ЕКСПРЕСІЯ ГЕНІВ LRP1 ТА OLR1 У КРОВІ ХВОРИХ НА ОСТЕОАРТРИТПІСЛЯ SARS-CoV2-ІНФЕКЦІЇ
DOI: 10.17721/1728.2748.2023.94.35-40
Ключові слова:
SARS-CoV-2, остеоартрит, кров, експресія генів LRP1, OLR1, ліпідний обмін, запалення, окисний стрес.Анотація
Вступ. Уперше про інфекцію тяжкого гострого респіраторного синдрому коронавірусу 2 (Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2, SARS-CoV-2) було повідомлено в Ухані (Китай) у грудні 2019 року, а потім вона швидко поширилася по всьому світу, спричинивши близько 771 млн активних випадків із ~7 млн смертей станом на вересень 2023 року. Пандемія нового коронавірусу SARS-CoV-2 створює велику загрозу для світу в багатьох аспектах: медичному, соціальному, економічному та інших. Всебічне розуміння взаємодії вірусу з організмом фундаментально важливе в боротьбі з SARS-CoV-2. Під час коронавірусної хвороби 2019 р. (Coronavirus disease 2019, COVID-19) уражуються епітеліальні клітини дихальних шляхів, що проявляється симптомами респіраторної інфекції. Вірус SARS-CoV-2 як інфекційний тригер спричинює ушкодження інших систем органів, зокрема опорно-рухового апарату, а також може ускладнювати стан пацієнтів з коморбідними захворюваннями. Метою роботи було визначити експресію генів LRP1 (LDL receptor related protein 1) та OLR1 (оxidized low density lipoprotein receptor 1) у крові хворих на остеоартрит після SARS-CoV2-інфекції.
Методи. Учасники дослідження були поділені на три групи: 1-ша група (n = 10) – умовно здорові люди; 2-га група (n = 22) – пацієнти з остеоартритом колінних суглобів II–III ступеня; 3-тя група (n = 14) – пацієнти з остеоартритом колінних суглобів II–III ступеня, які перенесли легку та середньотяжку форму COVID-19 6–9 міс. тому. У крові визначали експресію генів LRP1 та OLR1. РНК отримували методом Хомчинського; синтез кДНК та кількісну полімеразну ланцюгову реакцію – в реальному часі (Real-time PCR, кПЛР) за допомогою комерційного набору "Thermo Scientific Verso SYBR Green 1-Step qRT-PCR ROX Mix" ("Thermo Scientific", Литва). Обробку результатів дослідження проводили загальноприй- нятими методами варіаційної статистики.
Результати. У крові пацієнтів, хворих на остеоартрит, знижується експресія гена LRP1 та зростає експресія гена OLR1 порівняно з групою умовно здорових людей. У пацієнтів з остеоартритом після інфікування SARS-CoV-2 показано більш суттєві порушення експресії досліджуваних генів.
Висновки. Отримані дані свідчать про порушення метаболізму ліпопротеїнів в організмі, активацію вільнора- дикальних процесів та розвиток системного запалення, що призводить до зниження протекції судин та ендотеліальної дисфункції у хворих на остеоартрит, яке посилюється за умов додаткового інфекційного навантаження на організм під дією SARS-CoV2-інфекції.
Посилання
Billah, M., A., Miah, M., M., Khan, M., N. (2020). Reproductive number of coronavirus: A systematic review and meta-analysis based on global level evidence. PLoS One., 11;15(11):e0242128. doi: 10.1371/journal.pone.0242128. eCollection 2020.
Muralidar, S., Ambi, S., V., Sekaran, S., Krishnan, U., M. (2020). The emergence of COVID-19 as a global pandemic: Understanding the epidemiology, immune response and potential therapeutic targets of SARS-CoV-2. Biochimie., 179:85-100. doi: 10.1016/j.biochi.2020.09.018. Epub 2020 Sep 22.
Taleghani, N., Taghipour, F. (2021). Diagnosis of COVID-19 for controlling the pandemic: A review of the state-of-the-art. Biosens Bioelectron., 15;174:112830. doi: 10.1016/j.bios.2020.112830. Epub 2020 Nov 27
Kirtipal, N., Bharadwaj, S., Kang, S., G. (2020). From SARS to SARS-CoV-2, insights on structure, pathogenicity and immunity aspects of pandemic human coronaviruses. Infect Genet Evol., 85:104502. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104502. Epub 2020 Aug 13.
