимого рецептора фактора некроза опухоли (sTNFRII) повышена у пациентов с активным и прогрессирующим течением СЛ по сравнению с пациентами контрольной группы (рис. 1Б). Важно, что уровень этих молекул различается у пациентов с разным течением СЛ II стадии. В литературе имеются сведения о том, что существует корреляция между уровнем sTNFR в сыворотке и другими серологическими маркерами активности заболевания, а также параметрами, полученными при радиологическом исследовании пациентов. Показано повышение содержания sTNFRI и sTNFRII в сыворотке крови пациентов с активным и неактивным СЛ. А прием кортикостероидных препаратов способствует значительному уменьшению содержания sTNFRI и sTNFRII в плазме пациентов, отвечающих на данный тип лекарственной терапии [43]. Это позволяет рассматривать данный показатель как потенциальный прогностический маркер характера течения заболевания.

Развитие воспаления при СЛ ассоциировано с накоплением в интерстициальной ткани легкого большого количества CD4+ Т-клеток, продуцирующих провоспалительные цитокины, в том числе цитокины семейства IL-1 (IL-1α и IL-1β), относящиеся к числу ключевых модуляторов воспаления. По результатам наших исследований уровень IL-1β в плазме крови повышен при активном, прогрессирующем и хроническом без терапии развитии СЛ (рис. 1В). Данный цитокин стимулирует Т-лимфоциты, рекрутируя их в очаг воспаления, то есть в интерстициальную ткань и альвеолы [23]. В нашем исследовании мы выявили различия в уровне данного цитокина у больных СЛ с разным течением данного заболевания.

При исследовании цитокинового профиля при СЛ обращают внимание на содержание противовоспалительного и иммуносупрессорного цитокина IL-10. В продукции этого белка участвуют клетки как врожденного, так и адаптивного звена иммунной системы [32]. Он участвует в регуляции функций кровеносных сосудов посредством ингибирования взаимодействия лейкоцитов и эндотелиальных клеток и снижения продукции провоспалительных цитокинов и хемокинов макрофагами и лимфоцитами [36]. Экспериментально показано, что при саркоидозе IL-10 может ингибировать гранулематозное воспаление [17]. Анализ данных литературы не позволяет однозначно ответить на вопрос, как изменяется уровень этого цитокина при СЛ и связан ли он с тяжестью или характером течения заболевания. В исследовании Alavi Foumani G.S. и соавт. выявлено трехкратное повышение содержания IL-10 в сыворотке больных СЛ при сравнении с условно здоровыми людьми [1]. В другом исследовании не выявлено значимых различий в содержании IL-10 в сыворотке здоровых людей и больных СЛ [37]. Возможно, противоречивость результатов связана с выбором групп исследования, количеством людей, включенных в них. В случае, когда авторы анализируют уровень IL-10 в плазме или жидкости БАЛ больных СЛ разной степени тяжести данного заболевания, удается выявить связь между этими показателями. Результаты показали, что легочная инфильтрация не имела линейной корреляции с уровнями IL-10 в сыворотке. Более низкий уровень IL-10 в сыворотке крови обнаружен на стадии, характеризующейся практически полным поражением паренхимы легких, что может быть обусловлено также приемом стероидных препаратов или прогрессированием заболевания. Однако это только предположение, поскольку, по одним сведениям, стероиды способны снижать уровень IL-10 в сыворотке крови [13], по другим — кортикостероиды, которые обычно используются для лечения саркоидза легких, обладают способностью усиливать продукцию IL-10 [29]. Подтверждением того, что уровень IL-10 у больных СЛ может быть связан с тяжестью заболевания, служат результаты исследований Saussine A. и соавт. [33]. По результатам наших исследований уровень противовоспалительного цитокина IL-10 был ниже в плазме крови больных с активным, хроническим без лечения и прогрессирующим течением заболевания по сравнению с данным показателем у условно здоровых людей (p = 0,001, p = 0,001, p < 0,001 соответственно) (рис. 1Г). При этом значимых различий в содержании указанного цитокина при сравнении группы больных с активным и прогрессирующим развитием СЛ не выявлено (p = 0,662) (рис. 1Г).

