pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2022-32-5-678-686pulmo-2233Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESСодержание катепсина S в плазме крови при бронхиальной астме тяжелого теченияBlood plasma cathepsin S in severe bronchial asthmahttps://orcid.org/0000-0001-6896-877XКрапошинаА. Ю.KraposhinaA. Yu.

Крапошина Ангелина Юрьевна – кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры госпитальной терапии и иммунологии с курсом постдипломного образования Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, врач-пульмонолог отделения пульмонологии Краевого государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Краевая клиническая больница»

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1, 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3А

Angelina Yu. Kraposhina, Candidate of Medicine, Associate Professor, Department of Hospital Therapy and Immunology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F.Voyno-Yasenetsky”, pulmonologist, Department of Pulmonology, Krasnoyarsk Regional Clinical Hospital

ul. Partizana Zheleznyakа 1, Krasnoyarsk, 660022,

ul. Partizana Zheleznyakа 3А, Krasnoyarsk, 660022

angelina-maria@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9377-5213СобкоЕ. А.SobkoE. A.

Собко Елена Альбертовна – доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии и иммунологии с курсом постдипломного образования Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующая отделением аллергологии Краевого государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Краевая клиническая больница»

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1, 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3А

Elena A. Sobko, Doctor of Medicine, Professor, Department of Hospital Therapy and Immunology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F.Voyno-Yasenetsky”, Head of the Department of Allergology, Krasnoyarsk Regional Clinical Hospital

ul. Partizana Zheleznyakа 1, Krasnoyarsk, 660022,

ul. Partizana Zheleznyakа 3А, Krasnoyarsk, 660022

sobko29@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8982-5292ДемкоИ. В.DemkoI. V.

Демко Ирина Владимировна – доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой госпитальной терапии и иммунологии с курсом постдипломного образования Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации; заведующая легочно-аллергологическим центром Краевого государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Краевая клиническая больница»

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1, 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3А

 

Irina V. Demko, Doctor of Medicine, Professor, Head of the Department of Hospital Therapy and Immunology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F.Voyno-Yasenetsky”, Head of the Lung and Allergology Center, Krasnoyarsk Regional Clinical Hospital

ul. Partizana Zheleznyakа 1, Krasnoyarsk, 660022,

ul. Partizana Zheleznyakа 3А, Krasnoyarsk, 660022

demko64@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6649-8900КацерА. Б.KatserA. B.

Кацер Анна Борисовна – научный сотрудник кафедры госпитальной терапии и иммунологии с курсом постдипломного образования 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

Anna B. Katser, Research Associate, Department of Hospital Therapy and Immunology

ul. Partizana Zheleznyakа 1, Krasnoyarsk, 660022

lesmotsfors@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7999-4113КазмерчукО. В.KazmerchukO. V.

Казмерчук Ольга Витальевна – научный сотрудник кафедры госпитальной терапии и иммунологии с курсом постдипломного образования 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

Olga V. Kazmerchuk, Research Associate, Department of Hospital Therapy and Immunology

ul. Partizana Zheleznyakа 1, Krasnoyarsk, 660022

olguna24@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9937-1025АбрамовЮ. И.AbramovYu. I.

Абрамов Юрий Игоревич – научный сотрудник кафедры госпитальной терапии и иммунологии с курсом постдипломного образования 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1

Yury I. Abramov, Research Associate, Department of Hospital Therapy and Immunology

ul. Partizana Zheleznyakа 1, Krasnoyarsk, 660022

yuriyab1997@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7569-3863ЭйдемиллерН. С.EydemillerN. S.

