tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.21292/2075-1230-2021-99-10-14-22tiblj-1575Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESВлияние комбинации теофиллина и будесонида на выработку провоспалительных цитокинов клетками крови пациентов с хронической обструктивной болезнью легкихEffect of the combination of theophylline and budesonide on production of proinflammatory cytokines by blood cells of patients with chronic obstructive pulmonary diseasehttps://orcid.org/0000-0002-1620-8477КадушкинА. Г.KadushkinA. G.

Кадушкин Алексей Геннадьевич, кандидат медицинских наук, доцент кафедры биологической химии

220116, г. Минск, пр. Дзержинского, д. 83, тел.: (37517) 373-93-92

Aleksey G. Kadushkin, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of Biological Chemistry Department

83, Dzerzhinskogo Ave., Minsk, 220116, phone: (37517) 373-93-92

kadushkyn@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0668-2888ТагановичА. Д.TaganovichA. D.

Таганович Анатолий Дмитриевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биологической химии

220116, г. Минск, пр. Дзержинского, д. 83, тел.: (37517) 373-93-92

Anatoliy D. Taganovich, Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of of Biological Chemistry Department

83, Dzerzhinskogo Ave., Minsk, 220116, phone: (37517) 277-17-64

taganovich@bsmu.byhttps://orcid.org/0000-0002-0441-0109МовчанЛ. В.MovchanL. V.

Мовчан Людмила Викторовна, кандидат биологических наук, врач лабораторной диагностики клинико-диагностической лаборатории

223053, Минская обл., Минский р-н, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, д. 43, тел.: (37517) 265-40-89

Lyudmila V. Movchan, Candidate of Biological Sciences, Laboratory Diagnostics Physician of Clinical Diagnostic Laboratory

43, Frunzenskaya St., Borovlyany, Minsky District,  Minsky Region, 223053, phone: (37517) 265-40-89

movchan-l@mail.ruТалабаеваЭ. И.TalabaevaE. I.

Талабаева Элина Ивановна, врач-пульмонолог консультационного отделения

220045, г. Минск, ул. Семашко, д. 10, тел.: (37517) 277-19-87

Elina I. Talabaeva, Pulmonologist of Consulting Department

10, Semashko St., Minsk, Belarus, 220045, phone: (37517) 277-19-87

alina.tal@mail.ruПластининаА. В.PlastininaA. V.

Пластинина Алёна Всеволодовна, врач-пульмонолог консультационного отделения

220045, г. Минск, ул. Семашко, д. 10, тел.: (37517) 277-19-87

Alena V. Plastinina, Pulmonologist of Consulting Department

10, Semashko St., Minsk, Belarus, 220045, phone: (37517) 277-19-87

alenailina@gmail.comШманТ. В.ShmanT. V.

Шман Татьяна Викторовна, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией иммунологических исследований

223053, Минская обл., Минский р-н, д. Боровляны, ул. Фрунзенская, д. 43, тел.: (37517) 265-40-89

Tatiana V. Shman, Candidate of Biological Sciences, Head of Immunological Laboratory

43, Frunzenskaya St., Borovlyany, Minsky District,  Minsky Region, 223053, phone: (37517) 265-40-89

shman@oncology.byУчреждение образования «Белорусский государственный медицинский университет»БеларусьBelorussian State Medical UniversityBelarusГосударственное учреждение «Республиканский научно-практический центр детской онкологии, гематологии и иммунологии»БеларусьRepublican Scientific Practical Center of Children’s Oncology, Hematology and ImmunologyBelarusУчреждение здравоохранения «Минский клинический консультативно-диагностический центр»БеларусьMinsk Clinical Consulting and Diagnostic CenterBelarus20210411202199101422Copyright © Кадушкин А.Г., Таганович А.Д., Мовчан Л.В., Талабаева Э.И., Пластинина А.В., Шман Т.В., 20212021Кадушкин А.Г., Таганович А.Д., Мовчан Л.В., Талабаева Э.И., Пластинина А.В., Шман Т.В.Kadushkin A.G., Taganovich A.D., Movchan L.V., Talabaeva E.I., Plastinina A.V., Shman T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/1575Цель исследования

Цель исследования: оценить способность комбинации теофиллина и будесонида подавлять выработку провоспалительных цитокинов клетками крови пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).

