Zależność pomiędzy BMI, stężeniem leptyny i jej rozpuszczalnego receptora oraz ekspresją FoxP3 w limfocytach Treg u kobiet chorych na astmę

Transkrypt

1 diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics Diagn Lab 2015; 51(4): Praca oryginalna Original Article Zależność pomiędzy BMI, stężeniem leptyny i jej rozpuszczalnego receptora oraz ekspresją FoxP3 w limfocytach Treg u kobiet chorych na astmę The relationship between BMI, leptin, leptin receptors (LepR) and Foxp3 + Tregs cells in women with asthma Łukasz Kraszula 1, Makandjou-Ola Eusebio 1, Anna Jasińska 1, Maciej Kupczyk 2, Piotr Kuna 2, Mirosława Pietruczuk 1 1 Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej, II Katedra Chorób Wewnętrznych, Uniwersytet Medyczny w Łodzi 2 Klinika Chorób Wewnętrznych, Astmy i Alergii, II Katedra Chorób Wewnętrznych, Uniwersytet Medyczny w Łodzi Streszczenie Celem pracy była ocena zależności pomiędzy wskaźnikiem BMI, stężeniem leptyny, jej rozpuszczalnego receptora oraz ekspresją FoxP3 w limfocytach Treg CD4 + pochodzących z krwi obwodowej u kobiet chorych na astmę ciężką. Materiał i metody. Do badania zakwalifikowano trzydzieści kobiet z rozpoznaną astmą, w tym 17 z ciężką i 13 z umiarkowaną-łagodną postacią choroby. Grupę kontrolną stanowiło 25 zdrowych kobiet. Diagnoza astmy została postawiona zgodnie z powszechnie akceptowanymi zaleceniami GINA Materiałem badanym była krew żylna. Ocenę immmunofenotypu CD4 + CD25 high CD127 low Foxp3 + CD152 +, subpopulacji limfocytów ptreg wykonano techniką wielokolorowej cytometrii przepływowej. Ocenę stężenia leptyny i jej rozpuszczalnego receptora wykonano metodą ELISA. Wyniki. Zaobserwowano, że w grupach kobiet chorych na astmę ciężką i umiarkowaną-łagodną stężenie leptyny jest znamiennie podwyższone w porównaniu z grupą kontrolną (p<0,05). Wykazano, że stężenie receptora leptyny w grupie kobiet chorych na astmę ciężką było znamiennie podwyższone (p<0,05) w porównaniu do kobiet z grupy kontrolnej. Nie stwierdzono natomiast w hodowlach in vitro znamiennej zmiany w odsetku limfocytów regulatorowych CD4 + z ekspresją FoxP3 po stymulacji leptyną zarówno u chorych na astmę ciężką, umiarkowaną-łagodną i w grupie kontrolnej. Nie wykazano także znamiennego obniżenia odsetka limfocytów o immunofenotypie CD4 + CD25 high CD127 low FoxP3 + CD152 +, po stymulacji leptyną, w warunkach in vitro, u kobiet chorych na ciężką astmę w porównaniu do grupy chorych na astmę umiarkowaną-łagodną i grupy kontrolnej. Wnioski. W przeprowadzonych badaniach nie stwierdzono bezpośredniego wpływu leptyny, na populację regulatorowych limfocytów T CD4 + oraz ekspresję czynnika transkrypcyjnego FoxP3 w tych komórkach, u kobiet chorych na astmę ciężką i umiarkowaną łagodną. Summary The aim of this study was evaluation whether there is an association between BMI, leptin and its soluble receptor, the expression of FoxP3 in CD4 + ptreg in women with severe asthma. Materials and methods. The study included thirty women with asthma: 17 patients with severe and 13 with mild-moderate disease. The control group comprised of 25 healthy women. Asthma was diagnosed in accordance with the Global Initiative For Asthma guidelines (GINA 2014). The phenotype of CD4 + CD25 high CD127 low Foxp3 + CD152 + cells was evaluated by multicolor flow cytometry. The concentration of leptin and its soluble receptor were determined using an immunoenzymatic method (ELISA). Results. It has been shown significantly increased leptin concentration in the group of women with severe asthma compared with