Parasher, A. (2021). COVID-19: Current understanding of its Pathophysiology, Clinical presentation and Treatment. Postgrad Med J., 97(1147):312-320. doi: 10.1136/postgradmedj-2020-138577. Epub 2020 Sep
Wendling, D., Verhoeven, F., Chouk, M., Prati, C. (2021). Can SARS-CoV-2 trigger reactive arthritis? Joint Bone Spine., 88(1):105086. doi: 10.1016/j.jbspin.2020.105086. Epub 2020 Oct 27.,
Jovani, V., Pascual, E., Vela, P., Andrés, M. (2021). Acute arthritis following SARS-CoV-2 infection. J Med Virol., 93(2):661. doi: 10.1002/jmv.26440. Epub 2020 Sep 28.,
Ailioaie, L., M., Ailioaie, C., Litscher, G. (2022). Implications of SARS-CoV-2 Infection in Systemic Juvenile Idiopathic Arthritis. Int J Mol Sci., 12;23(8):4268. doi: 10.3390/ijms23084268.
Ruiz-Del-Valle, V., Sarabia de Ardanaz, L., Navidad-Fuentes, M., Martín-Martín, I., Lobato-Cano, R. (2022). Reactive arthritis with SARS-COV-2 as a trigger. Reumatol Clin (Engl Ed)., 18(8):490-492. doi: 10.1016/j.reumae.2021.11.002. Epub 2022 May 11.
Abramoff, B., Caldera, F., E. (2020). Osteoarthritis: Pathology, Diagnosis, and Treatment Options. Med Clin North Am., 104(2):293-311. doi: 10.1016/j.mcna.2019.10.007. Epub 2019 Dec 18.
Motta, F., Barone, E., Sica, A., Selmi, C. (2023). Inflammaging and Osteoarthritis. Clin Rev Allergy Immunol., 64(2):222-238. doi: 10.1007/s12016-022-08941-1. Epub 2022 Jun 18.
Yao, Q., Wu, X., Tao, C., Gong, W., Chen, M., Qu, M., Zhong, Y., He, T., Chen, S., Xiao, G. (2023). Osteoarthritis: pathogenic signaling pathways and therapeutic targets. Signal Transduct Target Ther., 3;8(1):56. doi: 10.1038/s41392-023-01330-w.
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 Res., 45(5):453–61. doi: 10.1002/1529-0131(200110)45:5<453:aid-art365>3.0.co;2-w.
Chomczynski, P., Sacchi, N. (1987). Single-step method of RNA isolation by acid guanidiniumthiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal. Biochem., 162(1):156-159. doi: 10.1006/abio.1987.9999
Livak. K., Schmittgen. T. (2001). Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)). Methods, 25(4):402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262
Wujak, L., Schnieder, J., Schaefer, L., Wygrecka, M. (2018). LRP1: a chameleon receptor of lung inflammation and repair. Matrix Biol., ;68-69:366–381.
He, Z., Wang, G., Wu, J., Tang, Z., Luo, M. (2021). The molecular mechanism of LRP1 in physiological vascular homeostasis and signal transduction pathways. Biomed Pharmacother., 139:111667. doi: 10.1016/j.biopha.2021.111667. Epub 2021 May 7.
Pratt, J., Haidara, K., Annabi, B. (2022). MT1-MMP Expression Levels and Catalytic Functions Dictate LDL Receptor-Related Protein-1 Ligand Internalization Capacity in U87 Glioblastoma Cells. Int J Mol Sci., 23(22):14214. doi: 10.3390/ijms232214214.
Dietert, K., Mahesula, S., Hegde, S., Verschelde, J., Reed, P., Sprague, S., Kokovay, E., Sayre, N., L. (2023). Loss of LRP1 in Adult Neural Stem Cells Impairs Migration to Ischemic Lesions. Stem Cells., 15;41(6):570-577. doi: 10.1093/stmcls/sxad034
Calvier, L., Boucher, P., Herz, J., Hansmann, G. (2019). LRP1 deficiency in vascular SMC leads to pulmonary arterial hypertension that is reversed by PPARγ activation. Circ Res., 124:1778–1785.
