Роль триады цитокинов (IL-25, IL-33, TSLP) в патогенезе аллергического ринита и резистентности к глюкокортикостероидам

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-45-10031

НазваниеРоль триады цитокинов (IL-25, IL-33, TSLP) в патогенезе аллергического ринита и резистентности к глюкокортикостероидам

Руководитель Шиловский Игорь Петрович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства , г Москва

Конкурс №73 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (БРФФИ)

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-108 - Иммунология

Ключевые слова аллергический ринит, воспаление, интерлейкин-25, интерлейкин-33, TSLP, РНК-интерференция, миРНК

Код ГРНТИ34.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Аллергический ринит (АР) – воспалительное заболевание слизистой оболочки носовой полости, от которого страдает до 30% населения в Европе и 20% в Российской Федерации. Несмотря на то, что АР не является тяжелой патологией, он наносит значительный экономический ущерб (в Евросоюзе прямые затраты на борьбу с АР составляют 1-1,5 млрд. евро в год), а у 40% пациентов с АР впоследствии развивается более тяжелая инвалидизирующая патология – бронхиальная астма (смертность, от которой составляет до 300.000 человек в год). Подходы к терапии АР включают фармакотерапию глюкокортикостероидами, блокаторами Н1-гистаминовых рецепторов и антагонистами лейкотриенов, а также аллерген-специфическую иммунотерапию. Однако, существующих способов лечения недостаточно, о чем свидетельствует продолжающийся рост заболеваемости. Поэтому актуален поиск новых способов профилактики и контроля данного заболевания, который невозможен без детального изучения молекулярных механизмов его патогенеза. Согласно традиционному представлению в патогенезе АР главную роль играют клетки иммунной системы: Th2-лимфоциты, В-клетки и эозинофилы, которые выделяют провоспалительные цитокины (главным образом IL-4, IL-5 и IL-13) и др. факторы воспаления, формирующие основные проявления патологии. Однако с внедрением молекулярно-биологических методов исследования накоплено множество доказательств участия эпителиальных клеток респираторного тракта и выделяемых ими провоспалительных цитокинов (IL-25, IL-33 и TSLP) в патогенезе АР. Несмотря на то, что многие исследования указывают на непосредственное участие IL-25, IL-33 и TSLP в патогенезе АР, остается не ясно какой из этих цитокинов играет первичную роль в развитии патологии. Имеется всего лишь одно исследование, в котором на модели АР у мышей показано, что двойной нокаут рецепторов для IL-33 и TSLP приводил к снижению назальной гиперреактивности, эозинофильного воспаления слизистой оболочки носовой полости, уровня IgE и Th2-цитокинов. При этом не выявлено влияния на ремоделирование дыхательных путей (гиперплазия эпителия, гиперсекреция слизи, субэпителиальный фиброз). Кроме того, в этом исследовании не оценивался вклад IL-25 в развитии АР, а также не известно, какое влияние на течение этой патологии будет оказывать блокирование активности всех трех цитокинов. В рамках данного проекта нашим научным коллективом впервые будет осуществлена инактивация всех трех цитокинов одновременно в экспериментальной модели АР у мышей. В данном проекте будет осуществляться локальное подавление IL-25, IL-33 и TSLP в респираторном эпителии с использованием технологии интерференции РНК. В отличие от тотального нокаута генов во всех клетках экспериментального животного, в предлагаемом исследовании инактивация целевых цитокинов (IL-25, IL-33 и TSLP) будет осуществлена преимущественно в эпителиальных клетках слизистой оболочки носа – основных клетках-продуцентах данных цитокинов. Согласно нашей рабочей гипотезе, дополнительная инактивация IL-25 будет способствовать ещё большему нивелированию проявлений АР, а также уменьшению признаков ремоделирования респираторного тракта. Наше предположение основываться на результатах недавнего исследования, в котором осуществлена одновременная блокада трёх цитокинов на модели БА у мышей. Авторы показали, что происходит снижение не только гиперреактивности бронхов, воспаления легких, уровней IgE и Th2-цитокинов, но и признаков ремоделирования бронхов, в частности фиброза. Учитывая сходство патогенезов БА и АР, мы предполагаем, что дополнительная блокада IL-25 будет уменьшать ремоделирование верхних дыхательных путей. Вместе с тем имеются сведения об устойчивости части пациентов с АР к терапии глюкокортикоидными препаратами. В некоторых исследованиях сообщается, что в 30% случаев клетки крови, выделенные от пациентов с АР не реагировали на кортикостероиды. При этом часто устойчивость к этим препаратам коррелирует с активацией триады цитокинов IL-25, IL-33 и TSLP. Однако механизмы, посредством которых данные цитокины формируют устойчивость к кортикостероидам, остаются неизвестны. Учитывая вышесказанное, в предлагаемой работе с использованием биоматериала от пациентов с АР будут получены новые данные об участии IL-25, IL-33 и TSLP в развитии кортикостероид-резистентности. В частности, будет изучено влияние кортикостероидов на продукцию провоспалительных Th2-цитокинов мононуклеарами после их стимуляции и/или супрессии IL-25, IL-33 и TSLP. Полученные данные позволят приблизиться к пониманию механизмов резистентности к терапии кортикостероидами и создать новые способы ее преодоления. Таким образом, главной целью совместного проекта является исследование роли триады цитокинов (IL-25, IL-33 и TSLP) в патогенезе АР, а также выявление их роли в развитии резистентности к терапии кортикостероидами. Будут выявлены биологические эффекты как локального подавления триады указанных цитокинов в эпителии верхних дыхательных путей, а также эффекты этих цитокинов на чувствительность клеток к кортикостероидам.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Роль триады цитокинов, продуцируемых респираторным эпителием в патогенезе аллергического ринита Роль триады цитокинов, продуцируемых респираторным эпителием в патогенезе аллергического ринита Научно-практический рецензируемый журнал "Иммунология", 2024; 45 (2): 245–255. (год публикации - 2024)
10.33029/1816-2134-2024-45-2-245-255

