ВИВЧЕННЯ ЦИРКАДІАННОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО ГОДИННИКА У ПЕДІАТРИЧНИХ ПАЦІЄНТІВ ІЗ СЕЗОННИМ АЛЕРГІЧНИМ РИНІТОМ: ПОТЕНЦІЙНІ ПІДХОДИ ДО ЛІКУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-4260.XIII.4.50.2023.6Ключові слова:
алергічний риніт; циркадний ритм; гени годинника; per1; bmal1; букальний епітелій; лікуванняАнотація
Розуміння взаємозв’язку між циркадіанним молекулярним годинником та алергічними захворюваннями продовжує
вивчатися й може мати практичне значення для подальшого підбору оптимального лікування.
Метою роботи була оцінка ступеня екс пресії мРНК генів bmal1 та per1 циркадіанного молекулярного годинника
в клітинах букального епітелію та вивчення ефективності протокольного лікування у дітей із сезонним алергічним
ринітом в залежності від часу доби застосування терапії.
Матеріал та методи дослідження. У дослідження було включено 20 пацієнтів віком від 6 до 17 років з верифікованим
діагнозом сезонного алергічного риніту (САР). До групи контролю були залучені 7 здорових дітей відповідного віку без
будь-яких алергічних та хронічних захворювань в анамнезі. Всі пацієнти з САР були розподілені на 2 групи по 10 чоловік, які отримували протокольну терапію протягом 4 тижнів зранку (1-ша група) та ввечері (2-га група). Експресію генів циркадного молекулярного годинника досліджували за допомогою методу полімеразної ланцюгової реакції в режимі реального часу шляхом забору букального епітелію ротової порожнини дітей у ранковий (8:00) та вечірній (20:00) час з повторним дослідженням зразків через 1 місяць після проведеного лікування.
Дизайн дослідження був обговорений та схвалений на засіданні медико- етичної комісії Української медичної
стоматологічної академії, протокол № 188 від 25.11.2020 р., де було видано дозвіл на проведення медико- біологічних
досліджень.
Статистичний аналіз проводився за допомогою комп’ютерної програми GraphPad Prism 5.00 (GraphPad Software,
Inc., SanDiego, CA, USA). Дослідження проведено відповідно до плану науково- дослідної роботи кафедри педіатрії № 2 Полтавського державного медичного університету «Оптимізація ранньої діагностики, лікування та визначення прогнозу найбільш поширених захворювань дитячого віку», номер державної реєстрації 0122U001876 (2021-2026 роки виконання) та науково- дослідної роботи науково- дослідного інституту генетичних та імунологічних основ розвитку патології та фармакогенетики ПДМУ «Розробка методики лікування та профілактики розвитку фіброзу легень шляхом активації PPAR-gamma рецепторів», номер державної реєстрації 0122U201686 (2023-2025 роки виконання).
Результати дослідження. Ранкова експресія генів у здорових дітей продемонструвала статистично вищі рівні
per1 (0,780 ± 0,070) порівняно з показниками bmal1 (0,293 ± 0,074; p<0,001), тоді як ввечері рівень останнього (0,697 ±
0,130) навпаки був достовірно вищим за значення per1 (0,370 ± 0,044; p<0,05). Порівнюючи рівні показників per1, в даній групі, можна сказати, що ранкова експресія даного гену (0,780 ± 0,070) була вищою ніж у вечірній час (0,370 ± 0,044; p<0,001), тоді як експресія bmal1 була більшою о 20:00 (0,697 ± 0,130 проти 0,293 ± 0,074; p<0,05). На противагу цього у пацієнтів із САР відрізняв достовірно вищий рівень експресії мРНК гена bmal1 (1,036 ± 0,161 проти 0,293 ± 0,074
у здорових дітей (p<0,05). При дослідженні експресії генів дітей з САР у вечірні години з’ясовано, що значення bmal1
в усіх учасників продемонстрували подібні рівні експресії (0,775 ± 0,163 проти 0,697 ± 0,130; p>0,05), тоді як рівень
мРНК гена per1 був статистично вищий у хворих з ринітом (1,293 ± 0,186; p<0,01).