Материалы и методы

Материалы и методы. Мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК-клетки) или клетки цельной крови пациентов с ХОБЛ (n= 27) инкубировали с будесонидом (10 нМ), теофиллином (1 мкМ) или их комбинацией и стимулировали фитогемагглютинином (ФГА) или форбол-миристат-ацетатом (ФМА) с иономиционом. Секрецию тимического стромального лимфопоэтина (ТСЛП), фактора, ингибирующего миграцию макрофагов (ФИММ), интерлейкина 17А (ИЛ-17А), ИЛ-33 и других медиаторов МКПК-клетками, индуцированную ФГА, определяли методом иммуноферментного анализа. Внутриклеточную продукцию провоспалительных цитокинов, стимулированную ФМА/иономицином, в Т-хелперах (CD4+) и цитотоксических Т-лимфоцитах (CD8+) крови анализировали методом проточной цитометрии.

Результаты

Результаты. Теофиллин снижал секрецию ИЛ-4 и ИЛ-17А МКПК-клетками. Комбинация будесонида с теофиллином подавляла синтез ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-8, ИЛ-13, ИЛ-17А, ИЛ-33, ТСЛП, ФИММ МКПК-клетками, а также продукцию ИЛ-4, ИЛ-8, фактора некроза опухоли-α и интерферона-γ цитотоксическими Т-лимфоцитами и Т-хелперами крови. Сочетание теофиллина и будесонида оказывало более выраженное ингибирующее воздействие на продукцию ИЛ-4 и ИЛ-8 МКПК-клетками, а также на синтез ИЛ-4 CD4+ T-клетками и ИЛ-8 CD8+ T-лимфоцитами, чем действие одного будесонида.

The objective

The objective: to evaluate the ability of the combination of theophylline and budesonide to suppress proinflammatory cytokine production byblood cells in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

Subjects and Methods

Subjects and Methods. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) or whole blood cells of COPD patients (n = 27) were incubated with budesonide (10 nM), theophylline (1 μM), or the combination thereof and stimulated with phytohemagglutinin (PHA) or phorbol myristate acetate (PMA) and ionomycin. The enzyme immunoassay was used to evaluate the secretion of thymic stromal lymphopoietin (TSLP), macrophage migration inhibitory factor (MIF), interleukin 17A (IL-17A), IL-33, and other mediators of PBMC cells, and induced PHA. The flow cytometry was used to analyze intracellular production of proinflammatory cytokines stimulated by PMA/ionomycin in T-helpers (CD4+) and cytotoxic T-lymphocytes (CD8+).

Results

Results. Theophylline reduced the secretion of IL-4 and IL-17A by PBMC cells. The combination of budesonide with theophylline inhibited the synthesis of IL-4, IL-5, IL-8, IL-13, IL-17A, IL-33, TSLP, MIF by PBMC cells as well as the production of IL-4, IL-8, tumor necrosis factor-α, and interferon-γ by cytotoxic T-lymphocytes and T-helpers. The combination of theophylline and budesonide had a more pronounced inhibitory effect on the production of IL-4 and IL-8 by PBMC cells as well as the synthesis of IL-4 by CD4+ T-cells and IL8 by CD8+ T-lymphocytes versus the effect of monotherapy with budesonide.

