Содержание катепсина S в плазме крови при бронхиальной астме тяжелого течения

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. 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. 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. 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. 

1. Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention (2020 update). Available at: www.ginasthma.org

2. Авдеев 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.

3. 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.pdf

4. 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.

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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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/PMC4358566

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.pdf