АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНОГО ВАРИАНТА RS3823082 ГЕНА ВАЗОИНТЕСТИНАЛЬНОГО ПЕПТИДА У ПАЦИЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ФЕНОТИПАМИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

https: clinical-journal.ru

E-ISSN 2686-6838

УДК 575: 616.248

RESEARCH ARTICLE 3. Medical sciences

Corresponding Author: Borisova Alla Ivanovna - Allergist-immunologist of the Department of Occupational Allergology and Immunorehabilitation of the Ufa Research Institute of Occupational Medicine and Human Ecology, Ufa, Russia

E-mail: alla. borisova. ufa@gmail. com

© Borisova A.I., Galimova E.S., Karimov D.O., Kabirova E.F., Kamaeva E.R., Gazizova N.R. Galimov D.O. - 2023

| Accepted: 24.04.2023

http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-96-101

АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНОГО ВАРИАНТА RS3823082 ГЕНА ВАЗОИНТЕСТИНАЛЬНОГО ПЕПТИДА У ПАЦИЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ФЕНОТИПАМИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ

Борисова1 А.И., Галимова2 Е.С., Каримов1 Д.О., Кабирова1 Э.Ф., Камаева2Э.Р., Газизова1 Н.Р., Галимов2Д.О.

1ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», г. Уфа, Российская Федерация

2ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» МЗ РФ, г. Уфа, Российская Федерация

Аннотация. Бронхиальная астма (БА) представляет собой сложное, гетерогенное и одно из наиболее распространенных респираторных заболеваний, которым страдают как детей, так и взрослые во всем мире. Определение новых генетических локусов и раскрытие молекулярных механизмов, в котором эти локусы участвуют и влияют на риск развития БА, помогут дополнить патогенез БА. Поскольку VIP влияет на тонус дыхательных путей, можно предположить, что он влияет на течение бронхиальной астмы, а изучение молекулярно-генетических аспектов, может дать новые диагностические маркеры течения бронхиальной астмы. Цель. Поиск ассоциации частот генотипов и аллелей полиморфного варианта rs3823082 гена вазоинтестинального пептида у пациентов с различными фенотипами бронхиальной астмы. Было обследовано 104 пациента с БА среднетяжелого и тяжелого течения. Генотипирование полиморфных локусов rs3823082 проводили методом полимеразной цепной реакцией в реальном времени. Нами было выявлено, что генотип СС гена VIP rs3823082 ассоциирован с развитием фенотипа БА с поздним дебютом (/2=5,582; p=0,019; OR=4,0). Аллель С также является маркёром риска развития фенотипа БА с поздним дебютом (p=0,002; OR=3,09). Генотип СС гена VIP rs3823082 является протективным в отношении развития фенотипа БА в сочетании с ожирением (у2=5,105; p=0,024; OR=0,167). Полученные результаты подчеркивают важность обнаружения генетических вариантов VIP, которые позволяют предвидеть развитие того или иного фенотипа бронхиальной астмы.

Ключевые слова: Бронхиальная астма, вазоинтестинальный пептид, полиморфный локус, rs3823082, ассоциации, полиморфные варианты.

ASSOCIATION OF POLYMORPHIC VARIANT RS3823082 OF THE VASOINTESTINAL PEPTIDE GENE IN PATIENTS WITH DIFFERENT BRONCHIAL ASTHMA PHENOTYPES

Borisova1 A.I., Galimova2 E.S., Karimov1 D.O., Kabirova1 E.F., Kamaeva2E.R., Gazizova1 N.R. Galimov2D.O.

1Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Ufa, Russian Federation 2Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation

Abstract. Bronchial asthma (BA) is a complex, heterogeneous and one of the most common respiratory diseases affecting both children and adults worldwide. The identification of new genetic loci and the elucidation of the molecular mechanisms in which these loci are involved and affect the risk of developing AD will help complement the pathogenesis of AD. Since VIP affects the tone of the airways, it can be assumed that it affects the course of

https://clinical-journal.ru E-ISSN 2686-6838

bronchial asthma, and the study of molecular genetic aspects can provide new diagnostic markers for the course of bronchial asthma. Target. Search for an association of frequencies of genotypes and alleles of the rs3823082 polymorphic variant of the vasointestinal peptide gene in patients with different phenotypes of bronchial asthma. 104 patients with moderate and severe BA were examined. Genotyping of the rs3823082 polymorphic loci was performed by real-time polymerase chain reaction. We found that the CC genotype of the VIP rs3823082 gene is associated with the development of the BA phenotype with a late onset (p=0.019; OR=4.0). The C allele is also a risk marker for the development of the BA phenotype with a late onset (p=0.002; OR=3.09). The CC genotype of the VIP rs3823082 gene is protective against the development of the BA phenotype with obesity (p=0.024; OR=0.167). The results obtained underline the importance offinding genetic variants of VIP, which allow predicting the development of a particular phenotype of bronchial asthma.

