Μελέτη της αυτοφαγίας στην ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση και στην αυτοάνοση πνευμονική ίνωση που σχετίζεται με την ρευματοειδή αρθρίτιδα (RA-UIP)

Abstract

Idiopathic pulmonary fibrosis is a chronic and irreversible interstitial lung disease with poor prognosis and limited treatment options. Rheumatoid arthritis is a chronic inflammatory autoimmune disease that is often complicated by the development of interstitial lung disease, leading to high mortality and morbidity. Autophagy is a process that regulates the turnover of subcellular components and damaged organelles and represents an important cellular homeostatic mechanism. Given that recent evidence suggests a role of autophagy in the development of IPF, the aim of this study is to investigate the mRNA levels of molecules – markers of the autophagic process in bronchoalveolar lavage of patients with idiopathic pulmonary fibrosis compared to patients with rheumatoid arthritis who experience lung involvement via RT-qPCR. A significant increase in BECLIN1 was observed in patients with RA-ILD compared to those with IPF. On the other hand, despite the lower expression of p62 in some patients with IPF, no significant association of the concentration of the p62 and Beclin1 proteins was observed between patients with IPF and healthy controls. In other autophagy responsible genes examined, such as ULK1, BNIP3 and p62, no differences in mRNA expression levels were observed between RA-ILD and IPF patients. For patients with IPF who underwent spirometry, a non-significant association of the levels of mRNA and concentration p62 and Beclin1 with the results of the test of dynamically exhaled vital capacity, the percentage of total lung tumor, which can be discharged in 1 second, or the effusive capacity of the lungs of healthy controls, were observed. However, a tendency of decreased expression of p62 was observed for patients with IPF with FVC below 50.

Η ιδιοπαθής πνευμονική ίνωση συνιστά μια χρόνια και μη αναστρέψιμη διάμεση πνευμονοπάθεια με κακή πρόγνωση και περιορισμένες θεραπευτικές επιλογές. Η ρευματοειδής αρθρίτιδα είναι μια χρόνια φλεγμονώδης αυτοάνοση ασθένεια που συχνά περιπλέκεται από την ανάπτυξη διάμεσης πνευμονοπάθειας, που οδηγεί σε υψηλή θνησιμότητα και νοσηρότητα. Η αυτοφαγία είναι μια διαδικασία που ρυθμίζει τον κύκλο εργασιών των υποκυτταρικών συστατικών και των κατεστραμένων οργανιδίων και αντιπροσωπεύει έναν σημαντικό κυτταρικό ομοιοστατικό μηχανισμό. Δεδομένου ότι πρόσφατες ενδείξεις υποδηλώνουν έναν ρόλο της αυτοφαγίας στην ανάπτυξη της IPF, στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση των επίπεδων mRNA των μορίων – δεικτών της αυτοφαγικής διεργασίας στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα ασθενών με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση σε σύγκριση με ασθενείς με ρευματοειδή αρθρίτιδα που εμφανίζουν εμπλοκή των πνευμόνων μέσω RT-qPCR. Παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της BECLIN1 σε ασθενείς με RA-ILD σε σύγκριση με εκείνους με IPF. Από την άλλη μεριά, παρά τη χαμηλότερη έκφραση της p62 σε ορισμένους ασθενείς με IPF, δεν παρατηρήθηκε σημαντική συσχέτιση της συγκέντρωσης των πρωτεϊνών p62 και Beclin1 μεταξύ ασθενών με IPF και υγιών μαρτύρων. Σε άλλα επίσης εμπλεκόμενα με την αυτοφαγική οδό γονίδια που εξετάστηκαν, όπως η ULK1, η BNIP3 και η p62, δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στα επίπεδα έκφρασης mRNA μεταξύ ασθενών RA-ILD και IPF. Για τους ασθενείς με IPF που υποβλήθηκαν σε σπιρομέτρηση παρατηρήθηκε μη σημαντική συσχέτιση των επιπέδων mRNA και συγκέντρωσης p62 και Beclin1 με τα αποτελέσματα της δοκιμασίας της δυναμικά εκπνεόμενης ζωτικής χωρητικότητας, του ποσοστού του συνολικού πνευμονικού όγκου, που μπορεί να εκπνευστεί σε 1 δευτερόλεπτο ή της διαχυτικής ικανότητας των πνευμόνων των υγιών μαρτύρων. Παρατηρήθηκε ωστόσο, μια τάση μειωμένης έκφρασης της p62 για τους ασθενείς με IPF με FVC κάτω του 50. Μέσω ανάλυσης Western blot παρόλο που διαπιστώθηκε βρέθηκε υψηλότερη συγκέντρωση των LC3b I και II στα κύτταρα BALF των ασθενών με IPF και RA-ILD σε σχέση με την ομάδα ελέγχου, οι διαφορές αυτές δεν ήταν σημαντικές. Επισημαίνεται επίσης μια οριακά σημαντική αύξηση των μορφών LC3b I και II στην αναλογία LC3b II / I που αναδείχθηκε για τους ασθενείς με IPF, ωστόσο δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στα επίπεδα πρωτεΐνης LC3b II / ακτίνης ή ρ62 / ακτίνης, υποδηλώνοντας μια σχετική διαφορά στην αυτοφαγική διαδικασία σε ορισμένους ασθενείς με IPF και RA-ILD σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες. Η συσσώρευση των μιτοχονδριακών ROS στην IPF με την ελαττωματική αυτοφαγία αποκάλυψε μια οριακά σημαντική αύξηση στα επίπεδα LC3 b-I για τους ασθενείς με IPF, αντίθετα με τα επίπεδα LC3b-II για τα οποία δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά. Τα επίπεδα της P62 βρέθηκαν επίσης μειωμένα για τους ασθενείς με IPF ωστόσο, η διαφορά δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Η ροή της αυτοφαγίας σε κύτταρα που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με χλωροκίνη (0,1 mM) για 1 ώρα έδειξε μια οριακά σημαντική αύξηση στην αναλογία LC3 II / I για τους ασθενείς με IPF. Ωστόσο, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στα επίπεδα πρωτεΐνης LC3b II / ακτίνης ή ρ62 / ακτίνης.Συνολικά, τα ευρήματα αυτής της μελέτης καταδεικνύουν αυξημένη έκφραση του BECLIN1 σε κύτταρα BALF από ασθενείς με RA-ILD σε σύγκριση με εκείνους από ασθενείς με IPF, ενώ παρόμοια επίπεδα σε άλλα βασικά μόρια που εμπλέκονται στην αυτοφαγική οδό παρατηρήθηκαν σε ασθενείς με IPF και RA-ILD. Βάση των παραπάνω, τα επίπεδα mRNA και συγκέντρωσης των p62 και Beclin1 δεν συσχετίστηκαν με την κατάσταση καπνίσματος των ασθενών και συνολικά δεν αναδείχθηκε σημαντική αναστολή της αυτοφαγίας για τους ασθενείς με IPF.