mild-moderate asthma and control group (p <0.05). The concentration of the leptin receptor significantly increased (p <0.05) in women with severe asthma compared with control group. There were no differences in percentage of CD4 + FoxP3 + and CD4 + CD25 high CD127 low- FoxP3 + CD152 + subsets after leptin stimulation in all tested groups. Conclusions. Our results don t confirm the direct effect of leptin on the CD4 + ptreg cells and the expression of FoxP3 in these cells, in tested groups. Key words: Słowa kluczowe: asthma, obesity, leptin, Treg astma, otyłość, leptyna, Treg 277

2 Wstęp W ostatnich latach astma oskrzelowa i otyłość stanowią poważny problem zdrowotny, społeczny i ekonomiczny. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO; World Health Organization) na astmę oskrzelową, na świecie choruje 300 mln osób. Prognozuje się, że w najbliższych latach liczba chorych wzrośnie do 400 mln ( Jednocześnie dramatycznie zwiększa się populacja osób z nadwagą lub otyłością. Według danych szacunkowych liczba osób otyłych na świecie wynosi 440 mln [1]. Wykazano, że otyłość jest czynnikiem ryzyka w astmie i ma wpływ na jej odmienny przebieg. U osób otyłych częściej stwierdza się cięższą postać choroby, chorzy słabiej reagują na standardową terapię, częściej wykazują oporność na glikokortykosteroidy [2]. Wykazano także, że wśród chorych na astmę ciężką dominuje płeć żeńska i stwierdzono również związek choroby z zwiększeniem wskaźnika masy ciała (BMI; Body Mass Index) u kobiet [3]. Wiadomo, że w patogenezie astmy istotną rolę odgrywa zaburzenie równowagi między subpopulacjami limfocytów T, u podstaw, której leży dysfunkcja limfocytów regulatorowych T pochodzących z krwi obwodowej (ptreg; Peripherally derived Treg cell) [4, 5]. Dowiedziono, że glikokortykosteroidy (GK), będące podstawą leczenia przeciwzapalnego astmy, działają między innymi stymulując limfocyty regulatorowe T CD4 + poprzez mechanizm zależny od indukcji ekspresji FoxP3 [6]. Dlatego poszukiwane są sposoby na wykorzystanie potencjału terapeutycznego limfocytów Treg, szczególnie w ciężkiej postaci astmy. Istnieje również coraz więcej dowodów potwierdzających rolę adipocytokin aktywnych mediatorów wydzielanych przez tkankę tłuszczową w modulowaniu funkcji komórek Treg w astmie [7]. Stwierdzono, że otyłość zaostrza przebieg astmy. U chorych otyłych trudniejsze jest także uzyskanie kontroli przebiegu choroby [8]. Jednak mechanizmy i zależności pomiędzy otyłością a przebiegiem astmy nie są do końca wyjaśnione. Uważa się jednak, że zarówno adipocytokiny jak i limfocyty regulatorowe T (Treg) są ważnym ogniwem tych powiązań. Celem pracy było sprawdzenie czy istnieje zależność pomiędzy stężeniem adipocytokiny leptyny i jej rozpuszczalnego receptora, ekspresją FoxP3 w limfocytach regulatorowych pochodzących z krwi obwodowej (ptreg) i BMI u kobiet z ciężką postacią astmy. Materiał i Metody Grupy badane: Grupę badaną stanowiły kobiety z rozpoznaną astmą: 17 niepalących kobiet z ciężką postacią astmy, 13 niepalących kobiet z umiarkowaną-łagodną postacią astmy Grupę kontrolną stanowiło 25 zdrowych, niepalących kobiet w zbliżonym do grup badanych przedziale wiekowym i rozkładzie płci. Ponadto żadna z kobiet zakwalifikowana do grupy kontrolnej nie przechodziła zakażenia dróg oddechowych w ciągu czterech tygodni poprzedzających pobranie próbek krwi do badania. Diagnoza astmy oskrzelowej została potwierdzona na podstawie wywiadu i zmienności obturacji dróg oddechowych, zgodnie z powszechnie akceptowanymi zaleceniami GINA 2014 ( ginasthma.org). Stopień