Висновки. Отримані результати свідчать про дизрегуляцію периферичного молекулярного циркадіанного
годинника у букальному епітелії пацієнтів з САР. Застосування протокольного лікування у дітей із САР у вечірній
час продемонстрував краще відновлення експресії позитивної та негативної регуляторної ланки молекулярного
циркадіанного годинника.
Посилання
Bousquet J, Agache I, Berger U, Bergmann KC, Besancenot JP, Bousquet PJ, et al. Differences in Reporting the Ragweed Pollen Season Using Google Trends across 15 Countries. Int Arch Allergy Immunol. 2018;176(3-4):181-8. doi: 10.1159/000488391
Wang J, Zhou Y, Zhang H, Hu L, Liu J, Wang L, et al. Pathogenesis of allergic diseases and implications for therapeutic interventions. Signal Transduct Target Ther [Internet]. 2023[cited 2023 Nov 3];8(1):138. Available from: https://www.nature.com/articles/s41392-023-01344-4.pdf doi: 10.1038/s41392-023-01344-4
Bousquet J, Pfaar O, Agache I, Bedbrook A, Akdis CA, Canonica GW, et al. ARIA-EAACI care pathways for allergen immunotherapy in respiratory allergy. Clin Transl Allergy [Internet]. 2021[cited 2023 Nov 3];11(4):e12014. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/clt2.12014 doi: 10.1002/clt2.12014
Dierick BJH, van der Molen T, Flokstra-de Blok BMJ, Muraro A, Postma MJ, Kocks JWH, et al. Burden and socioeconomics of asthma, allergic rhinitis, atopic dermatitis and food allergy. Expert Rev Pharmacoecon Outcomes Res. 2020;20(5):437-53. doi: 10.1080/14737167.2020.1819793
Lee Y, Wisor JP. Multi-Modal Regulation of Circadian Physiology by Interactive Features of Biological Clocks. Biology (Basel) [Internet]. 2021[cited 2023 Nov 3];11(1):21. Available from: https://www.mdpi.com/2079-7737/11/1/21 doi: 10.3390/biology11010021
Meléndez-Fernández OH, Liu JA, Nelson RJ. Circadian Rhythms Disrupted by Light at Night and Mistimed Food Intake Alter Hormonal Rhythms and Metabolism. Int J Mol Sci [Internet]. 2023[cited 2023 Nov 3];24(4):3392. Available from: https://www.mdpi.com/1422-0067/24/4/3392 doi: 10.3390/ijms24043392
He QY, Dai N, Mao M, Ma J, Wen Q, Song DD, et al. Insomnia and circadian rhythm: a bibliometrics study and visualization analysis via CiteSpace. Front Neurol [Internet]. 2023[cited 2023 Nov 3];14:1184302. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2023.1184302/full doi: 10.3389/fneur.2023.1184302
Mentzelou M, Papadopoulou SK, Papandreou D, Spanoudaki M, Dakanalis A, Vasios GK, et al. Evaluating the Relationship between Circadian Rhythms and Sleep, Metabolic and Cardiovascular Disorders: Current Clinical Evidence in Human Studies. Metabolites [Internet]. 2023[cited 2023 Nov 3];13(3):370. Available from: https://www.mdpi.com/2218-1989/13/3/370 doi: 10.3390/metabo13030370
Iemchenko Ya, Ishcheikin K, Kaidashev I, Bezeha O, Haiduchok I. [Study of the relationship between the circadian rhythm and the severity of the course of psoriasis and obesity.] Doslidzhennia vzaiemozviazku tsyrkadnoho rytmu z tiazhkistiu perebihu psoriazu ta ozhyrinnia.Acta Medica Leopoliensia. 2021;27(1-2):22-9. doi: 10.25040/aml2021.01-02.022
Lokes K, Lychman V, Izmailova O, Shlykova O, Avetikov D, Kaidashev I. Expression of periferal core molecular clock genes in oral mucosa depends on the chronotype in patients with maxillofacial cellulitis. J Oral Biol Craniofac Res. 2023;13(5):517-21. doi: 10.1016/j.jobcr.2023.06.001