2. Пасихов Г.Б., Шиловский И.П., Юмашев К.В., Каганова М.М., Виноградова К.В., Таганович А.Д., Кадушкин А.Г., Гудима Г.О., Хаитов М.Р. Механизмы иммунной толерантности при аллерген-специфической иммунотерапии Научно-практический рецензируемый журнал "Иммунология" (год публикации - 2024)

3. Порошина А.С., Шершакова Н.Н., Шиловский И.П., Кадушкин А.Г., Таганович А.Д., Гудима Г.О., Хаитов М.Р. Роль ИЛ-25, ИЛ-33 и TSLP в развитии кортикостероидной резистентности Научно-практический рецензируемый журнал "Иммунология", 2023; 44 (4): 500–510. (год публикации - 2023)
10.33029/0206-4952-2023-44-4-500-510

4. Паршина В.А., Кадушкин А.Г., Таганович А.Д., Шиловский И.П., Шершакова Н.Н., Хаитов М.Р. Роль глюкокортикоидного рецептора бета в развитии резистентности к глюкокортикоидам Российский аллергологический журнал, № 3, Т. 21, с. 382-394 (год публикации - 2024)
10.36691/RJA16959

5. Каганова М.М., Шиловский И.П., Тимотиевич Е.Д., Юмашев К.В., Гурский Д.А., Виноградова К.В., Попова М.В., Хаитов М.Р. Cинтетические молекулы малых интерферирующих рнк специфически подавляют экспрессию генов провоспалительных цитокинов (il-25 и tslp) в экспериментах in vitro Медицинская иммунология, № 5, Т. 26, стр. 1107-1114 (год публикации - 2024)
10.15789/1563-0625-SSI-16795