ciężkości choroby oceniono zgodnie z definicją użytą w badaniach grupy ENFUMOSA [9]. Pacjentki zakwalifikowane do grupy chorych na astmę ciężką wymagały stałego leczenia wysokimi dawkami sterydów wziewnych, (co najmniej 1600 µg/dobę budezonidu lub beklometazonu, 800 µg/dobę flutikazonu lub równoważnika). W przypadku przewlekłej doustnej sterydoterapii wymagane dawki leków wynosiły 800 µg/dobę budezonidu lub beklometazonu, 400 µg/ dobę flutikazonu lub równoważnika. Ponadto kobiety chore na astmę ciężką wymagały przewlekłej terapii długo działającym β-agonistą (LABA; long acting β-agonist; formoterol w dawce 9 mcg/dawkę, dwa razy dziennie lub salmeterol 50 mcg/dawkę, dwa razy dziennie) lub doustną teofiliną ( mg jeden lub dwa razy na dobę). Astma w tej grupie pacjentek nie była w pełni kontrolowana a w roku poprzedzającym włączenie do grupy badanej pacjentki miały, co najmniej jedno zaostrzenie choroby. Czas od momentu zaostrzenia astmy do pobrania próbek krwi był dłuższy niż 2 miesiące. Przed postawieniem ostatecznego rozpoznania astmy ciężkiej, wykluczono potencjalne choroby współistniejące oraz niestosowanie się pacjentek do zaleceń lekarskich, jako czynniki utrudniające uzyskanie optymalnej kontroli choroby. Kobiety włączone do grupy astmy umiarkowanej-łagodnej stosowali maksymalnie 800 µg/dobę budezonidu lub beklometazonu, 500 µg/dobę flutikazonu lub równoważnika. Wszystkie pacjentki włączone do grup badanych nie otrzymywały, innych niż glikokortykosteroidy, leków immunosupresyjnych. U każdej pacjentki wykonano badanie spirometryczne i punktowe testy skórne. Atopię zdefiniowano jako co najmniej jeden dodatni wynik (> 3 mm) w punktowym teście skórnym z panelem alergenów [10]. Charakterystykę badanych grup i grupy kontrolnej przedstawiono w tabeli I. Badania zostały przeprowadzone za zgodą Uczelnianej Komisji Bioetyki Badań Naukowych Uniwersytetu Medycznego w Łodzi (numer RNN/133/11/KE z 14 czerwca 2011r.) Materiał badany. Materiałem badanym była krew żylna pobrana do probówko- -strzykawek z solą wersenianu-potasowego (K 2 EDTA) oraz z granulkami i aktywatorem krzepnięcia firmy (SARSTED). Probówki z aktywatorem krzepnięcia wirowano przy 2000 g, przez 10 minut, w celu uzyskania surowicy. Uzyskaną surowicę mrożono w temp. -70 o C, a następnie rozmrożono w celu wykonania oznaczeń stężenia leptyny i jej rozpuszczalnego receptora. Metody badawcze Badania antropometryczne Grupę badaną kobiet i grupę kontrolną poddano analizie antropometrycznej. Dokonano pomiaru masy ciała (kg) i wzrostu (m) w celu wyliczenia BMI. Izolacja i sortowanie Od każdego pacjenta pobierano 8 ml krwi żylnej, którą nawarstwiano na 12 ml podłoża Histopaque-1077 (Sigma-Aldrich). Komórki jednojądrzaste (PBMCs) wyizolowano w gradiencie gęstości, przez wirowanie 400g, przez 30 minut. Bezwzględną liczbę i odsetek komórek jednojądrzastych oznaczano analizatorem pentra 278

3 Diagn Lab 2015; 51(4): DX 120. Czystość komórkowa pozwalająca na przystąpienie do etapu sortowania musiała być wyższa niż 80% limfocytów. Sortowanie limfocytów przeprowadzono w procesie separacji pozytywnej, przy użyciu zestawu przeciwciał i kuleczek magnetycznych zawartych w zestawie CD4 + CD25 + Regulatory T Cell Isolation Kit, human zgodnie z procedurą firmową (Miltenyi Biotec, USA). Czystość wysortowanej populacji sprawdzano, znakując komórki przeciwciałami anty-cd4, CD25 (93,5% ± 3,15) zgodnie z procedurą firmową (BD Bioscience), analizę wykonano cytometrem przepływowym BD FACS CANTO II. Technika hodowli regulatorowych limfocytów