ОКИСНА МОДИФІКАЦІЯ БІЛКІВ У ПЛАЗМІ КРОВІ ХВОРИХ НА ОСТЕОАРТРИТ ПІСЛЯ SARS-CoV2-ІНФЕКЦІЇ
DOI: 10.17721/1728.2748.2024.97.22-27
Ключові слова:
SARS-CoV-2, остеоартрит, плазма крові, окисна модифікація білків.Анотація
Вступ. Спалах важкого гострого респіраторного синдрому, викликаного SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2, коронавірус 2, пов'язаний із тяжким гострим респіраторним синдромом) у 2019 р. спричинив розвиток пандемії коронавірусної хвороби 2019 року (Coronavirus disease 2019, COVID-19). Із моменту її початку багато симптомів захворювання були пов'язані з гострими інфекціями SARS-CoV-2, а також з віддаленими наслідками пацієнтів із COVID-19. Серед цих симптомів існують різні категорії захворювань опорно-рухового апарату, зокрема остеоартрити. Відомо, що розвиток остеоартритів пов'язаний з окисним стресом та надлишковим продукуванням вільних радикалів. Білки високочутливі до вільнорадикального окиснення, і тому рівень їх окиснення відображає окисноантиоксидантний баланс в організмі. Метою роботи було визначити вміст продуктів окисної модифікаціії білків у плазмі крові хворих на остеоартрит після SARS-CoV2-інфекції.
Методи. Усіх учасників дослідження було розподілено на три експериментальні групи: І грура – умовно здорові люди, ІІ група – пацієнти з остеоартритом колінних суглобів II–III ступеня та ІІІ група – пацієнти з остеоартритом колінних суглобів II–III ступеня, які перенесли легку або середньотяжку форму COVID-19 6–9 місяців тому. Вміст продуктів окисної модифікації білків визначали за рівнем карбонільних похідних, які виявляються в реакції з 2,4-динітрофенілгідразином. Обробку результатів дослідження проводили загальноприйнятими методами варіаційної статистики.
Результати. Встановлено, що у плазмі крові пацієнтів з остеоартритом колінних суглобів, які перехворіли на COVID-19, вміст продуктів окисної модифікації білків (альдо- та кетопохідних нейтрального та основного характеру) збільшувався. Виявлені зміни свідчать про порушення окисно-антиоксидантного балансу та розвиток окисного стресу в організмі хворих на остеоартрит після SARS-CoV-2-інфекції.
Висновки. Модифікація структури білків плазми крові може призводити до втрати їхньої біологічної функції та порушення обмінних процесів у хворих на остеоартрит після інфікування COVID-19
Посилання
Abramoff, B., & Caldera, F.E. (2020). Osteoarthritis: Pathology, diagnosis, and treatment options. Medical Clinics of North America, 104(2), 293–311. https://doi.org/10.1016/j.mcna.2019.10.007
Akagawa, M. (2021). Protein carbonylation: Molecular mechanisms, biological implications, and analytical approaches. Free Radical Research, 55(4), 307–320. https://doi.org/10.1080/10715762.2020.1851027
Ansari, M.Y., Ahmad, N., & Haqqi, T.M. (2020). Oxidative stress and inflammation in osteoarthritis pathogenesis: Role of polyphenols. Biomedicine & Pharmacotherapy, 129, 110452. https://doi.org/10.1016/ j.biopha.2020.110452
Crofford, L.J., Wilder, R.L., Ristimaki, A.P. et al. (1994). Cyclooxygenase-1 and -2 expression in rheumatoid synovial tissues: Effects of interleukin-1β, phorbol ester, and corticosteroids. Journal of Clinical Investigation, 93(3), 1095–1101. https://doi.org/10.1172/JCI117060