Shkodina AD, Tan SC, Hasan MM, Abdelgawad M, Chopra H, Bilal M et al. Roles of clock genes in the pathogenesis of Parkinson's disease. Ageing Res Rev [Internet]. 2022[cited 2023 Nov 3];74:101554. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1568163721003019?via%3Dihub doi: 10.1016/j.arr.2021.101554
Huang H, Mehta A, Kalmanovich J, Anand A, Bejarano MC, Garg T, et al. Immunological and inflammatory effects of infectious diseases in circadian rhythm disruption and future therapeutic directions. Mol Biol Rep. 2023;50(4):3739-53. doi: 10.1007/s11033-023-08276-w
Boiko DI, Skrypnikov AM, Shkodina AD, Hasan MM, Ashraf GM, Rahman MH. Circadian rhythm disorder and anxiety as mental health complications in post-COVID-19. Environ Sci Pollut Res Int. 2022;29(19):28062-9. doi: 10.1007/s11356-021-18384-4
Nakao A. Clockwork allergy: How the circadian clock underpins allergic reactions. J Allergy Clin Immunol. 2018;142(4):1021-31. doi: 10.1016/j.jaci.2018.08.007
Cheng FL, An YF, Xue JM, Wang YJ, Ding XW, Zhang YT, et al. Circadian rhythm disruption exacerbates Th2-like immune response in murine allergic airway inflammation. Int Forum Allergy Rhinol. 2022;12(5):757-70. doi: 10.1002/alr.22914
Tran NQV, Le MK, Nguyen TA, Kondo T, Nakao A. Association of Circadian Clock Gene Expression with Pediatric/Adolescent Asthma and Its Comorbidities. Int J Mol Sci [Internet]. 2023[cited 2023 Nov 3];24(8):7477. Available from: https://www.mdpi.com/1422-0067/24/8/7477 doi: 10.3390/ijms24087477
Geiger SS, Fagundes CT, Siegel RM. Chrono-immunology: progress and challenges in understanding links between the circadian and immune systems. Immunology. 2015;146(3):349-58. doi: 10.1111/imm.12525
Wang C, Lutes LK, Barnoud C, Scheiermann C. The circadian immune system. Sci Immunol [Internet]. 2022[cited 2023 Nov 3];7(72):eabm2465. Available from: https://www.science.org/doi/reader/10.1126/sciimmunol.abm2465 doi: 10.1126/sciimmunol.abm2465
Vandenberghe A, Lefranc M, Furlan A. An Overview of the Circadian Clock in the Frame of Chronotherapy: From Bench to Bedside. Pharmaceutics [Internet]. 2022[cited 2023 Nov 3];14(7):1424. Available from: https://www.mdpi.com/1999-4923/14/7/1424 doi: 10.3390/pharmaceutics14071424
Otasowie CO, Tanner R, Ray D, Austyn JM, Coventry BJ. Chronovaccination: Harnessing circadian rhythms to optimize immunisation strategies. Front Immunol [Internet]. 2022[cited 2023 Nov 3];13:977525. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2022.977525/full doi: 10.3389/fimmu.2022.977525
Ohdo S, Koyanagi S, Matsunaga N. Chronopharmacological strategies focused on chrono-drug discovery. Pharmacol Ther. 2019;202:72-90. doi: 10.1016/j.pharmthera.2019.05.018
Ayyar VS, Sukumaran S. Circadian rhythms: influence on physiology, pharmacology, and therapeutic interventions. J Pharmacokinet Pharmacodyn. 2021;48(3):321-38. doi: 10.1007/s10928-021-09751-2
Shimba A, Ikuta K. Glucocorticoids Regulate Circadian Rhythm of Innate and Adaptive Immunity. Front Immunol [Internet]. 2020[cited 2023 Nov 3];11:2143. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2020.02143/full doi: 10.3389/fimmu.2020.02143
Olejniczak I, Oster H, Ray DW. Glucocorticoid circadian rhythms in immune function. Semin Immunopathol. 2022;44(2):153-63. doi: 10.1007/s00281-021-00889-2