T, CD4+ Hodowle komórkowe z wysortowanych limfocytów CD4 + CD25 + prowadzono na podłożu RPMI 1640 wzbogaconym w 2mM glutaminę, 5% surowicę płodową-wołową, 10mM HEPES, 100U/mL penicyliny i streptomycyny. Hodowlę utrzymywano przez 72 godziny w sterylnych płytkach, w temp. 37 C i atmosferze 5% CO 2. Stymulację wysortowanych limfocytów CD4 + CD25 + przeprowadzono z zastosowaniem ludzkiej rekombinowanej leptyny (Recombinant Human Leptin 1 mg/ml R&D SYSTEMS), w końcowym stężeniu 100 ng/ml. Oznaczenie stężenia leptyny Stężenie leptyny zostało oznaczone przy użyciu zestawu QUAN- TIKE human Leptin firmy R&D Systems zgodnie z instrukcją producenta zestawu odczynników. Oznaczenie ekspresji FoxP3 w limfocytach ptreg 100 μl stymulowanych leptyną limfocytów, wyznakowano przeciwciałami monoklonalnymi, skierowanymi przeciwko antygenom powierzchniowym CD4, CD25, CD127, CD152 w stężeniu zgodnym z procedurą firmową (BD Bioscience). Wymieszaną zawiesinę komórek inkubowano 20 minut, w ciemności, w temperaturze pokojowej (od 20 C do 25 C). Następnie komórki utrwalano przez 10 minut, odczynnikiem Human FoxP3 Buffer A (BD Pharmingen). W celu wyznakowania FoxP3, komórki permeabilizowano i inkubowano przez 30 minut w temperaturze pokojowej (20 C do 25 C) z buforem C (BD Pharmingen), Następnie do zawiesiny komórek dodawano przeciwciało anty-foxp3 w stężeniu zgodnym z procedurą firmową (BD Bioscience). Dobrze wymieszaną zawiesinę wyznakowanych komórek inkubowano 30 minut w ciemności, w temperaturze pokojowej (20 C do 25 C). Do analizy zbierano od limfocytów CD4 +. Analiza statystyczna Statystyczne opracowanie wyników przeprowadzono przy użyciu programu STATISTICA wersja 10 PL. Zmienne ilościowe przedstawiono, jako medianę, e górny i dolny. Test Kruskala-Wallis a używano w celu porównania wielu grup niezależnych. Do porównania dwóch grup niezależnych użyto testu U Manna-Whitneya. Za istotne statystycznie uznawano wartości prawdopodobieństwa p<0,05. Do oceny korelacji wykorzystano współczynnik rang Spearmana. Oznaczenie stężenia rozpuszczalnego receptora leptyny (LepR) Stężenie rozpuszczalnego receptora leptyny zostało oznaczone przy użyciu zestawu QUANTIKE human leptin sr Immunoassay firmy R&D Systems zgodnie z instrukcją producenta zestawu odczynników. Wyniki Przedstawione wyniki wykazały, że w grupie kobiet chorych na astmę ciężką wartość BMI były znamiennie wyższe w porównaniu do grupy kobiet chorych na astmę umiarkowaną-łagodną (p<0,05) (tab. II). Kobiety chore na astmę umiarkowaną-łagodną Tabela I. Charakterystyka grup badanych Parametr Astma ciężka (SA) Astma umiarkowana-łagodna (MA) Grupa kontrolna (NC) N Wiek lata (średnia ± SD) 50 ± 15,5 43 ± 13,5 45 ± 11, 1 Czas trwania choroby lata 15 ± 7,5 9 ± 5,1 - (średnia ± SD) Atopia (Tak/Nie) 14/3 11/2 0/25 FEV1 % (średnia ± SD) 67% ± 15,0 75 ± 16,5 92 ± 6,5 BMI (Body Mass Index) wskaźnik masy ciała FEV1 (Forced Expiratory Volume) natężona pierwszosekundowa objętość wydechowa Tabela II. Porównanie wartości BMI oraz stężenia leptyny, receptora leptyny, w surowicy, u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Grupa Astma ciężka (SA) Astma umiarkowana łagodna (MA) Grupa kontrolna (NC) Kwartyl BMI 29,2 24,2 35,3 22,8 20,8 26,8 22,5 20,7 24,8 Leptyna [pg/ml] 252,8 116,7 362,6 136,1 107,1 201,2 52,6 31,9 102,4 Receptor leptyny [ng/ml] 1,44 0,74 2,64 0,99 0,33 1,79 0,71 0,49 1,04 279