6. Миронова Т.В., Таганович А.Д., Кадушкин А.Г., Макаревич В.В., Шиловский И.П., Хаитов М.Р. Ингибирующее влияние мометазона и нортриптилина на продукцию провоспалительных цитокинов мононуклеарными клетками крови пациентов с аллергическим ринитом в условиях стимулированного иммунного ответа Биомедицинская химия, том 71, вып. 4, с. 300–307 (год публикации - 2025)
10.18097/PBMCR1568

7. Миронова Т.В., Таганович А.Д., Кадушкин А.Г., Макаревич В.В., Шиловский И.П., Хаитов М.Р. The Role of Immune Response Components of the First and 17th Types in the Development of Allergic Diseases of the Respiratory System Moscow University Biological Sciences Bulletin, Volume 79, pages 193–198 (год публикации - 2025)
10.3103/S0096392525600127

8. Тимотиевич Е.Д., Шиловский И.П., Гурский Д.А., Таганович А.Д., Кадушкин А.Г., Хаитов М.Р. Роль цитокинов IL-25, IL-33, TSLP в воспалении респираторного тракта. Терапевтические перспективы Биохимия, Т.91, выпуск 01, 2026 г. (год публикации - 2026)

9. Каганова М.М., Шиловский И.П., Ковична В.И., Тимотиевич Е.Д., Русак Т.Е., Никольский А.А., Юмашев К.В., Пасихов Г.Б., Виноградова К.В., Гурский Д.А., Попова М.В., Брылина В.Е., Хаитов М.Р. Подавление экспрессии генов Il5 и Il13 синтетическими молекулами миРНК уменьшает назальную гиперреактивность и воспаление в модели аллергического ринита у мышей Биохимия, том 90, вып. 4, с. 531 – 549 (год публикации - 2025)
10.31857/S0320972525040039

10. Шиловский И.П., Пасихов Г.Б., Смирнов В.В., Кофиади И.А., Попова М.В., Струева П.А., Хаитов М.Р. Применение терапевтических нуклеиновых кислот и интерференции РНК для создания средств персонализированной медицины БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение., 2024;24(2):157–171 (год публикации - 2024)
10.30895/2221-996X-2024-24-2-157-171

11. Колоскова О.О., Никольский А.А., Шиловский И.П., Гудима Г.О., Таганович А.Д., Кадушкин А.Г., Ищенко О.В., Щурок И.Н., Аляхнович Н.С., Шершакова Н.Н., Курбачева О.М., Кудлай Д.А., Хаитов М.Р. Глюкокортикоидный рецептор: молекулярное разнообразие изоформ и генетические полиморфизмы, влияющие на устойчивость к глюкокортикоида Иммунология, 46 (5): 663–677. (год публикации - 2025)
10.33029/0206-4952-2025-46-5-663-677

12. Каганова М.М., Шиловский И.П., Тимотиевич Е.Д., Ковчина В.И., Никольский А.А., Юма шев К.В., Пасихов Г.Б., Гурский Д.А., Попова М.В., Струева П.А., Ищенко О.В., Щурок И.Н., Аляхнович Н.С., Таганович А.Д., Кадушкин А.Г., Хаитов М.Р. Снижение активности гена Il33 с использованием синтетических молекул миРНК приводит к уменьшению назальной гиперреактивности и воспаления слизистой оболочки носовой полости в модели аллергического ринита у мышей Иммунология, 46 (5): 555–573 (год публикации - 2025)
10.33029/0206-4952-2025-46-5-555-573

