CD4+ cells mitochondrial membrane potential in mild and moderate asthma

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Background. The pathogenetic mechanisms of bronchial asthma (BA) are based on the processes of changes in the cellular energy status and lipid metabolism, the development of hypoxemia, oxidative stress, and systemic inflammation. A reduction in mitochondrial membrane potential (MMP) is manifested even at the early stages of chronic lung diseases development and can be a key pathological sign of their clinical course aggravation.

Purpose. The aim of this study is to investigate the impact of bronchial asthma on the MMP of CD4+ cells, depending on severity and disease control.

Materials and methods. The study included 289 patients with BA, of whom 151 exhibited mild severity and 138 exhibited moderate severity. The control group consisted of 60 volunteers who were deemed to be practically healthy. MMP was quantified using the JC-1 fluorescent dye and monoclonal antibodies for CD4+ identification by flow cytometry. Five distinct levels of MMP were identified. The calculations were performed using the STATISTICA 10.0 software.

Results. A reduction in the total MMP results in a decline in the number of cells exhibiting very high MMP levels, while the number of cells with high and medium MMP levels increases. As the disease progresses and the level of control declines, the total MMP level reduces, accompanied by an increase in the number of CD4+ cells exhibiting reduced and low MMP.

Conclusions. Patients with mild and moderate BA exhibited a pronounced unidirectional change in MMP levels of CD4+ cells, which is dependent on the degree of severity and level of disease control. The assessment of the redistribution of MMP levels of CD4+ cells provides an opportunity for the early detection of energy metabolism disorders in BA, which will allow optimizing the prevention of pathology progression.

Авторлар туралы

Elena Kondratyeva

Vladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: elena.v.kondratyeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3024-9873
SPIN-код: 8907-2001
Scopus Author ID: 57103185200
ResearcherId: HLG-7594-2023

PhD, Senior Researcher of Biomedical research Laboratory

 

Ресей, 73g, Russkaya Str., Vladivostok, Russian Federation

Tatyana Vitkina

Vladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration – Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment

Email: tash30@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1009-9011
SPIN-код: 4578-3522
Scopus Author ID: 22954655800
ResearcherId: F-5250-2016

PhD, DSc, Professor RAS, Head of Laboratory of Medical Ecology and Recreational Resources

 

Ресей, 73g, Russkaya Str., Vladivostok, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Denisenko, Y. K., Novgorodtseva, T. P., Vitkina, T. I., Anton'yuk, M. V., & Bocharova, N. V. (2018). Composition of fatty acids in mitochondrial membranes of platelets in chronic obstructive pulmonary disease. Klinicheskaya meditsina, 96(4), 343–347. https://doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
  2. Denisenko, Y. K., Novgorodtseva, T. P., Kondrat'eva, E. V., Zhukova, N. V., Anton'yuk, M. V., Knyshova, V. V., & Mineeva, E. E. (2015). Morpho-functional characteristics of blood cell mitochondria in bronchial asthma. Klinicheskaya meditsina, 93(10), 47–51.
  3. Kondratyeva, E. V., & Vitkina, T. I. (2022). Functional state of mitochondria in chronic respiratory diseases. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration, (84), 116–126. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2022-84-116-126
  4. Lobanova, E. G., Kondrateva, E. V., Mineeva, E. E., & Karaman, Y. K. (2014). Platelet mitochondrial membrane potential in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika, (6), 13–16.
  5. Suprun, E. N. (2022). Assessment of the membrane potential of mitochondria in immunocompetent blood cells of children with asthma, depending on controllability of the course of the disease. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration, (86), 50–55. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2022-86-50-55
  6. Asher, M. I., Rutter, C. E., Bissell, K., Chiang, C. Y., El Sony, A., Ellwood, E., ... & Pearce, N. (2021). Worldwide trends in the burden of asthma symptoms in school-aged children: Global Asthma Network Phase I cross-sectional study. The Lancet, 398(10311), 1569–1580. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)01450-1
  7. Bhatti, J. S., Bhatti, G. K., & Reddy, P. H. (2017). Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in metabolic disorders - a step towards mitochondria-based therapeutic strategies. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease, 1863(5), 1066–1077. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2016.11.010
  8. Bryant, N., & Muehling, L. M. (2022). T-cell responses in asthma exacerbations. Annals of Allergy, Asthma & Immunology, 129(6), 709–718. https://doi.org/10.1016/j.anai.2022.07.027
  9. Chistiakov, D. A., Shkurat, T. P., Melnichenko, A. A., Grechko, A. V., & Orekhov, A. N. (2018). The role of mitochondrial dysfunction in cardiovascular disease: a brief review. Annals of Medicine, 50(2), 121–127. https://doi.org/10.1080/07853890.2017.1417631
  10. Cloonan, S. M., & Choi, A. M. (2016). Mitochondria in lung disease. Journal of Clinical Investigation, 126(3), 809–820. https://doi.org/10.1172/JCI81113
  11. Farraia, M., Cavaleiro Rufo, J., Paciência, I., Castro Mendes, F., Delgado, L., Boechat, L., & Moreira, A. (2019). Metabolic interactions in asthma. European Annals of Allergy and Clinical Immunology, 51(5), 196–205. https://doi.org/10.23822/EurAnnACI.1764-1489.101
  12. GINA Report, Global Strategy for Asthma Management and Prevention. (2023). Global Initiative for Asthma.
  13. Herrera-de la Mata, S., Ramirez-Suastegui, C., Mistry, H., Castañeda-Castro, F. E., Kyyaly, M. A., Simon, H., ... & Seumois, G. (2023). Cytotoxic CD4+ tissue-resident memory T cells are associated with asthma severity. Medicine, 4(12), 875–897.e8. https://doi.org/10.1016/j.medj.2023.09.003
  14. Jeong, J., & Lee, H. K. (2021). The Role of CD4+ T Cells and Microbiota in the Pathogenesis of Asthma. International Journal of Molecular Sciences, 22(21), 11822. https://doi.org/10.3390/ijms222111822
  15. Moran, G., Buechner-Maxwell, V. A., Folch, H., Henriquez, C., Galecio, J. S., Perez, B., ... & Barria, M. (2011). Increased apoptosis of CD4 and CD8 T lymphocytes in the airways of horses with recurrent airway obstruction. Veterinary Research Communications, 35(7), 447–456. https://doi.org/10.1007/s11259-011-9482-x
  16. Mortimer, K., Lesosky, M., Garcia-Marcos, L., Asher, M. I., Pearce, N., Ellwood, E., ... & Chiang, C. Y. (2022). The burden of asthma, hay fever and eczema in adults in 17 countries: GAN Phase I study. European Respiratory Journal, 60(3), 2102865. https://doi.org/10.1183/13993003.02865-2021
  17. Zhu, X., Ji, X., Shou, Y., Huang, Y., Hu, Y., & Wang, H. (2020). Recent advances in understanding the mechanisms of PM2.5-mediated neurodegenerative diseases. Toxicology Letters, 329, 31–37. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2020.04.017

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML


Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қол жетімді Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».