4 Rycina 1. Stężenie leptyny u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną- -łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Rycina 2. Stężenie receptora dla leptyny u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). nie wykazywały nadwagi, a wartości BMI w badanej grupie były zbliżone do wartości w grupie kontrolnej (tab. II). Ocena średnich stężeń, leptyny Zaobserwowano, że w grupach kobiet chorych na astmę ciężką i umiarkowaną łagodną stężenie leptyny było znamiennie podwyższone w porównaniu z grupą kontrolną (p<0,05). Stężenie leptyny u kobiet chorych na astmę ciężką było 5-krotnie wyższe w porównaniu do grupy kontrolnej (tab. II, ryc.1). Ocena średnich stężeń receptora leptyny Wykazano, że stężenie receptora leptyny w grupie kobiet chorych na astmę ciężką było znamiennie podwyższone (p<0,05) w porównaniu do kobiet z grupy kontrolnej (tab. II, ryc.2). Wpływ leptyny na limfocyty regulatorowe ptreg Nie stwierdzono w hodowlach in vitro, znamiennego wpływu leptyny, na odsetek limfocytów regulatorowych CD4 + z ekspresją FoxP3 zarówno u kobiet chorych na astmę ciężką jak i umiarkowaną łagodną i w grupie kontrolnej (ryc. 3, tab. III). Nie wykazano, znamiennego obniżenie odsetka limfocytów o immunofenotypie CD4 + CD25 high CD127 low FoxP3 + CD152 + po stymulacji leptyną, w warunkach in vitro, u kobiet chorych na ciężką astmę w porównaniu do grupy chorych na astmę umiarkowaną-łagodną i grupy kontrolnej (ryc. 4, tab. III). Analiza korelacji badanych parametrów. Oceniono korelacje w grupach badanych i grupie kontrolnej pomiędzy wartościami BMI, stężeniem leptyny i jej rozpuszczalnego receptora, oraz ekspresją FoxP3 w limfocytach Treg CD4 +. Wyniki korelacji przestawiono w tabeli IV. Wykazano istotną korelację jedynie pomiędzy wartością wskaźnika BMI a stężeniem leptyny w grupach pacjentek chorych na astmę ciężką (SA). Dyskusja Uważa się, że podstawową rolę w interakcjach między komórkami infiltrującymi tkankę tłuszczową w procesie zapalnym odgrywają limfocyty regulatorowe T CD4 +, którym przypisuje się indukcję sygnału przeciwzapalnego, hamującego inicjację tego procesu. Wykazano również, że liczba limfocytów regulatorowych T CD4 +, w tkance tłuszczowej jest niższa u myszy otyłych w porównaniu do nie otyłych. Winer i wsp. w przeprowadzonych badaniach wykazali korzystny wpływ podania limfocytów T CD4 + na zahamowanie rozwoju otyłości i insulinooporności u myszy z dietą bogatotłuszczową [11]. W patogenezie astmy kluczową rolę odgrywa zaburzenie równowagi pomiędzy subpopulacjami limfocytów T, z dominacją odpowiedzi zapalnej typu Th2. Uważa się, że jedną z przyczyn tych zaburzeń jest dysfunkcja regulatorowych limfocytów T CD4 +, co prowadzi do zakłócenia tolerancji immunologicznej organizmu. W wyniku tego procesu dochodzi do rozwoju chorób alergicznych i astmy. Tabela III. Porównanie ekspresji FoxP3 w limfocytach regulatorowych CD4+ (ptreg) i odsetka limfocytów o immunofenotypie CD4+CD25 high CD127 low FoxP3+CD152+ po stymulacji leptyną u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Grupa Astma ciężka (SA) Astma umiarkowana łagodna (MA) Grupa kontrolna (NC) Ekspresja FoxP3 w ptreg 76,4% 60,6% 81,4% 85,3% 83,8% 89,2% 87,3% 78,0% 88,3% po stymulacji leptyną Odsetek limfocytów o immunofenotypie CD4 + CD25 high CD127 low FoxP3 + CD ,3% 58.0% 87,5% 85,8% 82,0% 88,0% 77,0% 65,0% 81,2% 280