Важной составляющей патогенеза СЛ является активация T-хелперов 1 типа (Th1), которые участвуют в поддержании воспаления и в формировании гранулемы [26]. Активность и пролиферация эффекторных Т-клеток в свою очередь определяется количеством и типом супрессорных клеток. Treg представляют собой специализированную подгруппу CD4+ Т-клеток, развитие и функционирование которых зависит от транскрипционного фактора FOXP3 (Forkhead Box Protein P3) [41]. Они, как правило, обладают иммуносупрессивным действием и играют решающую роль в функционировании, установлении и поддержании иммунной толерантности посредством множества механизмов, включая выработку противовспалительных цитокинов (IL-10, IL-2) [20]. Как было отмечено ранее, экспрессия FOXP3 может служить показателем пула Treg [15]. Необходимо отметить, что сведения о количестве и типах регуляторных Т-лимфоцитов у больных СЛ противоречивы. В ряде работ отмечено повышение количества этих клеток в периферической крови больных СЛ [21]. В других же исследованиях, напротив, обнаружено, что Treg-клетки в жидкости бронхоальвиолярного лаважа больных СЛ функционально дефектны [24]. В исследовании Zhang H. и соавт. показано, что у больных СЛ количество Treg-клеток в периферической крови выше, чем у условно здоровых людей, и этот показатель коррелирует с активностью заболевания [40]. В то же время количество Treg в жидкости БАЛ у этих пациентов, напротив, значительно ниже, чем у здоровых индивидов. Примечательно, что у больных на стадии регрессии заболевания, в свою очередь, отмечается супрессия иммунного ответа [19]. Обнаруженное нами снижение уровня транскриптов гена FOXP3 в ЛПК пациентов с СЛ с активным и прогрессирующим течением, по сравнению с их уровнем у пациентов с хронической формой заболевания и условно здоровыми людьми, вероятно, связано со снижением количества циркулирующих Treg на фоне приема кортикостероидных препаратов.

Таким образом, результаты проведенного анализа свидетельствуют о том, что развитие и прогрессирование патологического процесса при СЛ характеризуется изменением спектра молекулярно-биохимических показателей крови.

Заключение

Для уточнения клинической картины заболевания важное значение имеет информация о динамике молекулярных биомаркеров, отражающих степень развития воспаления при СЛ. Эта информация также необходима для назначения и коррекции проводимой терапии. Кроме того, результаты проведенного исследования могут быть использованы для изучения патогенетических механизмов развития и прогрессирования заболевания.

×

About the authors

Irina E. Malysheva

Karelian Research Centre Russian Academy of Sciences; Institute of Biology of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: i.e.malysheva@yandex.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Centre of Biomedical Research, Senior Researcher, Laboratory of Genetics

Russian Federation, Petrozavodsk; Petrozavodsk

L. V. Topchieva

Institute of Biology of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: i.e.malysheva@yandex.ru

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Genetics

Russian Federation, Petrozavodsk

O. V. Balan

Karelian Research Centre Russian Academy of Sciences; Institute of Biology of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: i.e.malysheva@yandex.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Centre of Biomedical Research, Senior Researcher, Laboratory of Genetics

Russian Federation, Petrozavodsk; Petrozavodsk

I. V. Kurbatova

Institute of Biology of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: i.e.malysheva@yandex.ru