теофиллинбудесонидстероидорезистентностьлимфоцитыцитокиныинтерлейкиныхроническая обструктивная болезнь легкихtheophyllinebudesonidesteroid resistancelymphocytescytokinesinterleukinschronic obstructive pulmonary diseaseReferencesКадушкин А. Г., Таганович А. Д. Молекулярные механизмы формирования стероидорезистентности у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких // Пульмонология. – 2016. – Т. 26, № 6. – С. 736-747.Kadushkin А.G., Taganovich А.D. Molecular mechanisms of steroid resistance development in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Pulmonologiya, 2016, vol. 26, no. 6, pp. 736-747. (In Russ.)Кадушкин А. Г., Таганович А. Д., Мовчан Л. В., Шман Т. В., Панасюк В. К., Новская Г. К. Использование рутинных тестов общего анализа крови для прогнозирования устойчивости к глюкокортикостероидной терапии у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких // Пульмонология. – 2018. – Т. 28, № 6. – С. 681-692.Kadushkin А.G., Taganovich А.D., Movchan L.V., Shman T.V., Panasyuk V.K., Novskaya G.K. Use of routine CBC tests to predict resistance to glucocorticosteroid therapy in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Pulmonologiya, 2018, vol. 28, no. 6, pp. 681-692. (In Russ.)Barnes P. J. Inflammatory endotypes in COPD // Allergy. – 2019. – Vol. 74, № 7. – P. 1249-1256.Barnes P. J. Inflammatory endotypes in COPD // Allergy. – 2019. – Vol. 74, № 7. – P. 1249-1256.Barnes P. J. Targeting cytokines to treat asthma and chronic obstructive pulmonary disease // Nat. Rev. Immunol. – 2018. – Vol. 18, № 7. – P. 454-466.Barnes P. J. Targeting cytokines to treat asthma and chronic obstructive pulmonary disease // Nat. Rev. Immunol. – 2018. – Vol. 18, № 7. – P. 454-466.Brightling C., Greening N. Airway inflammation in COPD: progress to precision medicine // Eur. Respir. J. – 2019. – Vol. 54, № 2. – P. 1-13.Brightling C., Greening N. Airway inflammation in COPD: progress to precision medicine // Eur. Respir. J. – 2019. – Vol. 54, № 2. – P. 1-13.Choy D. K., Ko F., Li S. T., lp L. S., Leung R., Hui D., Lai K. N., Lai C. K. Effects of theophylline, dexamethasone and salbutamol on cytokine gene expression in human peripheral blood CD4 + T-cells // Eur. Respir J. – 1999. – Vol. 14, № 5. – P. 1106-1112.Choy D. K., Ko F., Li S. T., lp L. S., Leung R., Hui D., Lai K. N., Lai C. K. Effects of theophylline, dexamethasone and salbutamol on cytokine gene expression in human peripheral blood CD4 + T-cells // Eur. Respir J. – 1999. – Vol. 14, № 5. – P. 1106-1112.Cosio B. G., Soriano J. B. Theophylline again? Reasons for believing // Eur. Respir. J. –2009. – Vol. 34, № 1. – P. 5-6.Cosio B. G., Soriano J. B. Theophylline again? Reasons for believing // Eur. Respir. J. –2009. – Vol. 34, № 1. – P. 5-6.De Bosscher K., Vanden Berghe W., Haegeman G. The interplay between the glucocorticoid receptor and nuclear factor-kappaB or activator protein-1: molecular mechanisms for gene repression // Endocr. Rev. – 2003. – Vol. 24, № 4. – P. 488-522.De Bosscher K., Vanden Berghe W., Haegeman G. The interplay between the glucocorticoid receptor and nuclear factor-kappaB or activator protein-1: molecular mechanisms for gene repression // Endocr. Rev. – 2003. – Vol. 24, № 4. – P. 488-522.Dejager L., Vandevyver S., Petta I., Libert C. Dominance of the strongest: inflammatory cytokines versus glucocorticoids // Cytokine Growth Factor Rev. – 2014. – Vol. 25, № 1. – P. 21-33.Dejager L., Vandevyver S., Petta I., Libert C. Dominance of the strongest: inflammatory cytokines versus glucocorticoids // Cytokine Growth Factor Rev. – 2014. – Vol. 25, № 1. – P. 21-33.Devereux G., Cotton S., Fielding S., McMeekin N., Barnes P. J., Briggs A., Burns G., Chaudhuri R., Chrystyn H., Davies L., De Soyza A., Gompertz S., Haughney J., Innes K., Kaniewska J., Lee A., Morice A., Norrie J., Sullivan A., Wilson A., Price D. Effect of theophylline as adjunct to inhaled corticosteroids on exacerbations in patients with copd: a randomized clinical trial // JAMA. 2018. – Vol. 320, № 15. – P. 1548-1559.Devereux G., Cotton S., Fielding S., McMeekin N., Barnes P. J., Briggs A., Burns G., Chaudhuri R., Chrystyn H., Davies L., De Soyza A., Gompertz S., Haughney J., Innes K., Kaniewska J., Lee A., Morice A., Norrie J., Sullivan A., Wilson A., Price D. Effect of theophylline as adjunct to inhaled corticosteroids on exacerbations in patients with copd: a randomized clinical trial // JAMA. 2018. – Vol. 320, № 15. – P. 1548-1559.Donovan C., Hansbro P. M. IL-33 in Chronic Respiratory Disease: From Preclinical to Clinical Studies // ACS Pharmacol. Transl. Sci. – 2019. – Vol. 3, № 1. – P. 56-62.Donovan C., Hansbro P. M. IL-33 in Chronic Respiratory Disease: From Preclinical to Clinical Studies // ACS Pharmacol. Transl. Sci. – 2019. – Vol. 3, № 1. – P. 56-62.Ford P. A., Durham A. L., Russell R. E. et al. Treatment effects of low-dose theophylline combined with an inhaled corticosteroid in COPD // Chest. 