Keywords: Bronchial asthma, vasointestinal peptide, polymorphic locus, rs 3823082, associations, polymorphic variants.

Актуальность. Бронхиальная астма (БА) представляет собой сложное, гетерогенное и одно из наиболее распространенных респираторных заболеваний, которым страдают как детей, так и взрослые во всем мире [1]. За последнее десятилетие несколько полногеномных ассоциативных исследований (GWAS) выявили многочисленные генетические варианты, ответственные за предрасположенность к БА [2], но несмотря на полученные результаты, генетика не может полностью объяснить развитие БА [3]. Определение новых генетических локусов и раскрытие молекулярных механизмов, в котором эти локусы участвуют и влияют на риск развития БА, помогут дополнить патогенез БА [4]. По литературным данным вазоинтестинальный пептид (VIP) обладает мощным вазо- и бронходилатирующим эффектом. Было

обнаружено, что в изолированных сегментах трахеи или бронхов VIP ослабляет констрикторный эффект гистамина,

простагландина F2a, эндотелина, лейкотриена D4, калликреина и нейрокинина А [5,6]. Бронхолитический эффект VIP в бронхах человека почти в 100 раз сильнее, чем адренергическая дилатация изопротеренолом. Среди известных в настоящее время бронходилататоров VIP является наиболее сильным эндогенным бронхолитиком [7]. VIP также участвует в регуляции секреции слизи дыхательных путей. Нервные волокна высокой плотности экспрессирующие мРНК VIP и VPAC2 были обнаружены в подслизистых железах дыхательных путей [8,9,10]. Учитывая полученные данные, можно предположить, что низкий уровень VIP в сыворотке крови может приводить к неадекватному функционированию иммунной системы.

Роль эндогенного VIP в иммунной регуляции подтверждается тем фактом, что при некоторых воспалительных и аутоиммунных заболеваниях наблюдается снижение уровня VIP в сыворотке крови. В настоящее время использование VIP в качестве биомаркера в повседневной клинической практике представляется сложным из-за трудоёмкости и низкой точности иммуноферментного анализа. В связи с этим были проведены исследования по поиску взаимосвязей между уровнем VIP в сыворотке крови и вариациями в последовательности ДНК гена VIP и как они были связаны с его экспрессией.

Было показано, что генетические варианты гена VIP влияют на его уровень в сыворотке крови у пациентов с ювенильным артритом. Пациенты с одним минорным аллелем локуса rs35643203 имели более низкий уровень VIP в сыворотке крови, чем гомозиготные пациенты по основному аллелю. Кроме того, у пациентов с одним минорным аллелем rs3823082 и rs7755568, была выявлена незначительная тенденция к низким показателям уровня VIP, чем у пациентов с двумя копиями основного аллеля. Была обнаружена связь между генотипом CC локуса rs688136 и более высоким уровнем VIP. Уровень VIP в сыворотке крови не может быть полностью объяснён наличием описанных генетических вариаций, так как в процесс модуляции уровня VIP могут быть вовлечены и другие механизмы [12].

Поскольку VIP влияет на тонус дыхательных путей, можно предположить, что он влияет на течение бронхиальной астмы, а изучение молекулярно-генетических аспектов, может дать новые диагностические маркеры течения бронхиальной астмы.

https: cliiiiciil-jniiriiiil.ru

E-ISSN 2686-6838

Цель исследования. Поиск ассоциации частот генотипов и аллелей полиморфного варианта ге3823082 гена вазоинтестинального пептида у пациентов с различными фенотипами бронхиальной астмы.

Материалы и методы. Для решения поставленной цели проведено обследование и выкипировка данных из историй болезни 104 пациентов с БА среднетяжелого и тяжелого течения, находящихся на стационарном лечении в отделении аллергологии и иммунологии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека». Для поиска ассоциаций полиморфного локуса ге3823082 с клиническими проявлениями БА было обследовано 104 пациента, жителей

Республики Башкортостан. Протокол

исследования №1-06 от 02.06.2022 был одобрен локальным этическим комитетом центра.