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Аллергический ринит — распространённое воспалительное заболевание верхних дыхательных путей, которым страдают около 30% европейцев и до 17% жителей других стран. Это заболевание может привести к развитию более тяжёлых патологий, таких как атопическая бронхиальная астма. Лечение аллергического ринита включает фармакотерапию, аллерген-специфическую иммунотерапию и другие методы. Однако существующие способы лечения не всегда эффективны, поэтому необходимы новые подходы к профилактике и контролю этого заболевания. Традиционно считалось, что аллергический ринит (АР) возникает из-за активности клеток иммунной системы, таких как Th2-лимфоциты, В-клетки и эозинофилы, которые производят провоспалительные цитокины (особенно IL-4, IL-5 и IL-13) и другие факторы воспаления, вызывающие основные симптомы заболевания. Однако новые исследования показывают, что неиммунные клетки, особенно эпителиальные клетки респираторного тракта, также участвуют в возникновении этой болезни. Было обнаружено, что при активации аллергеном эпителий выделяет провоспалительные цитокины IL-25, IL-33 и TSLP, которые активируют врождённые лимфоидные клетки второго типа (ILC2). В свою очередь, ILC2 производят цитокины IL-5 и IL-13, способствующие усилению проаллергического иммунного ответа Th2-типа. Новые данные указывают на то, что IL-25, IL-33 и TSLP могут быть потенциальными мишенями для лечения аллергических заболеваний, включая АР. Хотя уже есть убедительные доказательства роли этих цитокинов в патогенезе АР, пока неясно, какой из них играет наибольшую роль в развитии заболевания. В рамках проекта изучается роль триады цитокинов (IL-25, IL-33 и TSLP) в развитии аллергического ринита. На первом этапе проекта были созданы молекулы миРНК, которые подавляют экспрессию генов провоспалительных цитокинов in vitro. На втором этапе изучали влияние локального подавления этих цитокинов на модели аллергического ринита у мышей. В ходе работы над вторым этапом проекта показано, что подавление экспрессии генов цитокинов IL-25, IL-33 и TSLP в слизистой оболочке носа не повлияло на уровень экспрессии гена IL-4. Однако подавление генов IL-33 и TSLP уменьшило уровень экспрессии гена IL-13 в слизистой оболочке носа в 4,8 и 2,2 раза соответственно. Блокирование экспрессии генов IL-25, IL-33 и TSLP с помощью миРНК не влияло на продукцию антител классов IgE и IgG2a. Однако подавление гена IL-33 приводило к снижению уровня антител IgG1 в сыворотке крови в два раза. Мы отметили снижение назальной гиперреактивности у мышей с аллергическим ринитом после локального подавления экспрессии генов IL-25 и TSLP, что привело к почти двукратному уменьшению количества почёсываний носа. Подавление экспрессии гена IL-33 с помощью миРНК не оказало существенного влияния на назальную гиперреактивность, однако наблюдалась тенденция к небольшому снижению частоты чиханий и почёсываний носа на 20 % и 31 % по сравнению с контрольной группой siMIX. Подавление экспрессии генов IL-25, IL-33 и TSLP молекулами миРНК значительно уменьшило воспаление в верхних дыхательных путях. Количество клеток в инфильтратах снизилось на 24 %, 30 % и 20 % соответственно, а площадь инфильтратов уменьшилась на 24 %, 29 % и 25 % соответственно. Однако экспрессия этих генов не повлияла на выраженность признаков ремоделирования, и толщина респираторного эпителия статистически значимо не изменилась. Таким образом, подавление экспрессии гена IL-33 приводит к уменьшению выраженности воспаления и продукции IgG1-антител, а подавление экспрессии генов IL-25 и TSLP приводит к уменьшению назальной гиперреактивности. Учитывая полученные данные, в дальнейших экспериментах целесообразно будет изучить одновременное подавление экспрессии двух генов IL-25 и IL-33, а также TSLP и IL-33.

