Ο ρόλος του λόγου της αγγειοποιητίνης-1/αγγειοποιητίνη-2 στη ρύθμιση της επαγόμενης από τον VEGF αγγειακής διαπερατότητας σε καπνιστές ασθματικού και ασθενείς με επίμονο άσθμα, ανθιστάμενο στη θεραπεία

Abstract

Background: Airway and vascular remodeling may play a prominent role in the clinical severity of Severe Refractory Asthma (SRA) as well as in asthmatic patients who smoke. Angiopoietin-1 (Ang-1), is an essential mediator of angiogenesis by establishing vascular integrity, whereas angiopoietin-2 (Ang-2) acts as its natural inhibitor. Objective: We aimed to determine the levels of angiopoietins in sputum supernatants of both patients with SRA and patients with asthma who smoke and to investigate possible associations with mediators and cells involved in both the inflammatory and the vascular remodeling process. Methods: Thirty-eight patients with SRA, 35 patients with moderate asthma and 20 healthy subjects were studied. For the asthmatic patients who smoke subgroup analysis, 87 patients with asthma (42 smokers) and 28 healthy subjects (14 smokers) were studied. All subjects underwent lung function tests, bronchial hyperresponsiveness assessment and sputum induction for cell count identification and Ang-1, Ang-2, VEGF, TGF-β1, Cys-LTs, MMP-2, IL-13, ECP, and IL-8 measurement in supernatants. Airway vascular permeability (AVP) index was also assessed. Results: Ang-1 and Ang-2 levels were significantly elevated in patients with SRA compared to patients with moderate asthma and control subjects [median, interquartile ranges ng/ml 30 (17-39) vs. 7.5 (5-11) vs. 4.7 (3.8-5.9) and pg/ml 506 (400-700) vs 190 (146-236) vs 96 (89-120) respectively, p<0.001]. Regression analysis showed a significant positive association between Ang-2 and AVP index, MMP-2, Ang-1 and VEGF in SRA. A weak association was also observed between Ang-1 and sputum eosinophils % in SRA. In patients with smoking asthma, Ang-1 and Ang-2 levels were significantly higher compared to patients with non-smoking asthma and healthy subjects, either smokers or non-smokers [median, interquartile ranges 24 (13-37) vs. 10 (7-14) vs. 5.3 (3.7-6.5) vs 4.6 (3.8-5.7) respectively, p<0.001 και 168 (132-203) vs 124 (82-152) vs 94 (78-113) vs 100 (96-108) respectively, p<0.001]. Regression analysis showed a significant positive association for Ang-2 with AVP index and VEGF in smoking asthma. A negative association was observed between Ang-1 and AVP index, MMP-2, VEGF and sputum neutrophils in smoking asthma. Conclusion: Our results indicate that both angiopoietins’ levels are higher in SRA compared to moderate asthma and healthy subjects. In SRA, Ang-2 is associated with mediators involved in both the inflammatory and the vascular remodeling process. Our results further indicate that both angiopoietins’ levels are higher in smoking asthma compared to non-smoking asthma and healthy subjects pointing towards a contribution of smoking through these mediators in the asthmatic angiogenesis process.