Генотипирование полиморфных локусов rs3823082 проводили методом полимеразной цепной реакцией в реальном времени с использованием специфических

олигонуклеотидных праймеров и локус-специфичных меченых олигонуклеотидных ДНК-зондов на амплификаторе RotorGeneQ производства QIAGEN в автоматическом режиме

[7,1].

Расчет сстатистических показателей производился в программе IBM SPSS Statistics.

Таблица 1

Частоты генотипов и аллелей полиморфного локуса rs3823082 гена VIP в группах больных в

зависимости от степени тяжести

Генотип ы БАТТ БАСТ х2 P OR CI - 95%

Абс. % Абс. %

CC 10 20,83 8 14,81 0,29 0,59 1,51 0,54 - 4,22

CT 8 16,67 10 18,52 0,00 0,99 0,88 0,32 - 2,45

TT 30 62,50 36 66,67 0,05 0,82 0,83 0,37- 1,88

С 28 29,17 26 24,07 0,44 0,51 1,30 0,70 - 2,42

Т 68 70,83 82 75,93 0,44 0,51 0,77 0,41- 1,44

Примечания: * - статистически значимые различия (р <0,05) между I и II группами.

OR - «отношение шансов, OR> 1 рассматривался как фактор, повышающий вероятность возникновения заболевания и/или особенности течения («Фактор риска»), OR <1 - как понижающий такую вероятность («протективный фактор»), OR=1 - отсутствие влияния. 95%Cl - доверительные интервалы для разности средних.

Table 1

Frequencies of genotypes and alleles of the polymorphic locus rs3823082 of the VIP gene in patient

groups depending on the severity

Genotype s Severe BA Moderate BA х2 P OR CI - 95%

Аbs. % Аbs. %

CC 10 20,83 8 14,81 0,29 0,59 1,51 0,54 - 4,22

CT 8 16,67 10 18,52 0,00 0,99 0,88 0,32 - 2,45

TT 30 62,50 36 66,67 0,05 0,82 0,83 0,37- 1,88

С 28 29,17 26 24,07 0,44 0,51 1,30 0,70 - 2,42

Т 68 70,83 82 75,93 0,44 0,51 0,77 0,41- 1,44

Notes: * - statistically significant differences (p<0.05) between groups I andII.

OR - "odds ratio", OR> 1 was considered as a factor that increases the likelihood of a disease and / or course of the disease ("Risk Factor"), OR <1 - as a decrease in such a probability ("protective factor"), OR=1 - no effect.

95%Cl - confidence intervals for the difference between the means.

2023. Vol. 25. № 4

Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4

https://clinical-journal. ru E-ISSN 2686-6838

Результаты и обсуждение. Изучение полиморфизма rs3823082 гена VIP показал, что в группе пациентов с БА тяжёлого течения, гомозиготный генотип СС встречается в 20,83% случаев, гетерозиготный генотип CТ —- в 16,67% случаев, гомозиготный генотип ТТ был определён у 62,50% пациентов. Аллель С выявлен у 29,17% обследуемых и аллель Т в 70,83% случаев. У пациентов с БАСТ гомозиготный генотип СС был определён в 14,81% случаев, гетерозиготный генотип СТ —- в 18,52% случаев, гомозиготный генотип ТТ найден у 66,67% обследуемых, аллель С была выявлена у 24,07% пациентов, а аллель Т —- в 75,93% случаев. Однако статистически значимых различий найдено не было (Таблица 1).

74%

Анализ частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ^3823082 гена вазоинтестинального пептида показало, что у больных с фенотипом БА с в сочетании с ожирением гомозиготный генотип СС обнаружен среди 5,26% обследуемых, гетерозиготный генотип СТ выявлен в 21,05% случаев, гомозиготный генотип ТТ найден у 73,68% пациентов. Аллели С и Т были выявлены у 15,79 и 84,21% обследованных соответственно (Рисунок 1).

84%

25%

33%

СС

СТ

ТТ

Рис.1 - Частоты генотипов и аллелей полиморфного локуса rs3823082 гена вазоинтестинального пептида в группах больных в зависимости от фенотипа

Fig.1 - Frequencies of genotypes and alleles of the polymorphic locus

rs3823082 of the VIP gene in groups of patients depending on the phenotype

■ БА с ожирением

Изучение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге3823082 гена

вазоинтестинального пептида показало, что у больных с фенотипом БА с поздним дебютом гомозиготный генотип СС обнаружен среди 30,00% обследуемых, гетерозиготный генотип СТ выявлен в 20,00% случаев, гомозиготный генотип ТТ найден у половины пациентов. Аллели С и Т были выявлены у 40,0 и 60,0% обследованных соответственно (Рисунок 2).

