Анализ влияния сигаретного дыма на сигнальные пути врожденной иммунной системы в моноцитах периферической крови

Введение. Табакокурение является важной медицинской проблемой, так как оказывает существенное влияние на развитие и прогрессирование хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Компоненты табачного дыма могут инициировать и поддерживать локальное и системное воспаление с участием моноцитов и макрофагов.

Цель. Изучить молекулярные механизмы, связанные с воздействием сигаретного дыма на сигнальные пути врожденной иммунной системы в моноцитах периферической крови.

Материалы и методы. С помощью методов in silico анализа были идентифицированы гены, связанные с воздействием табачного дыма. На основе полученных данных для исследования in vitro была создана клеточная модель воспаления с использованием экстракта сигаретного дыма и моноцитов периферической крови, выделенных методом иммуномагнитной сепарации. Был применен набор для иммуноферментного анализа (ELISA) с целью измерения концентрации фактора некроза опухоли-α (TNF-α), интерлейкина-1бета (IL-1β) в супернатантах клеток и Толл-подобного рецептора 4 (TLR4), АТФ-связывающего кассетного транспортера А1 (ABCA1) в гомогенатах клеточных мембран нативных моноцитов и моноцитов, подвергнутых воздействию 4% экстракта сигаретного дыма. Эти данные сравнивались с уровнями TNF-α, IL-1β, TLR4 и ABCA1 в моноцитах периферической крови пациентов с ХОБЛ с фенотипом частых обострений и облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей (ОААНК). Статистическая обработка и визуализация данных проводились с использованием программного обеспечения MedCalc 20.1.4 и R (версия 4.2.2).

Результаты. Табачный дым связан с сигнальными путями TLR4, TNF-α и обменом липидов. Экстракт сигаретного дыма повышал экспрессию провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-1β в супернатантах клеток, повышал уровень TLR4 и снижал уровень ABCA1 в плазматических мембранах моноцитов периферической крови. У пациентов с ХОБЛ с фенотипом частых обострений и ОААНК показаны повышение уровней провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-1β в супернатантах клеток, повышение уровня TLR4 и снижение уровня ABCA1 в плазматических мембранах моноцитов периферической крови по сравнению с нативными моноцитами здоровых людей.

Заключение. Сигаретный дым способствует усилению продукции провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-1β, увеличению уровней белка TLR4 и снижению количества транспортера ABCA1 в мембранах моноцитов периферической крови. Это может частично объяснить причину влияния сигаретного дыма на развитие заболеваний легких и сердечно-сосудистой системы. ХОБЛ с фенотипом частых обострений и ОААНК характеризуются усилением воспаления с участием моноцитов.