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Genetics

Russian Federation, Petrozavodsk

E. L. Tikhonovich

V.A. Baranov Republican Hospital

Email: i.e.malysheva@yandex.ru

PhD (Medicine), Head of the Respiratory Therapy Department

Russian Federation, Petrozavodsk

References

  1. Alavi Foumani G.S., Geranmayeh S., Tangestani Nejad A., Pour Kazemi A., Kazem Nejad Leili E., Jafari A., Amooei Khanabbasi M. Comparison of serum interleukin-10 level of fungal exposure among patients with pulmonary sarcoidosis and healthy people. Sarcoidosis Vasc. Diffuse Lung Dis., 2018, vol. 35, no. 4, pp. 294–298. doi: 10.36141/svdld.v35i4.6757
  2. Agostini C., Adami F., Semenzato G. New pathogenetic insights into the sarcoid granuloma. Curr. Opin. Rheumatol., 2000, vol. 12, no. 1, pp. 71–76. doi: 10.1097/00002281-200001000-00012
  3. Antoniu S.A. Targeting the TNF-alpha pathway in sarcoidosis. Expert Opin. Ther. Targets, 2010, vol. 14, no. 1, pp. 21–29. doi: 10.1517/14728220903449244
  4. Atretkhany K.S., Gogoleva V., Drutskaya M.S., Nedospasov S.A. Distinct modes of TNF signaling through its two receptors in health and disease. J. Leukoc. Biol., 2020, vol. 107, pp. 893–905. doi: 10.1002/JLB.2MR0120-510R
  5. Borthwick L.A. The IL-1 cytokine family and its role in inflammation and fibrosis in the lung. Semin. Immunopathol., 2016, vol. 38, no. 4, pp. 517–534. doi: 10.1007/s00281-016-0559-z
  6. Broos C., Hendriks R.W., Kool M. T-cell immunology in sarcoidosis: disruption of a delicate balance between helper and regulatory T-cells. Curr. Opin. Pulm. Med., 2016, vol. 22, no. 5, pp. 476–483. doi: 10.1097/MCP.0000000000000303
  7. Broos C.E., van Nimwegen M., Kleinjan A., ten Berge B., Muskens F., in 't Veen J.C., Annema J.T., Lambrecht B.N., Hoogsteden H.C., Hendriks R.W., Kool M., van den Blink B. Impaired survival of regulatory T cells in pulmonary sarcoidosis. Respir. Res., 2015, vol. 16: 108. doi: 10.1186/s12931-015-0265-8
  8. Chaudhry A.A., Rudensky A.Y. Control of inflammation by integration of environmental cues by regulatory T cells. J. Clin. Invest., 2013, vol. 123, no. 3, pp. 939–944. doi: 10.1172/JCI57175
  9. Chen E.I., Moller D.R. Etiologies of sarcoidosis. Clin. Rev. Allergy Immunol., 2015, vol. 49, no. 1, pp. 6–18. doi: 10.1007/s12016-015-8481-z
  10. Criado E., Sánchez M., Ramírez J., Arguis P., de Caralt T.M., Perea R.J., Xaubet A. Pulmonary sarcoidosis: typical and atypical manifestations at high-resolution CT with pathologic correlation. Radiographics, 2010, vol. 30, no. 6, pp. 1567–1586. doi: 10.1148/rg.306105512
  11. Dong Y., Dekens W.L., Deyn Naudé P., Eisel U.L.M. Targeting of tumor necrosis factor alpha receptors as a therapeutic strategy for neurodegenerative disorders. Antibodies, 2015, vol. 4, no. 4, pp. 369–408. doi: 10.3390/antib4040369
  12. Fischer R., Kontermann R.E., Pfizenmaier K. Selective targeting of TNF receptors as a novel therapeutic approach. Front. Cell Dev. Biol., 2020, vol. 8: 401. doi: 10.3389/fcell.2020.00401
  13. Fuse K., Kodama M., Okura Y., Ito M., Aoki Y., Hirono S., Kato K., Hanawa H., Aizawa Y. Levels of serum interleukin-10 reflect disease activity in patients with cardiac sarcoidosis. Jpn. Circ. J., 2001, vol. 64, no. 10, pp. 755–759. doi: 10.1253/jcj.64.755
  14. Georgiev P.A., Charbonnier L.M., Chatila T.A. Regulatory T cells: the many faces of Foxp3. Clin. Immunol., 2019, vol. 39, no. 7, pp. 623–640. doi: 10.1007/s10875-019-00684-7
  15. Genre J.L., Errante P.G., Kokron C., Toledo-Barros M., Câmara N.O.S., Rizzo L.V. Reduced frequency of CD4(+)CD25(HIGH)FOXP3(+) cells and diminished FOXP3 expression in patients with common variable immunodeficiency: a link to autoimmunity. Clin. Immunol., 2009, vol. 132, no. 2, pp. 215–221. doi: 10.1016/j.clim.2009.03.519
  16. Grunewald J. Genetics of sarcoidosis. Curr. Opin. Pulm. Med., 2008, vol. 14, pp. 434–439. doi: 10.1097/MCP.0b013e3283043de7