1 Другие изучаемые фенотипы

Другие фенотипы ■ Больные с фенотипом БА с поздним дебютом

ТТ

СТ

СС

74,2%

30,0%

р=0,019; OR=4,0

Рис.2 - Частоты генотипов и аллелей полиморфного локуса rs3823082 гена VIP в группах больных в зависимости от фенотипа

Fig.2 - Frequencies of genotypes and alleles of the polymorphic locus rs3823082 of the VIP gene in groups of patients depending on the phenotype

https: cliiiiciil-jniiriiiil.ru

E-ISSN 2686-6838

Таким образом в результате нашего исследования было выявлено, что генотип СС гена вазоинтестинального пептида полиморфного локуса rs3823082 является маркером риска развития фенотипа БА с поздним дебютом (p=0,019; 0R=4,0). Аллель С также является маркёром риска развития фенотипа БА с поздним дебютом (p=0,002; 0R=3,09). Генотип ТТ и аллель Т гена VIP rs3823082 являются протективными в отношении риска развития фенотипа БА с поздним дебютом (p=0,019; 0R=0,35) и (p=0,002; 0R=0,32) соответственно, а генотип СС гена VIP полиморфного локуса rs3823082 является протективным маркером в отношении развития фенотипа БА в сочетании с ожирением (p=0,024; 0R=0,167).

В совокупности эти результаты подчеркивают важность обнаружения

генетических вариантов вазоинтестинального

пептида, которые позволят предвидеть развитие определённого фенотипа бронхиальной астмы.

Список сокращений

БА Бронхиальная астма

БАТТ Бронхиальная астма тяжёлого течения

БАСТ Бронхиальная астма среднетяжёлого течения

VPAC2 Рецептор вазоинтестинального пептида 2

List of abbreviations

BA Bronchial asthma

Severe BA Severe bronchial asthma

Moderate BA Moderate bronchial asthma

VPAC2 Vasoactive intestinal peptide receptor 2

REFERENCES

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

[1]. Alizadeh Z., Mortaz E., Adcock I., Moin M. Role of Epigenetics in the Pathogenesis of Asthma. Iran. J. Allergy Asthma Immunol. 2017; 16: 82-91

[2]. Kabesch M., Tost J. Recent findings in the genetics and epigenetics of asthma and allergy. Semin. Immunopathol. 2020; 42: 43-60.

[3]. Brook P.O., Perry M.M., Adcock I.M., Durham A.L. Epigenome-modifying tools in asthma. Epigenomics. 2015; 7: 1017-1032

[4]. Ntontsi P., Photiades A., Zervas E., Xanthou G., Samitas K. Genetics and Epigenetics in Asthma. Int J Mol Sci. 2021 Feb 27;22(5):2412. doi: 10.3390/ijms22052412. PMID: 33673725; PMCID: PMC7957649

[5]. Groneberg D.A., Springer J., Fischer A. Vasoactive intestinal polypeptide as mediator of asthma. Pulm Pharmacol Ther. 2001;14(5):391-401. doi: 10.1006/pupt.2001.0306. PMID: 11603952.

[6]. Hamasaki Y., Saga T., Mojarad M., Said S.I. Vasoactive intestinal peptide counteracts leukotriene D4-induced contractions of guinea pig trachea, lung, and pulmonary artery. Trans Assoc Am Physicians. 1983; 96:406-11. PMID: 6679961.

[7]. Palmer J.B., Cuss F.M., Barnes P.J. VIP and PHM and their role in nonadrenergic inhibitory responses in isolated human airways. J Appl Physiol. 1986 Oct;61(4):1322-8. doi: 10.1152/jappl.1986.61.4.1322. PMID: 3781947.

[8]. Dey R.D., Shannon W.A. Jr, Said S.I. Localization of VIP-immunoreactive nerves in airways and pulmonary vessels of dogs, cat, and human subjects. Cell Tissue Res. 1981;220(2):231-8. doi: 10.1007/BF00210505. PMID: 7296630.

[9]. Groneberg D.A., Hartmann P., Dinh Q.T., Fischer A. Expression and distribution of vasoactive intestinal polypeptide receptor VPAC (2) mRNA in human airways. Lab Invest. 2001 May;81(5):749-55. doi: 10.1038/labinvest.3780283. PMID: 11351046.