Davis, H.E., McCorkell, L., Vogel, J.M., & Topol, E.J. (2023). Long COVID: Major findings, mechanisms and recommendations. Nature Reviews Microbiology, 21(3), 133–146. https://doi.org/10.1038/s41579-022-00846-2
Dilek, O. (2022). Current probes for imaging carbonylation in cellular systems and their relevance to progression of diseases. Technology in Cancer Research & Treatment, 21, 15330338221137303. https://doi.org/ 10.1177/15330338221137303
Darif, D., Hammi, I., Kihel, A., El Idrissi Saik, I., Guessous, F., & Akarid, K. (2021). The pro-inflammatory cytokines in COVID-19 pathogenesis: What goes wrong? Microbial Pathogenesis, 153, 104799. https://doi.org/10.1016/ j.micpath.2021.104799
Emami, A., Namdari, H., Parvizpour, F., & Arabpour, Z. (2023). Challenges in osteoarthritis treatment. Tissue & Cell, 80, 101992. https://doi.org/ 10.1016/j.tice.2022.101992
Farisogullari, B., Pinto, A.S., & Machado, P.M. (2022). COVID-19- associated arthritis: An emerging new entity? RMD Open, 8(2), e002026. https://doi.org/10.1136/rmdopen-2021-002026
Fuentes-Lemus, E., Hägglund, P., López-Alarcón, C., & Davies, M.J. (2021). Oxidative crosslinking of peptides and proteins: Mechanisms of formation, detection, characterization and quantification. Molecules, 27(1), 15. https://doi.org/10.3390/molecules27010015
Gallo, G., Calvez, V., & Savoia, C. (2022). Hypertension and COVID-19: Current evidence and perspectives. High Blood Pressure & Cardiovascular Prevention, 29(2), 115–123. https://doi.org/10.1007/s40292-022-00506-9
Gasparotto, M., Framba, V., Piovella, C., Doria, A., & Iaccarino, L. (2021). Post-COVID-19 arthritis: A case report and literature review. Clinical Rheumatology, 40(8), 3357–3362. https://doi.org/10.1007/s10067-020-05550-1
Geib, T., Iacob, C., Jribi, R., Fernandes, J., Benderdour, M., & Sleno, L. (2021). Identification of 4-hydroxynonenal-modified proteins in human osteoarthritic chondrocytes. Journal of Proteomics, 232, 104024. https://doi.org/ 10.1016/j.jprot.2020.104024
Hägglund, P., Mariotti, M., & Davies, M.J. (2018). Identification and characterization of protein cross-links induced by oxidative reactions. Expert Review of Proteomics, 15(8), 665–681. https://doi.org/10.1080/14789450.2018.1509710
Hecker, M., & Wagner, A.H. (2018). Role of protein carbonylation in diabetes. Journal of Inherited Metabolic Disease, 41(1), 29–38. https://doi.org/ 10.1007/s10545-017-0104-9
Kehm, R., Baldensperger, T., Raupbach, J., & Höhn, A. (2021). Protein oxidation – Formation mechanisms, detection and relevance as biomarkers in human diseases. Redox Biology, 42, 101901. https://doi.org/10.1016/ j.redox.2021.101901
Li, M.Y., Li, L., Zhang, Y., & Wang, X.S. (2020). Expression of the SARS-CoV2 cell receptor gene ACE2 in a wide variety of human tissues. Infectious Diseases of Poverty, 9(1), 45. https://doi.org/10.1186/s40249- 020-00662-x
Liu, L., Luo, P., Yang, M., Wang, J., Hou, W., & Xu, P. (2022). The role of oxidative stress in the development of knee osteoarthritis: A comprehensive research review. Frontiers in Molecular Biosciences, 9, 1001212. https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.1001212
Lowry, O., Rosebrough, N., Farr, A., & Randall, R. (1951). Protein measurement with the folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry, 193(1), 265–275.