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Аллергический ринит (АР) — распространённое воспалительное заболевание верхних дыхательных путей, которым страдают около 30% европейцев и до 17% жителей других стран. Это заболевание может привести к развитию более тяжёлых патологий, таких как атопическая бронхиальная астма. Лечение АР включает фармакотерапию, аллерген-специфическую иммунотерапию и другие методы. Однако существующие способы лечения не всегда эффективны, поэтому необходимы новые подходы к профилактике и контролю этого заболевания. Традиционно считалось, что АР возникает из-за активности клеток иммунной системы, таких как Th2-лимфоциты, В-клетки и эозинофилы, которые производят провоспалительные цитокины (особенно IL-4, IL-5 и IL-13) и другие факторы воспаления, вызывающие основные симптомы заболевания. Однако новые исследования показывают, что не иммунные клетки, особенно эпителиальные клетки респираторного тракта, также участвуют в возникновении этой болезни. Было обнаружено, что при активации аллергеном эпителий выделяет провоспалительные цитокины IL-25, IL-33 и TSLP, которые активируют врождённые лимфоидные клетки второго типа (ILC2). В свою очередь, ILC2 производят цитокины IL-5 и IL-13, способствующие усилению проаллергического иммунного ответа Th2-типа. Новые данные указывают на то, что IL-25, IL-33 и TSLP могут быть потенциальными мишенями для лечения аллергических заболеваний, включая АР. Хотя уже есть убедительные доказательства роли этих цитокинов в патогенезе АР, пока неясно, какой из них играет наибольшую роль в развитии заболевания. В рамках проекта изучается роль триады цитокинов (IL-25, IL-33 и TSLP) в развитии АР. В ходе работы над третьим этапом проекта показано, что смесь миРНК против IL-25, IL-33 и TSLP введенная мышам с АР интраназально приводила к статистически значимому снижению экспрессии генов провоспалительных цитокинов Il25 (на 55%) и Tslp (на 43%), а также к двухкратному уменьшению экспрессии гена Il13. Кроме того, смесь миРНК против IL-25, IL-33 и TSLP уменьшала выраженность некоторых проявлений АР. А именно, отмечено снижение уровня проаллергических IgG1-антител в сыворотке крови на 29% и уменьшение назальной гиперреактивности на 36%. При этом смесь миРНК против IL-25, IL-33 и TSLP не приводила к уменьшению выраженности воспаления в верхних дыхательных путях и ремоделирования респираторного тракта. Таким образом, одновременное подавление трех цитокинов IL-25, IL-33 и TSLP по всей видимости не является перспективным направлением разработки противовоспалительных средств. Наиболее значимые результаты получены при одновременном подавлении IL 33 и TSLP с использованием молекул миРНК. Данная стратегия продемонстрировала выраженный терапевтический эффект в отношении основных проявлений патологии. В частности, было зафиксировано снижение назальной гиперреактивности на 52 %. Кроме того, отмечалось существенное уменьшение воспалительных изменений в слизистой оболочке носовой полости: количество инфильтрирующих клеток сократилось на 42 %, а площадь инфильтратов — на 38 %. Также выявлено снижение экспрессии провоспалительного цитокина IL 13 в слизистой оболочке на 46 %. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о перспективности разработки противовоспалительных препаратов на основе миРНК, нацеленных на одновременную инактивацию IL 33 и TSLP.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Результаты исследования, посвященного роли эпителиальных цитокинов в развитии аллергического ринита и кортикостероидной резистентности, могут оказать значительное влияние на практическую медицину и здравоохранение. Определение функций IL-33 и TSLP как потенциальных терапевтических мишеней открывает возможности для создания новых методов лечения аллергических заболеваний. Это, в свою очередь, может улучшить качество жизни пациентов, снизить частоту обострений и госпитализаций, а также уменьшить экономические затраты на лечение. Разработка инновационных препаратов, направленных на модуляцию активности эпителиальных цитокинов, станет основой для прогресса в фармацевтической отрасли Российской Федерации. В будущем это поможет сократить заболеваемость и инвалидизацию, связанную с аллергическим ринитом и его сопутствующими заболеваниями, что положительно скажется на социальном развитии страны.