  17. Herfarth H.H., Mohanty S.P., Rath H.C., Tonkonogy S.L., Sartor R.B. Interleukin 10 suppresses experimental chronic, granulomatous inflammation induced by bacterial cell wall polymers. Gut, 1996, vol. 39, no. 6, pp. 836–845. doi: 10.1136/gut.39.6.836
  18. Hutyrová B., Pantelidis P., Drábek J., Zůrková M., Kolek V., Lenhart K., Welsh K.I., Bois R.M., Petrek M. Interleukin-1 gene cluster polymorphisms in sarcoidosis and idiopathic pulmonary fibrosis. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2002, vol. 165, no. 2, pp. 148–151. doi: 10.1164/ajrccm.165.2.2106004
  19. Idali F., Wikén M., Wahlström J., Mellstedt H., Eklund A., Rabbani H., Grunewald J. Reduced Th1 response in the lungs of HLA-DRB1*0301 patients with pulmonary sarcoidosis. Eur. Respir. J., 2006, vol. 27, pp. 451–459. doi: 10.1183/09031936.06.00067105
  20. Josefowicz S.Z., Lu L.F., Rudensky A.Y. Regulatory T cells: mechanisms of differentiation and function. Annu. Rev. Immunol., 2012, vol. 30, pp. 531–564. doi: 10.1146/annurev.immunol.25.022106.141623
  21. Kachamakova-Trojanowska N., Jazwa-Kusior A., Szade K., Kasper L.M., Soja J., Andrychiewicz A., Jakiela B., Plutecka H., Sanak M., Jozkowicz A., Sladek K., Dulak J. Molecular profiling of regulatory T cells in pulmonary sarcoidosis. J. Autoimmun., 2018, vol. 94, pp. 56–69. doi: 10.1016/j.jaut.2018.07.012
  22. Kieszko R., Krawczyk P., Chocholska S., Bojarska-Junak A., Jankowska O., Król A., Roliński J., Milanowski J. Tumor necrosis factor receptors (TNFRs) on T lymphocytes and soluble TNFRs in different clinical courses of sarcoidosis. Respir. Med., 2007, vol. 101, pp. 645–654. doi: 10.1016/j.rmed.2006.06.004
  23. Kolb M., Margetts P.J., Anthony D.C., Pitossi F., Gauldie J. Transient expression of IL-1β induces acute lung injury and chronic repair leading to pulmonary fibrosis. J. Clin. Invest., 2001, vol. 107, no. 12, pp. 1529–1536. doi: 10.1172/JCI12568
  24. Kumari R., Chakraborty S., Jain R., Mitra S., Mohan A., Guleria R., Pandey S., Chaudhury U., Mitra D.K. Inhibiting OX40 restores regulatory T-cell function and suppresses inflammation in pulmonary sarcoidosis. Chest, 2021, vol. 160, no. 3, pp. 969–982. doi: 10.1016/j.chest.2021.04.032
  25. Lepzien R., Liu S., Czarnewski P., Nie M., Österberg B., Baharom F., Pourazar J., Rankin G., Eklund A., Bottai M., Kullberg S., Blomberg A., Grunewald J., Smed-Sörensen A. Monocytes in sarcoidosis are potent tumour necrosis factor producers and predict disease outcome. Eur. Respir. J., 2021, vol. 58, no. 1: 2003468. doi: 10.1183/13993003.03468-2020
  26. Mortaz E., Rezayat F., Amani D., Kiani A., Garssen J., Adcock I.M., Velayati A. The roles of T helper 1, T helper 17 and regulatory T cells in the pathogenesis of sarcoidosis. Allergy Asthma Immunol., 2016, vol. 15, no. 4, pp. 334–339
  27. Oltmanns U., Schmidt B., Hoernig S., Witt C., John M. Increased spontaneous interleukin-10 release from alveolar macrophages in active pulmonary sarcoidosis. Exp. Lung Res., 2003, vol. 29, no. 5, pp. 315–328. doi: 10.1080/01902140303786
  28. Pinto J.M., Dias V., Zoller H., Porto G., Carmo H., Carvalho F., de Sousa M. Hepcidin messenger RNA expression in human lymphocytes. Immunology, 2010, vol. 130, no. 2, pp. 217–230. doi: 10.1111/j.1365-2567.2009.03226.x
  29. Richards D.M., Fernandez M., Caulfield J., Hawrylowicz C.M. Glucocorticoids drive human CD8+ T cell differentiation towards a phenotype with high IL-10 and reduced IL-4, IL-5, and IL-13 production. Eur. J. Immunol., 2000, vol. 30, no. 8, pp. 2344–2354. doi: 10.1002/1521-4141(2000)30:8<2344::AID-IMMU2344>3.0.CO;2-7
  30. Ruiz A., Palacios Y., Garcia I., Chavez-Galán L. Transmembrane TNF and its receptors TNFR1 and TNFR2 in mycobacterial infections. Int. J. Mol. Sci., 2021, vol. 22: 5461. doi: 10.3390/ijms22115461
  31. Sabat R. IL-10 family of cytokines. Cytokine Growth Factor Rev., 2010, vol. 21, no. 5, pp. 315–324. doi: 10.1016/j.cytogfr.2010.11.001