[10]. Wu D., Lee D., Sung Y.K. Prospect of vasoactive intestinal peptide therapy for COPD/PAH and asthma: a review. Respir Res. 2011 Apr 11;12(1):45. doi: 10.1186/1465-9921-12-45. PMID: 21477377; PMCID: PMC3090995.

[11]. Juarranz M.G., Santiago B., Torroba M., Gutierrez-Canas I., Palao G., Galindo M. [et.al]. Vasoactive intestinal peptide modulates proinflammatory mediator synthesis in osteoarthritic and rheumatoid synovial cells. Rheumatology (Oxford). 2004 Apr;43(4):416-22. doi: 10.1093/rheumatology/keh061. Epub 2003 Dec 1. PMID: 14657510.

[12]. Andersen O., Fahrenkrug J., Wikkels0 C., Johansson B.B. VIP in cerebrospinal fluid of patients with multiple sclerosis. Peptides. 1984 Mar-Apr;5(2):435-7. doi: 10.1016/0196-9781(84)90249-3. PMID: 6473167.

https://clinical-journal.ru

2023. Vol. 25. № 4 Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4 E-ISSN 2686-6838 ...........................................................................................................................................................................................— —..........................................................................................................................................................................................

Author Contributions. Borisova A.I. — research concept, text writing, research design; Galimova E.S. - research concept, research design; Karimov D.O. - research concept, genetic analysis, Kabirova E.F. - collection and processing of material; Kamaeva E.R. - Literature review; Gazizova N.R. - collection and processing of material, Galimov D.O. - Literature review.

Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest. Borisova A.I. - SPIN ID: 9969-0143; ORCID ID: 0000-0001-8618-8005 Galimova E.S. - SPIN ID: 4195-9876; ORCID ID: 0000-0002-3788-2284 Karimov D.O. - SPIN ID: 8063-3531; ORCID ID: 0000-0003-0039-6757 Kabirova E.F. - SPIN ID: 6145-4004; ORCID ID: 0000-0002-6992-096X Kamaeva E.R. - SPIN ID: 1901-3963; ORCID ID: 0000-0002-0718-686X Gazizova N.R. - SPIN ID: 1007-3366; ORCID ID: 0000-0003-4287-8594 Galimov D.O. - SPIN ID: 7185-5840; ORCID ID: 0000-0003-1314-5017

For citation: Borisova A.I., Galimova E.S., Karimov D.O., Kabirova E.F., Kamaeva E.R., Gazizova N.R. Galimov D.O. ASSOCIATION OF POLYMORPHIC VARIANT RS3823082 OF THE VASOINTESTINAL PEPTIDE GENE IN PATIENTS WITH DIFFERENT BRONCHIAL ASTHMA PHENOTYPES. // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". - 2023;25(4):96-101. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-96-101.

Вклад авторов. Борисова А.И. — концепция исследования, дизайн исследования, сбор материала, написание текста; Галимова Е.С. - концепция исследовании, дизайн исследования; Каримов Д.О. - концепция исследования, генетический анализ, Кабирова Э.Ф. - сбор материала; Кмаева Э.Р. - литературный обзор; Газизова Н.Р. - сбор материала, Galimov D.O. - литературный обзор.

Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Борисова А.И. - SPIN ID: 9969-0143; ORCID ID: 0000-0001-8618-8005 Галимова Е.С. - SPIN ID: 4195-9876; ORCID ID: 0000-0002-3788-2284 Каримов Д.О. - SPIN ID: 8063-3531; ORCID ID: 0000-0003-0039-6757 Кабирова Э.Ф. - SPIN ID 6145-4004; ORCID ID: 0000-0002-6992-096X Камаева Э.Р. - SPIN ID: 1901-3963; ORCID ID: 0000-0002-0718-686X Газизова Н.Р. - SPIN ID: 1007-3366; ORCID ID: 0000-0003-4287-8594 Галимов Д.О. - SPIN ID: 7185-5840; ORCID ID: 0000-0003-1314-5017

Для цитирования: Борисова А.И., Галимова Е.С., Каримов Д.О., Кабирова Э.Ф., Камаева Э.Р., Газизова Н.Р., Галимов Д.О. АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНОГО ВАРИАНТА RS3823082 ГЕНА ВАЗОИНТЕСТИНАЛЬНОГО ПЕПТИДА У ПАЦИЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ФЕНОТИПАМИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2023;25(4):96-101. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-96-101.