Кремнезем и клещи домашней пыли усугубляют воспаление при астме

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Allergy , комбинированное воздействие кристаллического кремнезема и аллергенов клещей домашней пыли может значительно усилить воспаление дыхательных путей при астме и других аллергических заболеваниях.

Работа, выполненная на лабораторных моделях, показывает, что совместное влияние этих факторов приводит к более тяжелому и сложному воспалению, чем воздействие одного из них по отдельности.

В экспериментах с участием мышей и клеток дыхательных путей человека исследователи зафиксировали сужение дыхательных путей, утолщение их стенок и избыточное образование слизи при одновременном воздействии кремнезема и аллергенов клещей.

Комбинация веществ вызывала заметно более серьёзное воспаление лёгких, чем каждый из аллергенов по отдельности: в поражённых лёгких наблюдалось накопление воспалительных клеток, гиперплазия слизистого эпителия и ухудшение функции дыхания.

Рабих Халвани, профессор иммунологии Университета Шарджи и соавтор исследования, отметил ключевые вопросы, поднятые работой.

В исследовании изучали, может ли вдыхание кристаллического кремнезема — минеральных частиц, которые часто встречаются в переносимой по воздуху пыли в пыльных регионах и на некоторых рабочих местах — усугублять аллергическое воспаление дыхательных путей и снижать эффективность кортикостероидов.

В лабораторной модели mice подвергали воздействию кристаллического кремнезема, аллергенов клещей домашней пыли или их комбинации, после чего оценивали воспаление дыхательных путей, выработку слизи, функцию лёгких, иммунные ответы и молекулярные пути, связанные со стероидной активностью.

«У животных также наблюдалось нарушение функции лёгких и смешанный иммунный ответ, включающий как эозинофильное, так и нейтрофильное воспаление», — сказал профессор Халвани. «Важно, что дексаметазон, мощный кортикостероид, не смог адекватно контролировать эти изменения».

Авторы подчёркивают, что их выводы остаются предварительными и основаны на доклинической модели.

Хотя результаты на мышах позволяют выдвигать гипотезы о механизмах, учёные предупреждают, что необходимы строгие клинические испытания, прежде чем можно будет сделать заключения о влиянии на людей.

Тем не менее авторы считают работу значимым вкладом: по их данным, это первое исследование, показавшее, что сочетание кристаллического кремнезема и аллергенов клещей домашней пыли может приводить к снижению чувствительности к стероидам.

Исследователи выявили сложные воспалительные реакции, которые активировали пути восприятия внеклеточной и собственной ДНК, включая сигнальный путь STING, одновременно нарушая функцию глюкокортикоидных рецепторов — ключевого механизма действия стероидов.

Астма — хроническое заболевание дыхательных путей, при котором они воспаляются, сужаются и становятся гиперреактивными; ингаляционные кортикостероиды остаются одним из основных средств контроля заболевания благодаря их противовоспалительному эффекту.

Хронические воспалительные респираторные болезни продолжают оставаться серьёзной глобальной проблемой: по данным Всемирной организации здравоохранения, в 2023 году астмой страдали около 363 млн человек, что привело примерно к 442 тыс. смертей.

При этом у части пациентов с тяжёлой астмой наблюдается плохой ответ на терапию кортикостероидами, что повышает риск стойких симптомов, ухудшения функции лёгких и тяжёлых приступов; на это, по мнению учёных, может влиять воздействие окружающей среды.

В исследовании отмечено, что кремнезем существенно изменил соотношение двух форм глюкокортикоидного рецептора: «активная» форма GRα была почти отсутствующей, тогда как уровень GRβ, который может мешать действию стероидов, оказался повышенным. В результате ткань лёгких стала менее способна нормально реагировать на кортикостероиды, объяснил профессор Халвани.

Кроме того, учёные связали нарушенную реакцию на стероиды с активацией пути STING — клеточной системы, обнаруживающей повреждённую или чужеродную ДНК. По их наблюдениям, STING и связанные сигнальные белки были сильно активированы в лёгких, подвергшихся воздействию кремнезема, и эта активность плохо подавлялась дексаметазоном.

В целом результаты указывают на то, что воздействие кремнеземсодержащей пыли может усугублять аллергические заболевания дыхательных путей и затруднять их контроль стандартной стероидной терапией.

Исследователи выделяют чрезмерную активацию STING как возможный механизм, связывающий воздействие окружающей среды с персистирующим воспалением и стероидорезистентностью.

По словам профессора Халвани, это даёт потенциальное объяснение, почему у некоторых пациентов развивается тяжёлое воспаление и устойчивость к стероидам, и открывает возможность поиска новых терапевтических подходов, нацеленных на путь STING.

Авторы предупреждают против преждевременного применения результатов: хотя путь STING выглядит многообещающим, они не рассматривают экспериментальные препараты вроде H151 в качестве готового средства лечения астмы — выводы пока основаны исключительно на модели на животных.

Чтобы усилить доказательную базу, учёные планируют дальнейшие исследования, в том числе эксперименты с генетическим удалением STING, чтобы проверить, может ли блокада этого пути предотвратить или обратить наблюдаемые изменения глюкокортикоидных рецепторов и воспаления после воздействия кремнезема.

Если результаты подтвердятся в клинических исследованиях, они будут особенно актуальны для регионов с частыми пустынными пыльными бурями и для профессий с повышенным уровнем кремнеземсодержащей пыли, что повлияет не только на клиническую практику, но и на политику в области охраны труда и охраны окружающей среды.

Авторы также подчёркивают растущее глобальное бремя воздействия кремнезема и необходимость лучшего понимания фундаментальных биологических механизмов для планирования общественного здравоохранения.

«Связывая повреждение эпителия, вызванное кремнеземом, и высвобождение собственной ДНК с персистирующей активацией STING, дисбалансом глюкокортикоидных рецепторов и снижением чувствительности к стероидам, исследование предлагает биологическое объяснение того, почему аллергическое воспаление дыхательных путей становится труднее контролировать в условиях высокой запылённости», — заключил профессор Халвани.