Ο ρόλος της οστεοποντίνης σε ασθενείς με βαρύ επίμονο ανθιστάμενο στη θεραπεία άσθμα και σε καπνιστές ασθματικούς

Abstract

BACKGROUNDSevere refractory asthma (SRA) is characterised by an intense inflammatory and remodelling process. Smoking may modify the inflammatory pattern of the asthmatic airways. Osteopontin (OPN) is a glycoprotein that has been associated with inflammation and fibrosis. ΟΡΝ levels have been found elevated in sputums, BAL and biopsies of patients with asthma and have been correlated with fibrotic changes.AIMThe aim of this study was to investigate the levels of OPN in sputum supernatants of patients with SRA, to compare them with milder forms of the disease, to evaluate the levels of OPN in sputum supernatants of smoking asthmatic patients in comparison to non-smoking asthmatics and healthy controls, and to investigate their possible association with mediators and cells involved in the inflammatory and remodeling process.METHODS33 patients with SRA, 29 with moderate asthma, 21 with steroid-naıve asthma and 20 healthy subjects were studied. All subjects underwent lung function tests, bronchial hyper-responsiveness assessment and sputum induction for cell count identification and measurement of OPN, vascular endothelial growth factor, transforming growth factor β1 (TGF-β1), cysteinyl leukotrienes, interleukin 13 (IL-13), eosinophilic cationic protein (ECP) and IL-8 in sputum supernatants. We studied 103 asthma patients (49 smokers) and 40 healthy subjects (20 smokers) who underwent lung function tests, bronchial hyperresponsiveness to methacholine, and sputum induction for cell count identification and measurement of OPN, TGF-β1, IL-8, IL-13 and ECP in sputum supernatants. The concentrations of all mediators were measured using enzyme immunoassays.RESULTSMedian (IQR) OPN levels (pg/ml) were significantly higher in patients with SRA than in those with moderate asthma, steroid-naive asthma and healthy control subjects (1840 (1125e11000) vs 130 (100e210) vs 100 (67e130) vs 50 (42e70), respectively, p<0.001). Regression analysis showed a significant association between log OPN and sputum eosinophils, cysteinyl leukotrienes, IL-13, TGF-β1 and ECP. TGF-β1 represented the strongest association with OPN. The above associations were not observed in milder forms of the disease or in healthy subjects. OPN levels (pg/ml) were significantly higher in smoking asthmatics compared to non-smoking asthmatics, and both non-smoking and smoking controls [median (interquartile ranges) 1120 (651, 1817) vs. 197 (118, 341) vs. 50 (42, 70) vs. 102 (77, 110) pg/ml, respectively; p < 0.001]. Regression analysis provided significant associations between OPN and sputum neutrophils, IL-8 and TGF-β1, the most significant being the one with TGF-β1. These associations were present only in smoking asthmatics.CONCUSIONSThe results indicate that OPN levels are higher in SRA than in less severe forms of the disease. Moreover, OPN is associated with mediators involved in both the inflammatory and remodelling process such as TGF-β1, IL-13 and cysteinyl leukotrienes only in SRA. Smoking habit significantly affects sputum OPN levels in asthma. The associations of OPN with sputum neutrophils, TGF-β1 and IL-8 in smoking asthmatics suggest a possible role for OPN in the neutrophilic inflammation and remodeling process in this phenotype of asthma.

