Ученые достигли важной вехи в исследовании бронхиальной астмы у детей. Впервые они выяснили, как определенный генетический дефект у детей сначала приводит к частым инфекциям, а затем к бронхиальной астме. Исследование, опубликованное в научном журнале American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, предлагает новый подход к терапевтическим вмешательствам.
В первые годы жизни у каждого третьего ребенка развивается ранняя форма бронхиальной астмы. Среди них у 80% имеется генетический дефект 17-й хромосомы. У этих детей часты вирусно-индуцированные приступы свистящего дыхания, а позже развивается бронхиальная астма. Механизмы, лежащие в основе генетического дефекта, ранее были неизвестны, поэтому педиатры могли лечить только симптомы, но не причину.
«Теперь мы выяснили, почему генетический дефект делает детей более склонными к вирусным инфекциям, что представляет собой высокий риск развития бронхиальной астмы», — комментирует доктор Констанце Якверт (Constanze Jakwerth), первый автор исследования.
Скрининг среди детей выявил повышенную экспрессию белка
Предыдущие эпидемиологические исследования уже выдвигали гипотезу, что генетический дефект связан с вирусными инфекциями. Поэтому ученые изучили ткань слизистой оболочки носа у 261 ребенка с хрипами, используя щеточки для извлечения клеток из полости носа. Этот метод относительно неинвазивный, но позволяет оценить весь набор транскриптов генов в этих назальных клетках (транскриптом). Таким образом, удалось выявить изменения и закономерности («назотипы») в экспрессии генов, которые сильно различаются у детей с генетическим дефектом и без него.
При внимательном изучении исследователи обнаружили, что генетический дефект вызывает повышенную экспрессию белка GSDMB. Этот белок образует поры и имеет решающее значение для иммунных реакций. Команда ученых обнаружила, что генетически усиленная экспрессия GSDMB, в свою очередь, вызывает нарушение реакции интерферона.
Известно, что интерфероны играют решающую роль в клеточном ответе на вирусные инфекции. Существует три класса интерферонов. Исследователи заметили, что клетки носа у детей с генетическим дефектом экспрессируют больше интерферонов типа 2, но меньше интерферонов типа 1 и 3. Последние, однако, важны для вирусной защиты. Вот почему генетический дефект в конечном итоге делает детей более склонными к вирусным инфекциям и, следовательно, увеличивает риск развития астмы.
Снижение количества инфекций снижает риск развития бронхиальной астмы
«Теперь мы знаем, что генетический дефект 17-й хромосомы приводит к определенному паттерну экспрессии генов, на который мы можем влиять или даже корректировать. Мы стремимся устранить дефект защиты дыхательных путей детей. Мы работаем над новыми препаратами, спреями для ингаляций, которые поддерживают защиту от вируса путем стимуляции эпителиального барьера для более адекватного ответа», — дополняет профессор Карстен Шмидт-Вебер (Carsten Schmidt-Weber), который руководил исследованием.
«Ранние вирусные инфекции, вероятно, изменят иммунную систему детей и нарушат толерантность к обычно безвредным аллергенам, что, в свою очередь, будет способствовать развитию бронхиальной астмы. Таким образом, если инфекции можно будет контролировать более эффективно с помощью новых препаратов, направленных на генетический дефект, мы надеемся, что у детей реже будет развиваться бронхиальная астма», — заключает профессор Эрика фон Мутиус (Erika von Mutius), соавтор исследования.
Литература:
Constanze A. Jakwerth et al, 17q21 Variants Disturb Mucosal Host Defense in Childhood Asthma, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine (2023). DOI: 10.1164/rccm.202305-0934OC