McConnell, S., Kolopack, P., & Davis, A. M. (2001). The Western Ontario and McMaster universities osteoarthritis index (WOMAC): A review of its utility and measurement properties. Arthritis Care & Research, 45(5), 453–461. https://doi.org/10.1002/1529-0131(200110)45:5<453::aid-art365> 3.0.co;2-w
Migliorini, F., Bell, A., Vaishya, R., Eschweiler, J., Hildebrand, F., & Maffulli, N. (2023). Reactive arthritis following COVID-19: Current evidence, diagnosis, and management strategies. Journal of Orthopaedic Surgery and Research, 18(1), 205. https://doi.org/10.1186/s13018-023-03651-6
Moreau, C., & Issakidis-Bourguet, E. (2022). A simplified method to assay protein carbonylation by spectrophotometry. Methods in Molecular Biology, 2526, 135–141. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2469-2_10
Moreno-Eutimio, M.A., López-Macías, C., & Pastelin-Palacios, R. (2020). Bioinformatic analysis and identification of single-stranded RNA sequences recognized by TLR7/8 in the SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV genomes. Microbes and Infection, 22(4-5), 226–229. https://doi.org/10.1016/j.micinf.2020.04.002
Mukarram, M.S., Ishaq Ghauri, M., Sethar, S., Afsar, N., Riaz, A., & Ishaq, K. (2021). COVID-19: An emerging culprit of inflammatory arthritis. Сase Reports in Rheumatology, 6610340. https://doi.org/10.1155/2021/ 6610340
Ochani, R., Asad, A., Yasmin, F., Shaikh, S., Khalid, H., Batra, S., Sohail, M. R., Mahmood, S. F., Ochani, R., Hussham Arshad, M., Kumar, A., & Surani, S. (2021). COVID-19 pandemic: From origins to outcomes. Infezioni in Medicina, 29(1), 20–36.
Ono, K., Kishimoto, M., Shimasaki, T., Uchida, H., Kurai, D., Deshpande, G.A., Komagata, Y., & Kaname, S. (2020). Reactive arthritis after COVID-19 infection. RMD Open, 6(2), e001350. https://doi.org/ 10.1136/rmdopen-2020-001350
Ozler, K., Erel, O., Gokalp, O., Avcioglu, G., & Neselioglu, S. (2020). The association of ischemia modified albumin with osteoarthritis progression. Clinical Laboratory, 66(1). https://doi.org/10.7754/Clin.Lab. 2019.190608
Riegger, J., Schoppa, A., Ruths, L., Haffner-Luntzer, M., & Ignatius, A. (2023). Oxidative stress as a key modulator of cell fate decision in osteoarthritis and osteoporosis: A narrative review. Cellular and Molecular Biology Letters, 28(1), 76. https://doi.org/10.1186/s11658-023-00489-y
Singh, A.K., & Khunti, K. (2022). COVID-19 and diabetes. Annual Review of Medicine, 73, 129–147. https://doi.org/10.1146/annurev-med-
-011857
Taha, S.I., Samaan, S.F., Ibrahim, R.A., El-Sehsah, E.M., & Youssef, M.K. (2021). Post-COVID-19 arthritis: Is it hyperinflammation or autoimmunity? European Cytokine Network, 32(4), 83–88. https://doi.org/10.1684/ ecn.2021.0471
Tetik, S., Kiliç, A., Aksoy, H., Rizaner, N., Ahmad, S., & Yardimci, T. (2015). Oxidative stress causes plasma protein modification. Indian Journal of Experimental Biology, 53(1), 25–30.
World Health Organization. (2023). COVID-19 pandemic. Retrieved from https://covid19.who.int/
Xie, X., van Delft, M.A.M., Shuweihdi, F., Kingsbury, S.R., Trouw, L.A., Doody, G.M., Conaghan, P.G., & Ponchel, F. (2021). Auto-antibodies to post-translationally modified proteins in osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage, 29(6), 924–933. https://doi.org/10.1016/j.joca.2021.03.008
Zahan, O.M., Serban, O., Gherman, C., & Fodor, D. (2020). The evaluation of oxidative stress in osteoarthritis. Medical and Pharmaceutical Reports, 93(1), 12–22. https://doi.org/10.15386/mpr-1422
Zhang, J.J., Dong, X., Liu, G.H., & Gao, Y.D. (2023). Risk and protective factors for COVID-19 morbidity, severity, and mortality. Clinical Reviews in Allergy & Immunology, 64(1), 90–107. https://doi.org/10.1007/ s12016-022-08921-5