Συγκριτική μελέτη των επιπέδων της βιταμίνης D σε ασθενείς με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, λοιπές ιδιοπαθείς διάμεσες πνευμονοπάθειες και διάμεσες πνευμονοπάθειες που σχετίζονται με νοσήματα του συνδετικού ιστού

Abstract

Vitamin D (VitD) is a steroid hormone with cytoprotective and anti-inflammatory properties. Epidemiological studies have suggested a link between VitD deficiency and risk of development of chronic lung diseases. Its role in lung fibrosis is largely unknown. The aim of our study was to investigate the role of VitD in experimental and human lung fibrosis.METHODS: VitD (25-OH-D3, 2 μg/kg) was orally administered from day 3-day 13 following bleomycin-challenge, in 8-10 weeks-old C57/BL6 mice. Mouse Lung Fibroblasts (MLFs) were pre-treated with VitD (2 μM for 24 h) and then stimulated with TGFB1 (10 ng/ml). Serum samples from 93 patients with IPF and other forms of interstitial lung diseases (ILDs) were prospectively collected for VitD measurement.RESULTS: VitD administration prevented bleomycin-induced lung fibrosis, as assessed by reductions in hydroxyproline levels, mRNA levels of col1a1, col3a1 and a-SMA (1.4-, 3.1-, 2.25-, 2.5-fold, respectively) and Masson Trichrome staining compared to the untreated group and these changes were associated with restoration of the bleomycin-induced down regulation of vitamin D-receptor (Vdr) mRNA levels. Pretreatment with VitD reduced the responsiveness of MLFs to pro-fibrotic stimuli, as indicated by significant decreases of col1a1, col3a1 and a-SMA (3.6-, 4.1- and 2.7-fold, respectively).These changes were associated with restoration of the TGFB1-induced downregulation of vitamin D-receptor (VDR) mRNA levels. VitD treatment deactivated TGFB1-induced Smad3 phosphorylation. Patients with IPF and other forms of ILDs displayed deficient VitD serum concentrations (mean VitD = 18.76 ± 8.36 vs. 18.54 ± 8.39 ng/ml, respectively, p = 0.9). VitD deficiency was correlated with baseline FVC%predicted (r = 0.47, p < 0.0001), DLCO%predicted (r = 0.6, p < 0.0001), GAP score (r = -0.4, p < 0.0001) and all-cause mortality in patients with IPF (HR: 3.7, p = 0.001). CONCLUSIONS: VitD could serve as a prognosticator and potential therapeutic target in patients with IPF. Further studies are sorely needed.

Η βιταμίνη D είναι μία στεροειδής ορμόνη με κυτταροπροστατευτικές και αντιφλεγμονώδεις δράσεις. Επιδημιολογικές μελέτες αναδεικνύουν συσχέτιση μεταξύ της ανεπάρκειας βιταμίνης D και του κινδύνου ανάπτυξης χρόνιων πνευμονικών παθήσεων. Ο ρόλος της στην παθογένεια της πνευμονικής ίνωσης είναι εν πολλοίς άγνωστος. Ο στόχος της μελέτης αφορά στη διερεύνηση του ρόλου της βιταμίνης D σε πειραματικό μοντέλο πνευμονικής ίνωσης καθώς και σε κλινικό επίπεδο σε ασθενείς με πνευμονική ίνωση.ΜΕΘΟΔΟΙ: VitD (25-OH-D3, 2 μg/kg) χορηγήθηκε από του στόματος από την ημέρα 3 έως την ημέρα 13 μετά από δοκιμασία πρόκλησης με μπλεομυκίνη, σε ποντικούς C57/BL6 ηλικίας 8-10 εβδομάδων. Πρωτογενείς πνευμονικοί ινοβλάστες [mouse lungfibroblasts (MLFs)] απομονώθηκαν από θηλυκά ποντίκια του είδους C57/BL6 ηλικίας 8-10 εβδομάδων και καλλιεργήθηκαν in-vitro. Αρχικά τα κύτταρα εκτέθηκαν για 24 ώρες προ της χορήγησης TGF-β σε 1uM ή 2uM VitD (25-OH-D3 διαλυμένη σε PBS με 0.1% αιθανόλη. Ακολούθησε χορήγηση 10ng/ml TGFB1 (R n D systems, USA) για χρονικό διάστημα 30 λεπτών ή 6 ωρών όπως υποδεικνύεται αναλόγως. Εν συνεχεία απομονώθηκε RNA και πρωτεΐνη για qRT-PCR και Western Blot. Συλλέχτηκαν δείγματα ορού από 93 ασθενείς με IPF και 40 ασθενείς με άλλες μορφές ινωτικών διάμεσων πνευμονοπαθειών.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η χορήγηση βιταμίνης D ανέστειλε την επαγόμενη από την μπλεομυκίνη πνευμονική ίνωση, βάση της μείωσης των επιπέδων υδροξυπρολίνης και των επιπέδων mRNA col1a1, col3a1 και a-SMA (1.4-, 3.1-, 2.25-, 2.5-fold, αντίστοιχα) και τη χρώση Masson Trichrome ως προς την ομάδα ελέγχου. Οι αλλαγές αυτές συσχετίσθηκαν με αποκατάσταση των επιπέδων του υποδοχέα της βιταμίνης D(Vdr) που είχαν μειωθεί από τη χορήγηση μπλεομυκίνης. Η έκθεση των ινοβλαστών σε VitD (2uM για 24 ώρες πριν τη διέγερση με TGFB1) μείωσε την απάντηση τους σε προ-ινωτικά ερεθίσματα (TGFB1 10ng/ml για 6 ώρες) όπως φάνηκε από τη σημαντική μείωση των επιπέδων mRNA του col1a1 (x3.6), col3a1(x4.1) και aSMA(x2.7). Η προηγούμενη έκθεση των ινοβλαστών σε VitD (2uM για 24 ώρες) είχε ως αποτέλεσμα την εξασθένηση της επαγόμενης από τον TGFB1 φωσφορυλίωσης του smad3 σε σύγκριση με ινοβλάστες που δεν είχαν εκτεθεί σε VitD. Οι αλλαγές αυτές επίσης συσχετίστηκαν με αποκατάσταση των επιπέδων του υποδοχέα της βιταμίνης D (Vdr) που είχαν μειωθεί από τη χορήγηση TGFB1. Ασθενείς με IPF και άλλες μορφές ILDs εμφάνισαν μειωμένα επίπεδα βιταμίνης D (meanVitD = 18.76 ± 8.36 vs. 18.54 ± 8.39 ng/ml, αντίστοιχα, p = 0.9). Τα μειωμένα επίπεδα βιταμίνης D συσχετίστηκαν με την αρχική τιμή FVC%προβλεπόμενης (r = 0.47, p < 0.0001) DLCO%προβλεπόμενης (r = 0.6, p < 0.0001), GAP score (r = -0.4, p < 0.0001) και της θνητότητας από κάθε αιτία σε ασθενείς με IPF (HR: 3.7, p = 0.001).ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η βιταμίνη D θα φαίνεται να έχει προγνωστική αξία σε ασθενείς με IPF και θα μπορούσε να αποτελέσει θεραπευτικό στόχο. Είναι απαραίτητη η διενέργεια περαιτέρω μελετών.