ПРОТЕОМНЫЙ АНАЛИЗ СЫВОРОТКИ КРОВИ — НОВЫЙ ПОДХОД К ПОИСКУ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ У ДЕТЕЙ

Аннотация

В настоящее время бронхиальная астма (БА) является одной из самых актуальных медицинских и социальных проблем, молекулярные аспекты формирования и развития которой недостаточно изучены, а диагностика несовершенна. Проведение протеомного анализа при БА позволит не только выявить новые биомаркеры, специфичные для данного заболевания, но и приблизиться к пониманию его патогенетических механизмов. Цель исследования: изучить протеомный профиль сыворотки крови детей с БА для выявления белков, ассоциированных с данным заболеванием. Проведено комплексное клинико-лабораторное обследование детей, страдающих БА, и пациентов контрольной группы. Протеомный анализ обедненной сыворотки крови включал высокоразрешающий двухмерный электрофорез (1 направление: иммобилиновые стрипы 17см, рН 3-10, 2-направление: денатурирующий электрофорез в 12,5% полиакриламидном геле), окраску белковых пятен на гелях флуоресцентным красителем Flamingo, идентификацию белков методом MALDI-TOF-масс-спектрометрии при помощи поискового алгоритма Mascot и базы данных Swiss-Prot. Сопоставление протеомного профиля сыворотки крови больных БА и пациентов контрольной группы позволило установить, что продукция ряда белков снижена при указанной патологии. Среди них были идентифицированы белки в диапазоне молекулярных масс 16-33 кДа (p<0,05): глутатионпероксидаза 3, транстиретин, компоненты комплемента C4b и C3. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что при БА происходят изменения в протеоме сыворотки крови детей, затрагивающие белки, которые играют важную роль в иммунных реакциях, транспорте лигандов и антиоксидантной защите. Особое внимание следует уделить идентифицированным в ходе данной работы белкам-отличиям (глутатионпероксидазе, транстиретину, C3 и C4b фрагментам системы комплемента) или их комбинациям. Изучение особенностей их экспрессии позволит расширить наши представления о молекулярных механизмах, лежащих в основе хронического воспаления при данном заболевании.

Об авторах

Список литературы

Global Strategy for Asthma Management and Prevention (2020 update). Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2020/04/GINA-2020-full-report_-final-_wms.pdf

Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика» 5-е изд., испр. и доп. М.: Атмосфера; 2017.

Emilsson V., Ilkov M., Lamb J.R., Finkel N., Gudmundsson E.F., Pitts R. et al. Co-regulatory networks of human serum proteins link genetics to disease. Science. 2018; 361(6404): 769-73. https://doi.org/10.1126/science.aaq1327

Priyadharshini V.S., Teran L.M. Personalized Medicine in Respiratory Disease: Role of Proteomics. Adv. Protein Chem. Struct. Biol. 2016; 102: 115-46. https://doi.org/10.1016/bs.apcsb.2015.11.008

Bradford M.M. Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 1976; 72: 248–54.

Shevchenko A., Wilm M., Vorm O., Mann M. Mass spectrometric sequencing of proteins from silver stained polyacrylamide gels. Anal. Chem. 1996; 68: 850-8.

Görg A, Boguth G, Obermaier C., Posch A., Weiss W. Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis with immobilized pH gradients in the first dimension (IPG-Dalt): the state of the art and the controversy of vertical versus horizontal systems. Electrophoresis. 1995; 16: 1079-86.

Sahiner U.M., Birben E., Erzurum S., Sackesen C., Kalayci Ö. Oxidative stress in asthma: Part of the puzzle. Pediatr. Allergy Immunol. 2018; 29(8): 789-800. https://doi.org/10.1111/pai.12965

Seki K., Hisada T., Kawata T., Kamide Y., Dobashi K., Yamada M. et al. Oxidative stress potentially enhances FcεRI-mediated leukotriene C4 release dependent on the late-phase increase of intracellular glutathione in mast cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2013; 27; 439(3): 357-62. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2013.08.081

Полоников А.В., Иванов В.П., Богомазов А.Д., Солодилова М.А. Генетико-биохимические механизмы вовлеченности ферментов антиоксидантной системы в развитии бронхиальной астмы. Биомедицинская химия. 2015; 61(4): 427-39. https://doi.org/10.18097/PBMC20156104427

Hoffman S., Nolin J., McMillan D., Wouters E., Janssen-Heininger Y., Reynaert N. Thiol redox chemistry: role of protein cysteine oxidation and altered redox homeostasis in allergic inflammation and asthma. J. Cell Biochem. 2015; 116(6): 884-92. https://doi.org/10.1002/jcb.25017

Li Y., Wongsiriroj N., Blaner W.S.. The multifaceted nature of retinoid transport and metabolism. Hepatobiliary Surg. Nutr. 2014; 3(3): 126-39. https://doi.org/10.3978/j.issn.2304-3881.2014.05.04

Berry D.C., Croniger C.M., Ghyselinck N.B., Noy N. Transthyretin blocks retinol uptake and cell signaling by the holo-retinol-binding protein receptor STRA6. Mol. Cell. Biol. 2012; 32(19): 3851-9. https://doi.org/10.1128/MCB.00775-12

Schofield J.P.R., Burg D., Nicholas B., Strazzeri F., Brandsma J., Staykova D. et al. Stratification of asthma phenotypes by airway proteomic signatures. J. Allergy Clin. Immunol. 2019; 144(1): 70-82. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.03.013

Marquez H.A., Cardoso W.V. Vitamin A-retinoid signaling in pulmonary development and disease. Mol. Cell Pediatr. 2016; 3(1): 28. https://doi.org/10.1186/s40348-016-0054-6

Huang Z., Liu Y., Qi G., Brand D., Zheng S.G. Role of Vitamin A in the Immune System. J. Clin. Med. 2018; (9)6: pii: E258. https://doi.org/10.3390/jcm7090258

Kulkarni H.S., Liszewski M.K., Brody S.L., Atkinson J.P. The complement system in the airway epithelium: An overlooked host defense mechanism and therapeutic target? J. Allergy Clin. Immunol. 20 018; 141(5): 1582-1586.e1. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.11.046

Pandya P.H., Wilkes D.S. Complement system in lung disease. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2014; 51(4): 467-73. https://doi.org/10.1165/rcmb.2013-0485TR

Ermert D., Blom A.M. C4b-binding protein: The good, the bad and the deadly. Novel functions of an old friend. Immunol. Lett. 2016; 169: 82-92. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2015.11.014

Ключевые слова