2010. – Vol. 137, № 6. – P. 1338-1344.Ford P. A., Durham A. L., Russell R. E. et al. Treatment effects of low-dose theophylline combined with an inhaled corticosteroid in COPD // Chest. 2010. – Vol. 137, № 6. – P. 1338-1344.Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (2021 Report). Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Available: http://www.goldcopd.org (Acсessed: 19.01.2021).Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (2021 Report). Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Available: http://www.goldcopd.org (Acсessed: 19.01.2021).Grundy S., Plumb J., Kaur M., Ray D., Singh D. Additive anti-inflammatory effects of corticosteroids and phosphodiesterase-4 inhibitors in COPD CD8 cells // Respir. Res. 2016. – Vol. 17, № 9. – P. 1-11.Grundy S., Plumb J., Kaur M., Ray D., Singh D. Additive anti-inflammatory effects of corticosteroids and phosphodiesterase-4 inhibitors in COPD CD8 cells // Respir. Res. 2016. – Vol. 17, № 9. – P. 1-11.Henrot P., Prevel R., Berger P., Dupin I. Chemokines in COPD: from implication to therapeutic use // Int. J. Mol. Sci. – 2019. – Vol. 20, № 11. – P. 1-26.Henrot P., Prevel R., Berger P., Dupin I. Chemokines in COPD: from implication to therapeutic use // Int. J. Mol. Sci. – 2019. – Vol. 20, № 11. – P. 1-26.Hodge G., Nairn J., Holmes M., Reynolds P.N., Hodge S. Increased intracellular T helper 1 proinflammatory cytokine production in peripheral blood, bronchoalveolar lavage and intraepithelial T cells of COPD subjects // Clin. Exp. Immunol. – 2007. – Vol. 150, № 1. – P. 22-29.Hodge G., Nairn J., Holmes M., Reynolds P.N., Hodge S. Increased intracellular T helper 1 proinflammatory cytokine production in peripheral blood, bronchoalveolar lavage and intraepithelial T cells of COPD subjects // Clin. Exp. Immunol. – 2007. – Vol. 150, № 1. – P. 22-29.Hodge G., Tran H. B., Reynolds P. N., Jersmann H., Hodge S. Lymphocyte senescence in COPD is associated with decreased sirtuin 1 expression in steroid resistant pro-inflammatory lymphocytes // Ther. Adv. Respir. Dis. – 2020. Vol. 14, № 1753466620905280. – P. 1-12.Hodge G., Tran H. B., Reynolds P. N., Jersmann H., Hodge S. Lymphocyte senescence in COPD is associated with decreased sirtuin 1 expression in steroid resistant pro-inflammatory lymphocytes // Ther. Adv. Respir. Dis. – 2020. Vol. 14, № 1753466620905280. – P. 1-12.Honda K., Wada H., Nakamura M., Nakamoto K., Inui T., Sada M., Koide T., Takata S., Yokoyama T., Saraya T., Kurai D., Ishii H., Goto H., Takizawa H. IL-17A synergistically stimulates TNF-α-induced IL-8 production in human airway epithelial cells: A potential role in amplifying airway inflammation // Exp. Lung Res. – 2016. – Vol. 42, № 4. – P. 205-216.Honda K., Wada H., Nakamura M., Nakamoto K., Inui T., Sada M., Koide T., Takata S., Yokoyama T., Saraya T., Kurai D., Ishii H., Goto H., Takizawa H. IL-17A synergistically stimulates TNF-α-induced IL-8 production in human airway epithelial cells: A potential role in amplifying airway inflammation // Exp. Lung Res. – 2016. – Vol. 42, № 4. – P. 205-216.Khorasani N., Baker J., Johnson M., Chung K. F., Bhavsar P. K. Reversal of corticosteroid insensitivity by p38 MAPK inhibition in peripheral blood mononuclear cells from COPD // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. – 2015. Vol. 10. – P. 283-291.Khorasani N., Baker J., Johnson M., Chung K. F., Bhavsar P. K. Reversal of corticosteroid insensitivity by p38 MAPK inhibition in peripheral blood mononuclear cells from COPD // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. – 2015. Vol. 10. – P. 283-291.Oishi K., Matsunaga K., Shirai T., Hirai K., Gon Y. Role of Type2 Inflammatory Biomarkers in Chronic Obstructive Pulmonary Disease // J. Clin. Med. – 2020. Vol. 9, № 8. – P. 1-23.Oishi K., Matsunaga K., Shirai T., Hirai K., Gon Y. Role of Type2 Inflammatory Biomarkers in Chronic Obstructive Pulmonary Disease // J. Clin. Med. – 2020. Vol. 9, № 8. – P. 1-23.Owen C. A. Roles for proteinases in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. – 2008. – Vol. 3, № 2. – P. 253-268.Owen C. A. Roles for proteinases in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. – 2008. – Vol. 3, № 2. – P. 253-268.Zervas E., Samitas K., Gaga M., Beghe B., Fabbri L. M. Inhaled corticosteroids in COPD: pros and cons // Curr. Drug Targets. – 2013. – Vol. 14, № 2. – P. 192-224.Zervas E., Samitas K., Gaga M., Beghe B., Fabbri L. M. Inhaled corticosteroids in COPD: pros and cons // Curr. Drug Targets. – 2013. – Vol. 14, № 2. – P. 192-224.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.