Экспрессия микроРНК miR-21 и miR-146а у пациентов мужского пола с перекрестным фенотипом бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких

Пациенты с сочетанием бронхиальной астмы (БА) и хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) – перекрестным фенотипом (ПФ) БА и ХОБЛ – представляют собой отдельную нозологическую группу. ПФ БА + ХОБЛ является мультифакторным заболеванием. Существует гипотеза, что генетический контроль развития ПФ БА + ХОБЛ на посттранскрипционном уровне осуществляется с помощью регуляции экспрессии генов с участием микроРНК (miR) miR-21 и miR-146а; данные молекулы могут рассматриваться в качестве потенциальных диагностических маркеров ПФ БА и ХОБЛ.

Целью настоящего исследования явилась оценка экспрессии miR-21, miR-146а у пациентов мужского пола с сочетанием БА и ХОБЛ по сравнению с лицами с изолированными БА и ХОБЛ.

Материалы и методы. Обследованы пациенты (n = 65) мужского пола (n = 48: 19 – больные с ПФ БА и ХОБЛ; 14 – БА, 15 – ХОБЛ) и лица контрольной группы (n = 17). У всех больных выполнено комплексное клинико-лабораторное и инструментальное обследование. Экспрессия miR-21, miR-146a оценена в периферической крови методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. При ПФ БА + ХОБЛ установлены более низкие уровни miR-21 и miR-146a, чем в группах БА, ХОБЛ и контроля. У больных ПФ БА + ХОБЛ низкие уровни miR-21 и miR-146а, ассоциированные с меньшей длительностью заболевания и наличием коморбидной патологии (гипертоническая болезнь, стенокардия), выявлены у пациентов с дебютом заболевания в более старшем возрасте. Низкий уровень miR-21 ассоциировался с меньшей обратимостью бронхообструкции у этих пациентов, несмотря на эозинофильное воспаление в бронхах.

Заключение. Продемонстрировано, что в рамках комплексной диагностики ПФ БА + ХОБЛ у мужчин целесообразно оценивать экспрессию miR-146a, miR-21 в периферической крови. МикроРНК miR-146a и miR-21 являются перспективными молекулярными мишенями для фенотип-специфической терапии у пациентов мужского пола с ПФ БА и ХОБЛ.

1. Yanagisawa S., Ichinose M. Definition and diagnosis of asthma–COPD overlap (ACO). Allergol. Int. 2018; 67 (2):172–178. DOI: 10.1016/j.alit.2018.01.002.

2. Vishnoi A., Rani S. MiRNA Biogenesis and regulation of diseases: an overview. Methods Mol. Biol. 2017; 1509: 1–10. DOI: 10.1007/978-1-4939-6524-3_1.

3. Stolzenburg L.R., Harris A. The role of microRNAs in chronic respiratory disease: recent insights. Biol. Chem. 2018; 399 (3): 219–234. DOI: 10.1515/hsz-2017-0249.

4. Pritchard C.C., Cheng H.H., Tewari M. MicroRNA profiling: approaches and considerations. Nat. Rev. Genet. 2012; 13 (5): 358–369. DOI: 10.1038/nrg3198.

5. Perry M.M., Moschos S.A., Williams A.E. et al. Rapid changes in microRNA-146a expression negatively regulate the IL-1beta-induced inflammatory response in human lung alveolar epithelial cells. J. Immunol. 2008; 180 (8):5689–5698. DOI: 10.4049/jimmunol.180.8.5689.

6. Wu X.B., Wang M.Y., Zhu H.Y. et al. Overexpression of microRNA-21 and microRNA-126 in the patients of bronchial asthma. Int. J. Clin. Exp. Med. 2014; 7 (5): 1307–1312.

7. Yu Z.W., Xu Y.Q., Zhang X.J. et al. Mutual regulation between miR-21 and the TGFβ/Smad signaling pathway in human bronchial fibroblasts promotes airway remodeling. J. Asthma. 2019; 56 (4): 341–349. DOI: 10.1080/02770903.2018.1455859.

8. Diagnosis of diseases of chronic airflow limitation: Asthma, COPD and Asthma-COPD Overlap Syndrome (ACOS). Based on the Global Strategy for Asthma Management and Prevention and the Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of Cronic Obstructive Pulmonary Disease. Updated 2015. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2016/04/GOLD_ACOS_2015.pdf

9. Cui C., Yang W., Shi J. et al. Identification and analysis of human sex-biased microRNAs. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018; 16 (3): 200–211. DOI: 10.1016/j.gpb.2018.03.004.

10. Bai J.W., Mao B., Yang W.L. et al. Asthma-COPD overlap syndrome showed more exacerbations however lower mortality than COPD. QJM. 2017; 110 (7): 431–436. DOI: 10.1093/qjmed/hcx005.

11. Schembri F., Sridhar S., Perdomo C. et al. MicroRNAs as modulators of smoking-induced gene expression changes in human airway epithelium. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009; 106 (7): 2319–2324. DOI: 10.1073/pnas.0806383106.

12. Rupani H., Sanchez-Elsner T., Howarth P. MicroRNAs and respiratory diseases. Eur. Respir. J. 2013; 41 (3): 695–705. DOI: 10.1183/09031936.00212011.

13. Chen B.B., Li Z.H., Gao S. Circulating miR-146a/b correlates with inflammatory cytokines in COPD and could predict the risk of acute exacerbation COPD. Medicine (Baltimore). 2018; 97 (7): e9820. DOI: 10.1097/MD.0000000000009820.

14. Trinh H.K.T., Pham D.L., Kim S.C. et al. Association of the miR-196a2, miR-146a, and miR-499 polymorphisms with asthma phenotypes in a Korean population. Mol. Diagn. Ther. 2017; 21 (5): 547–554. DOI: 10.1007/s40291-017-0280-1.

15. Hammad R.H.M., Hamed D.H.E.D., Eldosoky M.A.E.R. et al. Plasma microRNA-21, microRNA-146a and IL-13 expression in asthmatic children. Innate Immun. 2018; 24 (3): 171–179. DOI: 10.1177/1753425918763521.

16. Specjalski K., Niedoszytko M. MicroRNAs: future biomarkers and targets of therapy in asthma? Curr. Opin. Pulm. Med. 2020; 26 (3): 285–292. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000673.

17. Williams A.E., Larner-Svensson H., Perry M.M. et al. MicroRNA expression profiling in mild asthmatic human airways and effect of corticosteroid therapy. PLoS One. 2009; 4 (6): e5889. DOI: 10.1371/journal.pone.0005889.

18. Comer B.S., Camoretti-Mercado B., Kogut P.C. et al. MicroRNA-146a and microRNA-146b expression and anti-inflammatory function in human airway smooth muscle. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2014; 307 (9): L727–734. DOI: 10.1152/ajplung.00174.2014.