Faissner, A. (2023). Low-density lipoprotein receptor-related protein-1 (LRP1) in the glial lineage modulates neuronal excitability. Front Netw Physiol., 3:1190240. doi: 10.3389/fnetp.2023.1190240. eCollection 2023.,
Munshaw, S., Redpath, A., N., Pike, B., T., Smart, N. (2023). Thymosin β4 preserves vascular smooth muscle phenotype in atherosclerosis via regulation of low density lipoprotein related protein 1 (LRP1). Int Immunopharmacol., 115:109702. doi: 10.1016/j.intimp.2023.109702. Epub 2023 Jan 20.
Sizova, O., John, L., S., Ma, Q., Molldrem, J., J. (2023). Multi-faceted role of LRP1 in the immune system. Front Immunol., 14:1166189. doi: 10.3389/fimmu.2023.1166189. eCollection 2023.
Calvier, L., Herz, J., Hansmann, G. (2022). Interplay of Low-Density Lipoprotein Receptors, LRPs, and Lipoproteins in Pulmonary Hypertension. JACC Basic Transl Sci., 7(2):164-180. doi: 10.1016/j.jacbts.2021.09.011. eCollection 2022 Feb.
Ymamoto, K., Troeberg, L., Scilabra, S., Pelosi, M., Murphy C., Strickland, D., Nagase H. (2013). LRP-1-mediated endocytosis regulates extracellular activity of ADAMTS-5 in articular cartilage. FASEB, 27(2):511-21. doi: 10.1096/fj.12-216671. Epub 2012 Oct 11
Nakagawa, T., Akagi, M., Hoshikawa, H., Chen, M., Yasuda, T., Mukai, S. (2002). Lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor 1 mediates leukocyte infiltration and articular cartilage destruction in rat zymosan-induced arthritis. Arthritis Rheum, 46: 2486-94
Nakagawa, T., Yasuda, T., Hoshikawa, H., Shimizu, M., Kakinuma, T., Chen, M. (2002). LOX-1 expressed in cultured rat chondrocytes mediates oxidized LDLinduced cell death-possible role of dephosphorylation of Akt. Biochem Biophys Res Commun, 299:91-7.
Akagi, M., Kanata, S., Mori, S., Itabe, H., Sawamura, T., Hamanishi, C. (2007). Possible involvement of the oxidized low-density lipoprotein/lectin-like oxidized lowdensity lipoprotein receptor-1 system in pathogenesis and progression of human osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage, 15:281-90.
Simopoulou. T., Malizos, K., N., Tsezou, A. (2007). Lectin-like oxidized low density lipoprotein receptor 1 (LOX-1) expression in human articular chondrocytes. Clin Exp Rheumatol, 25:605-12.
Ishikawa, M., Ito, H., Furu, M., Hashimoto, M., Fujii, T., Okahata, A., Mimori, T., Matsuda, S. (2016). Plasma sLOX-1 is a potent biomarker of clinical remission and disease activity in patients with seropositive RA. Mod Rheumatol., 26(5):696-701. doi: 10.3109/14397595.2015.1128871.
Akhmedov, A., Crucet, M., Simic, B., Kraler, S., Bonetti, N., R., Ospelt, C, Distler, O., Ciurea, A., Liberale, L., Jauhiainen, M., Metso, J., Miranda, M., Cydecian, R., Schwarz, L., Fehr, V., Zilinyi, R., Amrollahi-Sharifabadi, M., Ntari, L., Karagianni, N., Ruschitzka, F., Laaksonen, R., Vanhoutte, P., M., Kollias, G., Camici, G., G., Lüscher, T., F. (2022). TNFα induces endothelial dysfunction in rheumatoid arthritis via LOX-1 and arginase 2: reversal by monoclonal TNFα antibodies. Cardiovasc Res., 7;118(1):254-266. doi: 10.1093/cvr/cvab005.
Hashimoto, K., Oda, Y., Nakagawa, K., Ikeda, T., Ohtani, K., Akagi, M. (2018). LOX-1 deficient mice show resistance to zymosan-induced arthritis. Eur J Histochem., 62(1):2847. doi: 10.4081/ejh.2018.2847.
Sagar, D., Gaddipati, R., Ongstad, E., L., Bhagroo, N., An, L., L., Wang, J., Belkhodja, M., Rahman, S., Manna, Z., Davis, M., A., Hasni, S., Siegel, R., Sanjuan, M., Grimsby, J., Kolbeck, R., Karathanasis, S., Sims, G., P., Gupta, R. (2020). LOX-1: A potential driver of cardiovascular risk in SLE patients. PLoS One., 17;15(3):e0229184. doi: 10.1371/journal.pone.0229184. eCollection 2020.