5 Diagn Lab 2015; 51(4): Rycina 3. Ekspresja FoxP3 w limfocytach ptreg przed i po stymulacji leptyną u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Rycina 4. Odsetek limfocytów regulatorowych o immunofenotypie CD4 + CD25 high CD127 low FoxP3 + CD152 + po stymulacji leptyną u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną-łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). W przedstawionych wynikach badań zaobserwowano, że odsetek limfocytów ptreg, u kobiet chorych na astmę ciężką nie różnił się znamiennie w porównaniu do grup z astmą umiarkowaną-łagodną i grupy kontrolnej. Uzyskane wyniki nie wykazały także innych znamiennych różnic fenotypowych w subpopulacji limfocytów regulatorowych T CD4 + we krwi obwodowej chorych na astmę o różnym stopniu ciężkości. Podobnie jak w badaniach Zhanga zaobserwowano, że u kobiet chorych na astmę, limfocyty regulatorowe Treg wykazują ekspresję FoxP3 i CD152. Nie stwierdzono jednak istotnych statystycznie różnic w odsetku limfocytów Treg FoxP3 + i ekspresji CD152 pomiędzy chorymi kobietami z ostrą i stabilną postacią astmy a grupą kontrolną [12]. Jednak informacje dotyczące deficytu i dysfunkcji limfocytów regulatorowych CD4 + w chorobach alergicznych i astmie są często niejednoznaczne. Według Shi i wsp. nie ma wyraźnej różnicy w liczbie limfocytów Treg CD4 + u pacjentów z atopią lub astmą w porównaniu do grupy kontrolnej. Wykazano natomiast wzrost liczby regulatorowych limfocytów podczas zaostrzeń astmy [13]. Zmian tych nie stwierdzono u pacjentów ze stabilną postacią astmy. Natomiast Xue i wsp. oraz Węgrzyn A i wsp. w swoich badaniach wykazali obniżenie odsetka limfocytów Treg u chorych na astmę, szczególnie w fazie zaostrzenia choroby [14, 15]. Wyniki badań grupy ENFUMOSA wskazują, że jedną z odmian fenotypowych ciężkiej postaci astmy jest płeć żeńska [16]. Jednak w przedstawionych wynikach badań nie wykazano istotnej różnicy w odsetku limfocytów regulatorowych T (Treg) u kobiet chorych na astmę ciężką w porównaniu do grupy z astmą umiarkowaną-łagodną. Prawidłowe działanie limfocytów Treg determinuje obecność swoistego markera funkcjonalnego czynnika transkrypcyjnego FoxP3, kontrolowanego przez gen FOXP3 [17]. Należy podkreślić, że dane literaturowe dotyczące ekspresji czynnika transkrypcyjnego FoxP3 u chorych na astmę są niejednoznaczne. Niektóre doniesienia sugerują, że wiek pacjentów może odgrywać istotną rolę w zaburzeniach funkcji limfocytów regulatorowych T CD4 +. U starszych pacjentów chorych na astmę zaobserwowano niższą ekspresję mrna dla genu FOXP3, co może tłumaczyć osłabienie funkcji limfocytów Treg [18]. Istnieje coraz więcej dowodów potwierdzających wpływ leptyny na funkcje limfocytów regulatorowych T CD4 +. W wielu pracach eksperymentalnych zaobserwowano, że leptyna wykazująca strukturalne podobieństwo do IL-6 i jest czynnikiem modulującym funkcje limfocytów Treg [19]. Wykazano także, że leptyna w warunkach in vitro ma właściwości immunomodulacyjne, Tabela IV. Korelacje pomiędzy BMI, stężeniem leptyny, receptorem leptyny oraz czynnikiem transkrypcyjnym FoxP3 u kobiet chorych na astmę ciężką (SA), umiarkowaną- -łagodną (MA) i w grupie kontrolnej (NC). Grupa Astma ciężka (SA) Astma umiarkowana-łagodna (MA) BMI / leptyna [pg/ml] R = 0,74 R = 0,40 p < 0,001 BMI / rozpuszczalny receptor leptyny [ng/ml] R = 0,28 R = 0,36 BMI / FoxP3 [%] R = -0,13 R = -0,03 leptyna [pg/ml] / rozpuszczalny receptor R = 0,19 R = 0,17 leptyny [ng/ml] leptyna [pg/ml] / Foxp3 [%] R = 0,11 R = -0,15 rozpuszczalny receptor leptyny [ng/ml] / R = 0,06 R = 0,40 Foxp3 [%] Grupa kontrolna (NC) R = 0,08 R = -0,17 R = 0,06 R = 0,33 R = -0,13 R = 0,23 281