  32. Sabat R., Grütz G., Warszawska K., Kirsch S., Witte E., Wolk K., Geginat J. Biology of interleukin-10. Cytokine Growth Factor Rev., 2010, vol. 5, pp. 331–344. doi: 10.1016/j.cytogfr.2010.09.002
  33. Saussine A., Tazi A., Feuillet S., Rybojad M., Juillard C., Bergeron A., Dessirier V., Bouhidel F., Janin A., Bensussan A., Bagot M., Bouaziz J.D. Chronic sarcoidosis is characterized by increased transitional blood B cells, increased IL-10-producing regulatory B cells and high BAFF levels. PLoS One, 2012, vol. 7, no. 8: e43588. doi: 10.1371/journal.pone.0043588
  34. Sharma S.K., Ghosh B., Sharma S.K. Association of TNF polymorphisms with sarcoidosis, its prognosis and tumour necrosis factor (TNF)-alpha levels in Asian Indians. Clin. Exp. Immunol., 2008, vol. 151, no. 2, pp. 251–259. doi: 10.1111/j.1365-2249.2007.03564.x
  35. Sharma S., Rathored J., Ghosh B., Sharma S. Genetic polymorphisms in TNF genes and tuberculosis in North Indians. BMC Infect. Dis., 2010, vol. 10: 165. doi: 10.1186/1471-2334-10-165
  36. Smith D., Irving S., Sheldon J., Cole D., Kaski J. Serum levels of the antiinflammatory cytokine interleukin-10 are decreased in patients with unstable angina. Circulation, 2001, vol. 104, no. 7, pp. 746–749. doi: 10.1161/hc3201.094973
  37. Terčelj M., Stopinšek S., Ihan A., Salobir B., Simčič S., Rylander R. Fungal exposure and low levels of IL-10 in patients with sarcoidosis. Pulm. Med., 2014: 164565. doi: 10.1155/2014/164565
  38. Verwoerd A., Hijdra D., Vorselaars A.D.M., Crommelin H.A., van Moorsel C.H.M., Grutters J.C., Claessen A.M.E. Infliximab therapy balances regulatory T cells, tumour necrosis factor receptor 2 (TNFR2) expression and soluble TNFR2 in sarcoidosis. Clin. Exp. Immunol., 2016, vol. 185, no. 2, pp. 263–270. doi: 10.1111/cei.12808
  39. Yamaguchi T., Wing J.B., Sakaguchi S. Two modes of immune suppression by Foxp3(+) regulatory T cells under inflammatory or non-inflammatory conditions. Semin. Immunol., 2011, vol. 23, no. 6, pp. 424–430. doi: 10.1016/j.smim.2011.10.002
  40. Zhang H., Jiang D., Zhu L., Zhou G., Xie B., Cui Y., Costabel U., Dai H. Imbalanced distribution of regulatory T cells and Th17.1 cells in the peripheral blood and BALF of sarcoidosis patients: relationship to disease activity and the fibrotic radiographic phenotype. Front. Immunol., 2023, vol. 14: 1185443. doi: 10.3389/fimmu.2023.1185443
  41. Zhang L., Zhao Y. The regulation of Foxp3 expression in regulatory CD4(+)CD25(+) T cells: multiple pathways on the road. J. Cell Physiol., 2007, vol. 3, pp. 590–597. doi: 10.1002/jcp.21001
  42. Zheng L., Teschler H., Guzman J., Hübner K., Striz I., Costabel U. Alveolar macrophage TNF release and BAL cell phenotypes in sarcoidosis. Am. J. Respir. Crit. Care Med., 1995, vol. 152, pp. 1061–1066. doi: 10.1164/ajrccm.152.3.7663784
  43. Ziegenhagen M.W., Fitschen J., Martinet N., Schlaak M., Müller-Quernheim J. Serum level of soluble tumour necrosis factor receptor II (75 kDa) indicates inflammatory activity of sarcoidosis. J. Intern. Med., 2000, vol. 248, pp. 33–41. doi: 10.1046/j.1365-2796.2000.00685.x
  44. Zissel G., Prasse A., Müller-Quernheim J. Immunologic response of sarcoidosis. Semin. Respir. Crit. Care Med., 2010, vol. 31, no. 4, pp. 390–403. doi: 10.1055/s-0030-1262208

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. TNFα (А), TNFR2 (B), IL-1β (C) and IL-10 (D) concentration in the blood plasma of healthy people and patients with pulmonary sarcoidosis

Download (655KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. The expression level of the FOXP3 gene in the PBL of healthy people and patients with pulmonary sarcoidosis

Download (167KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Malysheva I.E., Topchieva L.V., Balan O.V., Kurbatova I.V., Tikhonovich E.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.