Эйдемиллер Нина Сергеевна – врач клинической лабораторной диагностики клинико-диагностической лаборатории 

660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3А

Nina S. Eydemiller, clinical laboratory diagnostician, Clinical Diagnostic Laboratory

ul. Partizana Zheleznyakа 3А, Krasnoyarsk, 660022

ninaejdemiller2095@gmail.comФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого" МЗ РФ; Краевое государственное бюджетное учреждение здравоохранения "Краевая клиническая больница"РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F.Voyno-Yasenetsky” of the Ministry of Health of the Russian Federation; Krasnoyarsk Regional Clinical HospitalRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F.Voyno-Yasenetsky” of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationКраевое государственное бюджетное учреждение здравоохранения "Краевая клиническая больница"РоссияKrasnoyarsk Clinical Regional HospitalRussian Federation202210102022325678686Copyright © Крапошина А.Ю., Собко Е.А., Демко И.В., Кацер А.Б., Казмерчук О.В., Абрамов Ю.И., Эйдемиллер Н.С., 20222022Крапошина А.Ю., Собко Е.А., Демко И.В., Кацер А.Б., Казмерчук О.В., Абрамов Ю.И., Эйдемиллер Н.С.Kraposhina A.Y., Sobko E.A., Demko I.V., Katser A.B., Kazmerchuk O.V., Abramov Y.I., Eydemiller N.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/2233

Целью исследования явилось выявление возможной связи уровня катепсина S с клинико-функциональными и лабораторными показателями у пациентов с тяжелой бронхиальной астмой (ТБА).

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследованы пациенты с ТБА (n = 114: 96 (84,2 %) женщин и 18 (15,8 %) мужчин), которые были разделены на 2 группы: 1-я – больные аллергической ТБА, 2-я – больные неаллергической ТБА. Параметры функции внешнего дыхания регистрировали на аппарате общей плетизмографии (Erich Jaeger, Германия). Определение концентрации цитокинов интерлейкинов (IL)-4, -5 и -13, периостина, катепсина S, трансформирующего фактора роста-β (TGF-β) в плазме крови проводилось методом твердофазного иммуноферментного анализа (eBioscience, США).

Результаты

Результаты. Фиксированная обструкция регистрировалась в 48 и 50 % случаев, а эозинофилия периферической крови – в 41,5 и 25 % случаев в 1-й и 2-й группе соответственно. Повышение содержания IL-5, IL-13 и катепсина S в плазме крови наблюдалось в обеих группах. При неаллергической ТБА выявлено повышение уровня IL-4 и TGF-β. При аллергической ТБА отмечалось повышение содержания периостина в плазме крови в сравнении с контролем и показателями больных 2-й группы. Статистически значимая корреляционная связь между содержанием катепсина S и концентрацией IL-4, -5 в плазме крови установлена в обеих группах. Слабая корреляционная связь между уровнем катепсина S в плазме крови и клиническими симптомами заболевания, такими как частота использования КДБА и приступы удушья, выявлена только в 1-й группе. В обеих группах зафиксирована значимая корреляционная связь между уровнем катепсина S и TGF-β.

Заключение

Заключение. В обеих группах пациентов с ТБА установлена значимая корреляционная связь между уровнем катепсина S и TGF-β в сыворотке крови, что может косвенно свидетельствовать об участии катепсина S в процессах ремоделирования дыхательных путей независимо от формы заболевания. 

The aim

The aim. To determine the level of cathepsin S and to identify its possible relationships with clinical, functional and laboratory indicators in patients with severe bronchial asthma.

Methods

Methods. 114 patients with severe bronchial asthma were examined. 96 women (84.2%) and 18 (15.8%) men were divided into 2 groups: allergic and non-allergic severe bronchial asthma. The external respiration function was assessed with whole-body plethysmography (“Erich Jaeger”, Germany). The plasma concentration of cytokines IL-4, IL-5, IL-13, periostin, cathepsin S, TGF-β was estimated with ELISA (“eBioscience”, USA).

Results

Results. Fixed obstruction is reported in 48% and 50% of cases of allergic and non-allergic severe asthma, respectively. Peripheral blood eosinophilia occurs in 41.5% of cases with allergic and in 25% of cases with non-allergic asthma. IL-5, IL-13, and cathepsin S levels were increased in both groups. An increase in IL-4 and TGF-β levels was revealed in non-allergic asthma. Periostin levels were increased in patients with allergic asthma as compared with the control and the second group. Positive correlation between cathepsin S and concentration of IL-4, IL-5 was established in both groups. We identified weak positive correlation between cathepsin S levels and clinical symptoms of the disease, such as frequency of SABA use and asphyxiation attacks, only in the allergic asthma group. A positive correlation between cathepsin S and TGF-β was established in both groups.