6 supresorowe w stosunku do limfocytów regulatorowych [19, 20, 21]. Wei R i wsp. w swoich badaniach wykazali, że hamujący wpływ leptyny na limfocyty regulatorowe manifestuje się obniżeniem ekspresji TGF-β, IL-10, CTLA4, i GITR oraz osłabieniem właściwości Treg do hamowania proliferacji i produkcji mediatorów zapalnych przez subpopulację limfocytów T CD8 + [21]. Natomiast w eksperymencie grupy De Rosa wykazano, że leptyna moduluje procesy czynnościowe hyporeaktywność i proliferację komórek regulatorowych T (Treg) zarówno w warunkach in vivo jak i in vitro. Leptyna wywiera negatywny wpływ na proces proliferacji ludzkich komórek regulatorowych CD4 + CD25 + Foxp3 + (Treg), wprowadzając je w stan anergii. Zaobserwowano, także, że limfocyty Treg mają zdolność syntezy leptyny oraz wykazują wysoką ekspresję receptora leptynowego (LepR), co z kolei na drodze autokrynnej wpływa na zahamowanie ich proliferacji. Blokowanie (neutralizacja) leptyny monoklonalnymi przeciwciałami (mab) w obecności cząsteczek kostymulujących (anty- -CD3, anty-cd28) przywraca zdolności proliferacyjne limfocytom regulatorowym [22]. Przedstawione wyniki badań potwierdziły ekspresję receptora leptyny u chorych na astmę, w surowicy niezależnie od jej ciężkości. Jednak najwyższą ekspresję receptora leptyny wykazano u kobiet chorych na astmę ciężką. Otrzymane wyniki badań sugerują, że leptyna nie wpływa bezpośrednio na ekspresję czynnika transkrypcyjnego FoxP3, a raczej może działać poprzez stymulacje innych ścieżek sygnałowych. Przypuszcza się, że limfocyty Treg CD4 + z ekspresją receptora leptyny (LepR) mogą migrować do tkanki tłuszczowej przez mechanizm zależny od stymulacji leptyną wydzielaną z adipocytów. Dodatkowo uważa się, że leptyna może kontrolować ekspansję i proliferację limfocytów regulatorowych CD4 + także przez stymulacje antygenową. Obserwowane w otyłości wysokie stężenia tej adipocytokiny zaburzają homeostazę limfocytów Treg CD4 +, co skutkuje zmniejszoną ich liczbą i osłabieniem funkcji supresyjnych. W efekcie zmiany te prowadzą do zaostrzenia procesu zapalnego charakteryzującego się napływem komórek o właściwościach prozapalnych; limfocytów CD8 +, limfocytów o profilu cytokinowym Th1, makrofagów i mastocytów [23]. Doświadczenia Taleba i wsp. wykazały, że zaburzony signaling leptyny prowadzi do wzrostu liczby i aktywności limfocytów regulatorowych T CD4 +. Proces ten związany jest także z redukcją zmian o charakterze aterogennym. Wiele badań przeprowadzonych na modelach eksperymentalnych potwierdza, że brak leptyny bądź hamowanie jej lub receptora leptyny chroni przed rozwojem wielu schorzeń o podłożu zapalnym (zapalenie jelit, zapalenie mózgu, cukrzyca) [24]. W przeprowadzonych badaniach nie zaobserwowano hamującego wpływu leptyny, na odsetek regulatorowych limfocytów T CD4 + u kobiet chorych na astmę w zależności od ciężkości choroby, oraz nie wykazano wzrostu ekspresji czynnika transkrypcyjnego FoxP3 po stymulacji leptyną. Tym samym w przeprowadzonym eksperymencie nie potwierdzono bezpośredniego immunomodulującego wpływu leptyny w warunkach in vitro na badaną subpopulację limfocytów regulatorowych u kobiet chorych na astmę. Wnioski W przeprowadzonych badaniach nie stwierdzono bezpośredniego wpływu leptyny, na populację regulatorowych limfocytów T CD4 + i ekspresję czynnika transkrypcyjnego FoxP3 w tych komórkach, u kobiet chorych na astmę ciężką i umiarkowaną-łagodną, co nie wyklucza możliwości wpływu tej adipocytokiny przez inne ścieżki sygnałowe. Praca finansowana z programu finansowania badań młodych pracowników nauki i studentów studiów doktoranckich nr: / / Piśmiennictwo 1. Ziora D, Sitek P, Machura E, et al. i wsp. [Bronchial asthma in obesity--a distinct phenotype of asthma?]