Studium vybraných molekulárních aspektů u plicní sarkoidózy

Mgr. Eva NOVOSADOVÁ

Doctoral thesis

Study of Selected Molecular Aspects in Pulmonary Sarcoidosis

Abstract:

Sarkoidóza je systémové granulomatózní onemocnění postihující různé orgány. U obyvatel Evropy je nejčastější sarkoidóza plicní. Onemocnění může ve své počáteční fázi odeznít i bez léčby, avšak u jedné třetiny pacientů progreduje do chronické formy a vyžaduje farmakologickou terapii. Kvůli vedlejším účinkům se hledají další možnosti pro vývoj nových způsobů léčby. U plicní sarkoidózy dochází k rozvoji Th1 imunitní odpovědi (T helper 1 immune response) se zvýšením CD4+ T-lymfocytů v plicích a k jejich snížení v periferní krvi. Zkoumání relativních počtů CD4+ T-lymfocytů u jednotlivých stádií plicní sarkoidózy a jejich porovnání s ostatními intersticiálními plicními nemocemi doplňuje poznatky o bronchoalveolárních CD4+ T-lymfocytech. Prozatím nebyla uvedena publikace, která by porovnala buněčné profily jednotlivých stádií plicní sarkoidózy s ostatními intersticiálními plicními nemocemi. Pacienti v této studii byli všichni nekuřáci, protože kouření může ovlivňovat buněčné populace v plicích. Stanovení relativních počtů bronchoalveolárních CD4+ a CD8+ T-lymfocytů a výpočtu poměru CD4+/CD8+ je v současné době využíváno v rámci vyšetření pro diagnostiku sarkoidózy. Někteří autoři se domnívají, že by CD4+ T-lymfocyty mohly sloužit jako potenciální terapeutické cíle. Proto by bylo dobré podrobněji prozkoumat bronchoalveolární CD4+ T-lymfocyty u přesněji stratifikovaných stádií plicní sarkoidózy. Zkoumání relativních počtů CD4+ T-lymfocytů u různých skupin pacientů s plicní sarkoidózou by mohlo dopomoci k lepšímu popisu tohoto onemocnění, které může mít tak variabilní průběh a jehož mechanismy vzniku nejsou zatím objasněny. Co se týče vývoje nových způsobů léčby, naděje jsou také vkládány do RNA-vazebných proteinů. RNA-vazebné proteiny jsou potenciálním terapeutickým cílem především u maligních plicních onemocnění. Znalosti o jejich expresi v bronchoalveolárních buňkách by také mohly přispět k rozvoji nových terapeutických strategií u sarkoidózy. V naší práci jsme stanovili relativní mRNA expresi vybraných RNA-vazebných proteinů u pacientů s plicní sarkoidózou a porovnali ji s relativní expresí u pacientů s obstrukčními plicními nemocemi, idiopatickými intersticiálními pneumoniemi a zdravými kontrolami. Diagnóza sarkoidózy může být stanovena kombinací laboratorních vyšetření, zobrazovacích metod, funkčního vyšetření plic a invazivního bronchoskopického vyšetření, které může být spojeno s biopsií plicní tkáně. Průběh onemocnění může být variabilní a neurčitý. Proto přetrvává potřeba nalézt nové neinvazivní způsoby pro diagnostiku dalšího rozvoje nemoci. V tomto směru je naděje vkládána do studia miRNA, a to zejména těch obsažených v krvi. V tomto projektu jsme se zaměřili na prozkoumání a porovnání relativní exprese miRNA v séru pacientů s plicní sarkoidózou, a to u pacientů s akutním stádiem provázeným Löfgrenovým syndromem s pacienty v pokročilém stádiu onemocnění.

Abstract:

Sarcoidosis is a systemic granulomatous disease affecting various organs. Pulmonary sarcoidosis is the most common in the European population. Sarcoidosis can resolve in its initial phase, nevertheless, it can deteriorate in one third of patients. These patients need a pharmacological therapy. However, current treatment could have side effects. In pulmonary sarcoidosis, there is a development of T helper 1 (Th1) immune response with the increase of CD4+ T-lymphocytes in bronchoalveolar space and their decrease in peripheral blood. The research in the field of bronchoalveolar CD4+ T-lymphocytes in particular pulmonary sarcoidosis stages and its comparison with other interstitial pulmonary diseases could improve the knowledge about bronchoalveolar CD4+ T-lymphocytes. So far, no publication about comparison of the bronchoalveolar CD4+ and CD8+ T-lymphocytes of individual pulmonary sarcoidosis stages with other interstitial lung diseases has been published. Patients in this study were all non-smokers, because smoking may affect cell populations in the lungs. Relative counts of bronchoalveolar CD4+ and CD8+ T-lymphocytes and calculation of their ratio (CD4+/CD8+) is today still a part of the diagnostic process of sarcoidosis. CD4+ T-lymphocytes are also interesting in terms of the development of new therapies. Therefore it could be useful to study relative bronchoalveolar T-lymphocytes in more detail in more precisely divided sarcoidosis stages. This could contribute to reveal the mechanism of sarcoidosis origin, which is not still clarified. New ways of therapies for patients with sarcoidosis are still being sought. Molecules that are considered to be potential therapeutic targets are RNA-binding proteins. These molecules participate on regulation of transcription in the cells. As regards to the pulmonary diseases, RNA-binding proteins are currently potential therapeutic targets in malignant pulmonary disease. The knowledge about their expression in bronchoalveolar cells could contribute to the issue of new therapies in pulmonary sarcoidosis. In our work, we determined relative mRNA expression of RNA-binding proteins in patients with pulmonary sarcoidosis and we compared it with the relative mRNA expression determined in obstructive pulmonary diseases (asthma and chronic obstructive pulmonary disease), idiopathic interstitial pneumonias and healthy controls. Diagnosis of sarcoidosis could be determined by combination of laboratory examination, medical imaging methods, functional examination of lungs and sometimes invasive bronchoscopic examination that could be associated with biopsy of pulmonary tissue. The course of the disease can be variable and difficult to predict. Therefore, there remains a need to find new non-invasive ways to diagnose the further development of the disease. In this regard, hope is placed in the study of miRNAs, especially those contained in the blood. In this miRNAs project, we focused on determination and comparison of the relative miRNA expression in the serum of patients with pulmonary sarcoidosis, notably in sarcoidosis patients with an acute stage with Löfgren's syndrome and patients in an advanced stage of the disease.

Keywords

plicní sarkoidóza, bronchoalveolární CD4+ a CD8+ T-lymfocyty, RNA-vazebné proteiny, miRNA, real-time PCR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. MUDr. Martin Petřek, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Medical Biology / Medical Biology