Εισαγωγή: Το σοβαρό ανθιστάμενο στη θεραπεία χαρακτηρίζεται από εμμένουσα φλεγμονή και αναδιαμόρφωση των αεραγωγών. Οι ασθματικοί καπνιστές έχουν βαρύτερα συμπτώματα άσθματος ενώ η φλεγμονή των αεραγωγών των καπνιστών ασθματικών φαίνεται να διαφέρει από αυτή των μη καπνιστών ασθματικών. Η οστεοποντίνη (OPN) είναι μία γλυκοπρωτείνη που λειτουργεί τόσο ως μόριο της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας όσο και ως κυτταροκίνη και έχει συσχετιστεί με την αναδιαμόρφωση των ιστών. Η ΟΡΝ έχει βρεθεί αυξημένη στα πτύελα, στο BAL και σε βρογχικές βιοψίες ασθματικών ασθενών.Σκοπός: Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογήσει τα επίπεδα οστεοποντίνης στο υπερκείμενο των προκλητών πτυέλων ασθενών με σοβαρό άσθμα και να τα συγκρίνει με τα επίπεδα ΟΡΝ των ασθενών με ηπιότερες μορφές της νόσου, να αξιολογήσει τα επίπεδα ΟΡΝ στο υπερκείμενο των πτυέλων ασθματικών ασθενών που καπνίζουν σε σύγκριση με αυτά των μη καπνιστών ασθματικών και να διερευνήσει πιθανές συσχετίσεις των επιπέδων ΟΡΝ με μεσολαβητές και κύτταρα που εμπλέκονται και συμμετέχουν στη φλεγμονώδη διεργασία των αεραγωγών και στην αναδιαμόρφωση.Μέθοδοι: Τριάντα τρεις ασθενείς με σοβαρό, ανθιστάμενο στη θεραπεία άσθμα, είκοσι εννέα ασθενείς με μέτριας βαρύτητας άσθμα, είκοσι ένα ασθενείς με ήπιο διαλείπον άσθμα (που δεν λάμβαναν θεραπεία με κορτικοστεροειδή), σύμφωνα με τη ταξινόμηση κατά GINA 2005, και είκοσι υγιή, μη ατοπικά άτομα συμμετείχαν στη μελέτη Α. Στη μελέτη Β μελετήθηκαν συνολικά 103 ασθενείς, 54 εκ των οποίων ήταν μη καπνιστές ασθματικοί και 49 ασθματικοί που ήταν ενεργοί καπνιστές. Όλοι οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε λειτουργικό έλεγχο της αναπνοής, έλεγχο βρογχικής υπεραντιδραστικότητας και πρόκληση πτυέλων προκειμένου να υπολογιστεί η επί της εκατό αναλογία φλεγμονωδών κυττάρων και να προσδιοριστούν τα επίπεδα OPN, VEGF, TGF-β1, Cyst-Lts, IL-13, ECP, IL-8 στο υπερκείμενο των προκλητών πτυέλων.Αποτελέσματα: Τα επίπεδα OPN [pg/ml] βρέθηκαν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς με σοβαρό, ανθιστάμενο στη θεραπεία άσθμα σε σύγκριση με τους ασθενείς με μέτριο, ήπιο άσθμα ή με την ομάδα των υγιών ατόμων [1840 (1125-11000) vs 130 (100-210) vs 100 (67-130) vs 50 (42-70), p<0.001]. Η ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης έδειξε ότι η OPN είχε μία στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση με τα ηωσινόφιλα των προκλητών πυέλων και στατιστικά σημαντικές θετικές συσχετίσεις βρέθηκαν επίσης μεταξύ των επιπέδων ΟΡΝ με τα επίπεδα των Cyst-Lts, της IL-13, της ECP, και του TGF-β1 στους ασθενείς με σοβαρό, ανθιστάμενο στη θεραπεία άσθμα. Η ισχυρότερη συσχέτιση της OPN με τους φλεγμονώδεις μεσολαβητές ήταν αυτή με τον TGF-β1. Τα επίπεδα ΟΡΝ (pg/ml) βρέθηκαν επίσης στατιστικά σημαντικά υψηλότερα στους καπνιστές ασθματικούς σε σύγκριση με τους μη καπνιστές ασθματικούς καθώς και με ομάδες ελέγχου (μη καπνιστές και καπνιστές) [1120 (651, 1817) vs. 197 (118, 341) vs. 50 (42, 70) vs. 102 (77, 110) pg/ml, p < 0.001]. Η ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης έδειξε στατιστικά σημαντική συσχέτιση μεταξύ της ΟΡΝ και των ουδετεροφίλων των προκλητών πτυέλων, της IL-8 και του TGF-β1. Η ισχυρότερη συσχέτιση ήταν αυτή της ΟΡΝ με τον TGF-β1. Συμπεράσματα: Στη συγκεκριμένη μελέτη φάνηκε ότι τα επίπεδα ΟΡΝ είναι σημαντικά υψηλότερα στα προκλητά πτύελα των ασθενών σε σοβαρό, ανθιστάμενο στη θεραπεία άσθμα σε σύγκριση με τους ασθενείς με μέτριο και ήπιο άσθμα και με τους υγιείς. Επιπλέον, η ΟΡΝ συσχετίστηκε με μεσολαβητές και κύτταρα που συμμετέχουν και εμπλέκονται στη φλεγμονώδη διεργασία και στην αναδιαμόρφωση των αεραγωγών, όπως ο TGF-β1, η IL-13 και τα κυστεινικά λευκοτριένια μόνο στην ομάδα του σοβαρού άσθματος. Φάνηκε επίσης ότι η καπνιστική συνήθεια επηρεάζει τα επίπεδα ΟΡΝ στα προκλητά πτύελα των ασθενών με άσθμα. Τα υψηλά επίπεδα ΟΡΝ στους καπνιστές ασθματικούς και οι συσχετίσεις της ΟΡΝ με τα ουδετερόφιλα των προκλητών πτυέλων, τον TGF-β1 και την IL-8 προτείνουν ένα πιθανό ρόλο της ΟΡΝ στην επικράτηση του ουδετεροφιλικού φλεγμονώδους προτύπου και στην διαδικασία αναδιαμόρφωσης των αεραγωγών σε αυτό το φαινότυπο του άσθματος.