. Pneumonol Alergol Pol 2012; 80: Zammit C, Liddicoat H, Moonsie I, et al. Obesity and respiratory diseases. Int J Gen Med 2010; 3: Busse WW, Banks-Schlegel S, Wenzel SE. Pathophysiology of severe asthma. J Allergy Clin Immunol 2000; 106: Akdis CA,Akdis M. Mechanisms of allergen-specific immunotherapy and immune tolerance to allergens. World Allergy Organ J 2015; 8: Palomares O, Yaman G, Azkur AK, et al. Role of Treg in immune regulation of allergic diseases. Eur J Immunol 2010; 40: Karagiannidis C, Akdis M, Holopainen P, et al. Glucocorticoids upregulate FOXP3 expression and regulatory T cells in asthma. J Allergy Clin Immunol 2004; 114: Mosen DM, Schatz M, Magid DJ, et al. The relationship between obesity and asthma severity and control in adults. J Allergy Clin Immunol 2008; 122: Pakhale S, Doucette S, Vandemheen K, et al. A comparison of obese and nonobese people with asthma: exploring an asthma-obesity interaction. Chest 2010; 137: The ENFUMOSA cross-sectional European multicentre study of the clinical phenotype of chronic severe asthma. European Network for Understanding Mechanisms of Severe Asthma. Eur Respir J 2003; 22: Kuprys-Lipinska I, Elgalal A, Kuna P. [Skin prick test with inhaled allergens in the general population of Lodz province]. Pneumonol Alergol Pol 2009; 77: Winer S, Chan Y, Paltser G, et al. Normalization of obesity-associated insulin resistance through immunotherapy. Nat Med 2009; 15: Zhang Q, Qian FH, Liu H, et al. Expression of surface markers on peripheral CD4+CD25high T cells in patients with atopic asthma: role of inhaled corticosteroid. Chin Med J (Engl ) 2008; 121: Shi HZ,Qin XJ. CD4CD25 regulatory T lymphocytes in allergy and asthma. Allergy 2005; 60: Xue K, Zhou Y, Xiong S, et al. Analysis of CD4+ CD25+ regulatory T cells and Foxp3 mrna in the peripheral blood of patients with asthma. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci 2007; 27: Wegrzyn AS, Jakiela B, Ruckert B, et al. T-cell regulation during viral and nonviral asthma exacerbations. J Allergy Clin Immunol 2015; 136: Holgate ST, Holloway J, Wilson S, et al. Understanding the pathophysiology of severe asthma to generate new therapeutic opportunities. J Allergy Clin Immunol 2006; 117: Yagi H, Nomura T, Nakamura K, et al. Crucial role of FOXP3 in the development and function of human CD25+CD4+ regulatory T cells. Int Immunol 2004; 16: Vale-Pereira S, Todo-Bom A, Geraldes L, et al. FoxP3, GATA-3 and T-bet expression in elderly asthma. Clin Exp Allergy 2011; 41: La CA,Matarese G. The weight of leptin in immunity. Nat Rev Immunol 2004; 4: Procaccini C, De R, V, Galgani M, et al. An oscillatory switch in mtor kinase activity sets regulatory T cell responsiveness. Immunity 2010; 33: Wei R, Hu Y, Dong F, et al. Hepatoma cell-derived leptin down-regulates the immunosuppressive function of regulatory T cells to enhance the anti-tumor activity of CD8+ T cells. Immunol Cell Biol

7 Diagn Lab 2015; 51(4): De R, V, Procaccini C, Cali G, et al. A key role of leptin in the control of regulatory T cell proliferation. Immunity 2007; 26: Matarese G, Procaccini C, et al. Regulatory T cells in obesity: the leptin connection. Trends Mol Med 2010; 16: Taleb S, Herbin O, Ait-Oufella H, et al. Defective leptin/leptin receptor signaling improves regulatory T cell immune response and protects mice from atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2007; 27: Adres do korespondencji: dr n. med. Łukasz Kraszula Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej II Katedra Chorób Wewnętrznych Łódź, Kopcińskiego 22 tel lukasz.kraszula@umed.lodz.pl Zaakceptowano do druku:

8