Η επίδραση της λοίμωξης με ανθρώπινο ρινοϊό στην έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τον επιθηλιακό κυτταρικό κύκλο ζωής - θανάτου στο πλαίσιο της αναδόμησης των αεραγωγών στο άσθμα

Abstract

Rhinoviruses (RVs) are responsible for the majority of acute asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations. RVs infect the lower airways and induce the production of pro?inflammatory and remodeling?associated mediators. The possibility that rhinoviruses may also contribute to the fibrotic component of airway remodeling has not been assessed. On the other hand, budesonide and formoterol synergize in controlling asthma and COPD exacerbations; however, their effects on virus?induced inflammation and remodeling are less known. Therefore, we also investigated whether budesonide and formoterol synergize in suppressing RV?induced inflammation and remodeling in the airways. Rhinovirus epithelial infection stimulated mRNA expression and release of bFGF, the latter being positively correlated with cell death under conditions promoting rhinovirus?induced cytotoxicity. Supernatants from infected cultures induced lung fibroblast proliferation, which was inhibited by anti?bFGF antibody, and demonstrated increased matrix metalloproteinase activity. Rhinovirus?mediated bFGF release was significantly higher in an in vitro simulation of atopic environment and, importantly, during rhinovirus?associated asthma exacerbations. Budesonide effectively suppressed RV?mediated induction of all mediators studied, in a concentration?dependent manner. Formoterol alone suppressed the production of CXCL8, and bFGF. The combination of budesonide and formoterol had concentration?dependent, additive or synergistic effects in the suppression of RV?induced CCL5, CXCL8 and CXCL10 in both cell types as well as VEGF in NHBE only. Combination treatment also resulted in an enhanced suppression of RV?induced IL?6, and CCL5 at the mRNA level as compared to budesonide or formoterol alone. Thus, rhinovirus infection induces bFGF release by airway epithelium, and stimulates stroma cell proliferation that may contribute to airway remodeling in asthma. Furthermore, budesonide and formoterol suppress RV?induced chemokines and growth factors in bronchial epithelial cells in a concentration?dependent, synergistic or additive manner. These data further support the combined use of budesonide and formoterol in asthma and COPD and intensification of this therapy during exacerbations.

Οι ρινοϊοί (RV) είναι υπεύθυνοι για την πλειοψηφία εξάρσεων άσθματος και χρόνιας αποφρακτικής πνευμονοπάθειας (ΧΑΠ). Οι RV μολύνουν τους κατώτερους αεραγωγούς και επάγουν την παραγωγή φλεγμονωδών και αναδομητικών παραγόντων. Η πιθανότητα συμμετοχής των RVs στο ινωτικό στοιχείο της αναδόμησης των αεραγωγών δεν έχει διερευνηθεί. Η βουδεσονίδη και η φορμοτερόλη δρουν συνεργικά στον έλεγχο εξάρσεων άσθματος και ΧΑΠ. Παρόλα αυτά η επίδραση τους στην επαγόμενη από ιό φλεγμονή και αναδόμηση είναι λιγότερο γνωστή. Για το λόγο αυτό, διερευνήσαμε επίσης κατά πόσο η βουδεονίδη και η φορμοτερόλη συνεργούν στην αναστολή της RV?επαγόμενης φλεγμονής και αναδόμησης στους αεραγωγούς. Μόλυνση του επιθηλίου με RV επήγαγε την έκφραση mRNA και την απελευθέρωση bFGF, η οποία συσχετίστηκε θετικά με κυτταρικό θάνατο υπό συνθήκες που ευνοούσαν την επαγόμενη από RV κυτταροτοξικότητα. Υπερκείμενα από μολυσμένες καλλιέργειες επήγαγαν τον πολλαπλασιασμό πνευμονικών ινοβλαστών, ο οποίος αναστελλόταν από αντι?bFGF αντίσωμα και έδειχνε αυξημένη δραστηριότητα μεταλλοπρωτεϊνασών στρώματος. Η επαγόμενη από RV απελευθέρωση bFGF ήταν σηματικά υψηλότερη σε μία in vitro προσομοίωση του ατοπικού περιβάλλοντος και κατά τη διάρκεια εξάρσεων άσθματος συσχετιζόμενες με RVs. Η βουδεσονίδη ανέστειλλε αποτελεσματικά την επαγόμενη από RV επαγωγή όλων των μεσολαβητών που μελετήθηκαν, με τρόπο δόσο?εξαρτώμενο. Η φορμοτερόλη μόνη της ανέστειλλε την παραγωγή CXCL8 και bFGF. Ο συνδυασμός βουδεσονίδης και φορμοτερόλης είχει δόσο?εξαρτώμενη, αθροιστική ή συνεργική επίδραση στην αναστολή των επαγόμενων από RV, CCL5, CXCL8 και CXCL10 σε αμφότερους τύπους κυττάρων καθώς και του VEGF στα NHBE μόνο. Η συνδυαστική θεραπεία είχε ακόμη ως αποτέλεσμα αυξημένη αναστολή των RV?επαγόμενων IL?6 και CCL5 σε επίπεδο mRNA συγκριτικά με τη βουδεσονίδη ή τη φορμοτερόλη μόνη της. Έτσι λοιπόν, δείξαμε ότι η μόλυνση με RV επάγει την απελευθέρωση bFGF από το επιθήλιο των αεραγωγών και επάγει τον πολλαπλασιασμό κυττάρων στρώματος, το οποίο μπορεί να συμβάλλει στην αναδόμηση των αεραγωγών στο άσθμα. Επιπλέον, η βουδεσονίδη και η φορμοτερόλη αναστέλλουν RV?επαγόμενες χημειοκίνες και αυξητικούς παράγοντες σε βρογχικά επιθηλιακά κύτταρα με τρόπο δόσο?εξαρτώμενο, συνεργικά ή αθροιστικά. Τα δεδομένα αυτά υποστηρίζουν τη συνδυαστική χρήση βουδεσονίδης και φορμοτερόλης στο άσθμα και στη ΧΑΠ καθώς και εντατικοποίηση της θεραπείας στην κρίση.