Conclusion

Conclusion. A positive correlation between serum cathepsin S and TGF-β was established in both allergic and non-allergic severe bronchial asthma. The found moderate relationship may indirectly indicate the involvement of cathepsin S in airway remodeling processes regardless of the disease type.

 

 

тяжелая бронхиальная астмафенотипвоспалениекатепсин Ssevere asthmaphenotypeinflammationcathepsin SReferencesGlobal Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention (2020 update). Available at: www.ginasthma.orgGlobal Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention (2020 update). Available at: www.ginasthma.orgАвдеев С.Н., Ненашева Н.М., Жуденков К.В. и др. Распространенность, заболеваемость, фенотипы и другие характеристики тяжелой бронхиальной астмы в Российской Федерации. Пульмонология. 2018; 28 (3): 341–358. DOI: 10.18093/0869-0189-2018-28-3-341-358.Avdeev S.N., Nenasheva N.M., Zhudenkov K.V. et al. [Prevalence, morbidity, phenotypes and other characteristics of severe bronchial asthma in Russian Federation]. Pul’monologiya. 2018; 28 (3): 341– 358. DOI: 10.18093/0869-0189-2018-28-3-341-358 (in Russian).Ненашева Н.М. Фенотипы бронхиальной астмы и выбор терапии. Практическая пульмонология. 2014; (2): 2–11. Доступно на: https://atmosphere-ph.ru/modules/magazines/articles/pulmo/pp_2_2014_02.pdfNenasheva N.M. [Bronchial asthma phenotypes and choice of therapy]. Prakticheskaya pul’monologiya. 2014; 2: 2–11. Available at: https://atmosphere-ph.ru/modules/magazines/articles/pulmo/pp_2_2014_02.pdf (in Russian).Zavasnik-Bergant T., Turk B. Cysteine cathepsins in immune response. Tissue Antigens. 2006; 67 (5): 349–355. DOI: 10.1111/j.1399-0039.2006.00585.x.Zavasnik-Bergant T., Turk B. Cysteine cathepsins in immune response. Tissue Antigens. 2006; 67 (5): 349–355. DOI: 10.1111/j.1399-0039.2006.00585.x.Brown R., Nath S., Lora A. et al. Cathepsin S: investigating an old player in lung disease pathogenesis, comorbidities, and potential therapeutics. Respir. Res. 2020; 21 (1): 111. DOI: 10.1186/S12931-020-01381-5.Brown R., Nath S., Lora A. et al. Cathepsin S: investigating an old player in lung disease pathogenesis, comorbidities, and potential therapeutics. Respir. Res. 2020; 21 (1): 111. DOI: 10.1186/S12931-020-01381-5.Yadati T., Houben T., Bitorina A., Shiri-Sverdlov R. The ins and outs of Cathepsins: physiological function and role in disease management. Cells. 2020; 9 (7): 1679. DOI: 10.3390/cells9071679.Yadati T., Houben T., Bitorina A., Shiri-Sverdlov R. The ins and outs of Cathepsins: physiological function and role in disease management. Cells. 2020; 9 (7): 1679. DOI: 10.3390/cells9071679.Patel S., Homaei A., El-Seedi H.R., Akhtar N. Cathepsins: proteases that are vital for survival but can also be fatal. Biomed. Pharmacother. 2018; 105: 526–532. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.05.148.Patel S., Homaei A., El-Seedi H.R., Akhtar N. Cathepsins: proteases that are vital for survival but can also be fatal. Biomed. Pharmacother. 2018; 105: 526–532. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.05.148.Bennett G.H., Carpenter L., Hao W. et al. Risk factors and clinical outcomes associated with fixed airflow obstruction in older adults with asthma. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2017; 120 (2): 164–168. e1. DOI: 10.1016/j.anai.2017.10.004.Bennett G.H., Carpenter L., Hao W. et al. Risk factors and clinical outcomes associated with fixed airflow obstruction in older adults with asthma. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2017; 120 (2): 164–168. e1. DOI: 10.1016/j.anai.2017.10.004.Li C., Chen Q., Jiang Y., Liu Z. Single nucleotide polymorphisms of cathepsin S and the risks of asthma attack induced by acaroid mites. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8 (1): 1178–1187. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4358566Li C., Chen Q., Jiang Y., Liu Z. Single nucleotide polymorphisms of cathepsin S and the risks of asthma attack induced by acaroid mites. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8 (1): 1178–1187. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4358566Deschamps K., Cromlish W., Weicker S. et al. Genetic and pharmacological evaluation of cathepsin s in a mouse model of asthma. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2011; 45 (1): 81–87. DOI: 10.1165/rcmb.2009-0392OC.Deschamps K., Cromlish W., Weicker S. et al. Genetic and pharmacological evaluation of cathepsin s in a mouse model of asthma. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2011; 45 (1): 81–87. DOI: 10.1165/rcmb.2009-0392OC.Zhang X., Zhou Y., Yu X. et al. Differential roles of cysteinyl cathepsins in TGF-β signaling and tissue fibrosis. iScience. 2019; 19: 607– 622. DOI: 10.1016/j.isci.2019.08.014.Zhang X., Zhou Y., Yu X. et al. Differential roles of cysteinyl cathepsins in TGF-β signaling and tissue fibrosis. iScience. 2019; 19: 607– 622. DOI: 10.1016/j.isci.2019.08.014.Saito A., Horie M., Nagase T. TGF-β signaling in lung health and disease. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19 (8): 2460. DOI: 10.3390/ijms19082460.Saito A., Horie M., Nagase T. TGF-β signaling in lung health and disease. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19 (8): 2460. DOI: 10.3390/ijms19082460.Sobotic B., Vizovisek M., Vidmar R. et al. Proteomic identification of cysteine Cathepsin substrates shed from the surface of cancer cells. Mol. Cell. Proteomics. 2015; 14 (8): 2213–2228. DOI: 10.1074/mcp.M114.044628.Sobotic B., Vizovisek M., Vidmar R. et al. Proteomic identification of cysteine Cathepsin substrates shed from the surface of cancer cells. Mol. Cell. Proteomics. 2015; 14 (8): 2213–2228. DOI: 10.1074/mcp.M114.044628.Roth M., Zhong J., Zumkeller C. et al. The role of IgE-receptors in IgE-dependent airway smooth muscle cell remodelling. PLoS One. 2013, 8 (2): e56015. DOI: 10.1371/journal.pone.0056015.Roth M., Zhong J., Zumkeller C. et al. The role of IgE-receptors in IgE-dependent airway smooth muscle cell remodelling. PLoS One. 2013, 8 (2): e56015. DOI: 10.1371/journal.pone.0056015.Tliba O., Panettieri R.A. Paucigranulocytic asthma: Uncoupling of airway obstruction from inflammation. J. Allergy Clin. Immunol. 2019; 143 (4): 1287–1294. DOI: 10.1016/j.jaci.2018.06.008.Tliba O., Panettieri R.A. Paucigranulocytic asthma: Uncoupling of airway obstruction from inflammation. J. Allergy Clin. Immunol. 2019; 143 (4): 1287–1294. DOI: 10.1016/j.jaci.2018.06.008.Elliot J.G., Noble P.B., Mauad T. et al. Inflammation-dependent and independent airway remodelling in asthma. Respirology. 2018; 23 (12): 1138–1145. DOI: 10.1111/resp.13360.Elliot J.G., Noble P.B., Mauad T. et al. Inflammation-dependent and independent airway remodelling in asthma. Respirology. 2018; 23 (12): 1138–1145. DOI: 10.1111/resp.13360.Демко И.В., Собко Е.А., Чубарова С.В. и др. Особенности системного воспаления, функции внешнего дыхания и морфологической структуры слизистой оболочки бронхов при тяжелой бронхиальной астме. Сибирское медицинское обозрение. 2014; (5): 47–52. Доступно на: https://smr.krasgmu.ru/journal/1262_47-52.pdfDemko I.V., Sobko E.A., Chubarova S.V. et al. [Features of the systemic inflammation, external respiration functions and morphological structure of the bronchial mucous membrane in severe bronchial asthma]. Sibirskoye meditsinskoye obozreniye. 2014; (5): 47–52. Available at: https://smr.krasgmu.ru/journal/1262_47-52.pdf/ (in Russian).

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