Εισαγωγή: Η αναδιαμόρφωση των αεραγωγών και η αγγειακή αναδιαμόρφωση πιθανόν να παίζουν πρωτεύοντα ρόλο στην κλινική βαρύτητα των ασθενών με σοβαρό άσθμα, ανθιστάμενο στη θεραπεία (SRA) και των ασθενών με άσθμα που καπνίζουν. Η αγγειοποιητίνη-1 (Αng-1) είναι ένας μεσολαβητής της αγγειογένεσης, που δρα σταθεροποιητικά για την αγγειακή ακεραιότητα, ενώ η αγγειοποιητίνη-2 (Ang-2) δρα ως φυσικός αναστολέας αυτής. Σκοπός: Ο προσδιορισμός των επιπέδων των αγγειοποιητινών στο υπερκείμενο των πτυέλων ασθενών με SRA, ασθενών με μέτριο επιμένον άσθμα (καπνιστών και μη καπνιστών) και υγιών ατόμων (καπνιστών και μη καπνιστών) και η διερεύνηση πιθανών συσχετίσεων με κύτταρα και μεσολαβητές που εμπλέκονται τόσο στη φλεγμονή όσο και στην αγγειακή αναδιαμόρφωση. Μέθοδοι: 38 ασθενείς με SRA, 35 ασθενείς με μέτριο επιμένον άσθμα και 20 υγιή άτομα μελετήθηκαν. Για τις αναλύσεις στην υποομάδα των ασθενών με άσθμα που καπνίζουν, 87 ασθενείς με άσθμα (42 καπνιστές) και 28 υγιείς μάρτυρες (14 καπνιστές) μελετήθηκαν. Όλοι οι παραπάνω υποβλήθηκαν σε πρόκληση πτυέλων για προσδιορισμό των κυτταρικών πληθυσμών και μέτρηση στο υπερκείμενο των επιπέδων των Ang-1, Ang-2, VEGF, TGF-β1, MMP-2, IL-13, ECP και IL-8. Εκτιμήθηκε επίσης ο δείκτης αγγειακής διαπερατότητας των αεραγωγών (AVP index). Αποτελέσματα: Τα επίπεδα των Ang-1 και Ang-2 ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς με SRA συγκριτικά με τους ασθενείς με μέτριο επιμένον άσθμα και τα υγιή άτομα [διάμεση τιμή, ng/ml 30 (17-39) vs. 7.5 (5-11) vs. 4.7 (3.8-5.9) αντίστοιχα και pg/ml 506 (400-700) vs 190 (146-236) vs 96 (89-120) αντίστοιχα, p<0.001]. Η ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης ανέδειξε στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση ανάμεσα στην Ang-2 και τους AVP index, MMP-2, Ang-1 and VEGF στην ομάδα του SRA. Αδύναμη στατιστικά συσχέτιση παρατηρήθηκε επίσης ανάμεσα στην Ang-1 και το ποσοστό των ηωσινοφίλων στην ομάδα του SRA. Όσον αφορά την υποομάδα των ασθματικών καπνιστών, τα επίπεδα των Ang-1 (ng/ml) και Ang-2 (pg/ml) ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα συγκριτικά με ασθματικούς μη καπνιστές, καθώς επίσης και με υγιείς μάρτυρες (καπνιστές και μη) [διάμεση τιμή, 24 (13-37) vs. 10 (7-14) vs. 5.3 (3.7-6.5) vs 4.6 (3.8-5.7) αντίστοιχα, p<0.001 και 168 (132-203) vs 124 (82-152) vs 94 (78-113) vs 100 (96-108) αντίστοιχα, p<0.001]. Η ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης ανέδειξε θετική συσχέτιση της Ang-2 με τον δείκτη AVP και τον VEGF σε καπνιστές ασθματικούς, ενώ αρνητική συσχέτιση παρατηρήθηκε για την Ang-1, με τον δείκτη AVP, την MMP-2, τον αριθμό των ουδετεροφίλων στα πτύελα και τον VEGF στους καπνιστές ασθματικούς. Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματά μας μαρτυρούν ότι τα επίπεδα των αγγειοποιητινών 1 και 2 είναι υψηλότερα στους ασθενείς με SRA συγκριτικά με ασθενείς με μέτριο επιμένον άσθμα και υγιή άτομα. Στο SRA, η Ang-2 συσχετίζεται με μεσολαβητές που συμμετέχουν στην υποκείμενη φλεγμονή και την αγγειακή αναδιαμόρφωση των αεραγωγών. Υπάρχει αυξημένη έκφραση Ang-1 και 2 στα πτύελα καπνιστών ασθματικών και αυτό ενισχύει την υπόθεση ότι οι Ang-1 και 2 συμμετέχουν στην διαδικασία της αγγειογένεσης και της αγγειακής διαπερατότητας στο φαινότυπο του καπνιστή ασθματικού.