Kim HK, Kim HJ, Kim JH, Kim TH, Lee SH. Asymmetric expression level of clock genes in left vs. right nasal mucosa in humans with and without allergies and in rats: Circadian characteristics and possible contribution to nasal cycle. PLoS One [Internet]. 2018[cited 2023 Nov 3];13(3):e0194018. Available from: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0194018 doi: 10.1371/journal.pone.0194018
Vasko M, Marchenko I, Shundryk M, Shlykova O, Tkachenko I, Kaidashev I. Influence of age, gender characteristics, chronotype on the expression of core clock genes Per1, Clock, Bmal1 and Cry1 in buccal epithelium. Acta Biochim Pol. 2022;69(4):883-8. doi: 10.18388/abp.2020_6408
Fedchenko T, Izmailova O, Shynkevych V, Shlykova O, Kaidashev I. PPAR-γ Agonist Pioglitazone Restored Mouse Liver mRNA Expression of Clock Genes and Inflammation-Related Genes Disrupted by Reversed Feeding. PPAR Res [Internet]. 2022[cited 2023 Nov 3];2022:7537210. Available from: https://www.hindawi.com/journals/ppar/2022/7537210/ doi: 10.1155/2022/7537210
Meyer N, Harvey AG, Lockley SW, Dijk DJ. Circadian rhythms and disorders of the timing of sleep. Lancet. 2022;400(10357):1061-78. doi: 10.1016/S0140-6736(22)00877-7
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Критерії авторського права, форми участі та авторства
Кожен автор повинен був взяти участь в роботі, щоб взяти на себе відповідальність за відповідні частини змісту статті. Один або кілька авторів повинні нести відповідальність в цілому за поданий для публікації матеріал - від моменту подачі до публікації статті. Авторитарний кредит повинен грунтуватися на наступному:
- істотність частини вклада в концепцію і дизайн, отри-мання даних або в аналіз і інтерпретацію результатів дослідження;
- написання статті або критичний розгляд важливості її інтелектуального змісту;
- остаточне твердження версії статті для публікації.
Автори також повинні підтвердити, що рукопис є дійсним викладенням матеріалів роботи і що ні цей рукопис, ні інші, які мають по суті аналогічний контент під їх авторством, не були опубліковані та не розглядаються для публікації в інших виданнях.
Автори рукописів, що повідомляють вихідні дані або систематичні огляди, повинні надавати доступ до заяви даних щонайменше від одного автора, частіше основного. Якщо потрібно, автори повинні бути готові надати дані і повинні бути готові в повній мірі співпрацювати в отриманні та наданні даних, на підставі яких проводиться оцінка та рецензування рукописи редактором / членами редколегії журналу.
Роль відповідального учасника.
Основний автор (або призначений відповідальний автор) буде виступати від імені всіх співавторів статті в якості основного кореспондента при листуванні з редакцією під час процесу її подання та розгляду. Якщо рукопис буде прийнята, відповідальний автор перегляне відредагований машинописний текст і зауваження рецензентів, прийме остаточне рішення щодо корекції і можливості публікації представленої рукописи в засобах масової інформації, федеральних агентствах і базах даних. Він також буде ідентифікований як відповідальний автор в опублікованій статті. Відповідальний автор несе відповідальність за подтверждленіе остаточного варіанта рукопису. Відповідальний автор несе також відповідальність за те, щоб інформація про конфлікти інтересів, була точною, актуальною і відповідала даним, наданим кожним співавтором.Відповідальний автор повинен підписати форму авторства, що підтверджує, що всі особи, які внесли істотний внесок, ідентифіковані як автори і що отримано письмовий дозвіл від кожного учасника щодо публікації представленої рукописи.
