Resumen
Fondo
Polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) del receptor gamma activado por el proliferador de peroxisomas (PPAR-γ; gen: PPARG) y los genes del estrés oxidativo están asociados con el riesgo de asma. Sin embargo, aún se desconoce si tales variantes modulan las respuestas al ftalato de dibutilo (DBP), un plastificante común asociado con un mayor desarrollo de asma. El propósito de este estudio es investigar cómo los SNP en PPARG y genes de estrés oxidativo, según lo representado por dos puntajes de riesgo genético separados, modifican el impacto de la exposición a DBP en la función pulmonar y la respuesta sistémica y de las vías respiratorias después de un desafío con alérgenos inhalados.
Métodos
Realizamos un estudio doble ciego cruzado en humanos con dieciséis participantes sensibilizados con alérgenos expuestos durante tres horas a DBP y aire de control en distintas ocasiones separados por un lavado de 4 semanas. Cada exposición fue seguida por un desafío de inhalación de alérgenos; posteriormente, se midió la función pulmonar, y se recogieron y analizaron sangre y lavado broncoalveolar (BAL) para recuentos de células e inmunoglobulina E (IgE) específica para alérgenos. Puntuaciones de riesgo genético para PPAR-γ (P-GRS; suma ponderada de PPARG Se desarrollaron los SNP rs10865710, rs709158 y rs3856806) y el estrés oxidativo (OS-GRS; suma no ponderada de 16 SNP en varios genes), y se evaluó su capacidad para modificar los efectos de la PAD mediante modelos lineales de efectos mixtos.
Resultados
P-GRS y OS-GRS modificaron los efectos de la DBP sobre la IgE específica de alérgeno en la sangre a las 20 h (efecto de interacción [95% CI]: 1,43 [1.13 to 1.80]p = 0,005) y 3 h (0,99 [0.98 to 1], p = 0,03), respectivamente. P-GRS también modificó los efectos de la DBP en las células Th2 en sangre a las 3 h (−25,2 [− 47.7 to − 2.70]p = 0,03) y 20 h (− 39,1 [− 57.9 to − 20.3]p = 0,0005) y células Th2 en LBA a las 24 h (−4,99 [− 8.97 to − 1.01], p = 0,02). Un aumento de P-GRS asociado con un efecto DBP reducido en las células Th2. Ninguno de los GRS modificó significativamente los efectos de la PAD sobre los parámetros de la función pulmonar.
Conclusiones
Las variantes de PPAR-γ modularon varias respuestas inmunitarias sistémicas y de las vías respiratorias al omnipresente plastificante químico DBP. Nuestros resultados sugieren que las variantes de PPAR-γ pueden desempeñar un papel más importante que las de los genes relacionados con el estrés oxidativo en las respuestas alérgicas de las vías respiratorias a la DBP.
Registro de prueba: Este estudio informa los resultados del Estudio de respuesta inmune al alérgeno de ftalatos que se registró en ClinicalTrials.gov con la identificación NCT02688478.
Fondo
Los receptores activados por proliferadores de peroxisomas (PPAR) son factores de transcripción activados por ligandos que se expresan en el epitelio de las vías respiratorias, las células del músculo liso de las vías respiratorias, los macrófagos alveolares, los linfocitos T y los eosinófilos. [1,2,3]. En particular, PPAR-γ (NR1C3) regula las respuestas inmunitarias alérgicas sistémicas y de las vías respiratorias relevantes en el asma [4, 5].
Variantes genéticas o polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) en PPARG y los genes relacionados con el estrés oxidativo se han asociado con un mayor riesgo de desarrollo y exacerbaciones de asma [6,7,8,9,10,11], destacando las interacciones gen-ambiente en la fisiopatología del asma. En un estudio de los coreanos, el PPARG el polimorfismo rs3856806 se asoció con el desarrollo de asma [7]. Sin embargo, Palmer et al.. informó que los alelos raros de PPARG (rs1805192 y rs3856806) se asociaron con un número reducido de exacerbaciones de asma en una población caucásica [8]. En un estudio de casos y controles realizado por Li et al., el riesgo de asma estuvo influenciado por el rs1805192 y el rs10865710 PPARG polimorfismos en una población china [6]. Las variantes de los genes relacionados con el estrés oxidativo están asociadas con las concentraciones de ftalatos en la orina y modificaron la asociación de la exposición a los ftalatos con el asma en los niños. [12]. En un grupo de ancianos coreanos, las variantes de ciertos genes relacionados con el estrés oxidativo influyeron en la asociación entre los niveles de ftalatos en la orina y la disminución de la función pulmonar [13].
Se sospecha que los ftalatos interactúan con los receptores PPAR-γ [14]. Los ftalatos son diésteres sintéticos del ácido ftálico (ácido 1,2-bencenodicarboxílico) que se utilizan para mejorar las propiedades de los plásticos, como la flexibilidad, la transparencia y la durabilidad. [14]. Los seres humanos están expuestos a estos contaminantes ambientales a través de una amplia variedad de productos de consumo comunes, como muebles para el hogar, envases de alimentos y cosméticos. [15, 16]. La exposición a ftalatos se ha asociado con enfermedades alérgicas en estudios epidemiológicos [16]. En modelos animales, la toxicidad por inhalación y la ingesta oral de ftalatos han demostrado un aumento de la inflamación de las vías respiratorias después de las exposiciones. [16]. Los estudios in vitro hasta la fecha indican que la exposición a concentraciones ambientalmente relevantes de ciertos ftalatos puede aumentar la liberación de mediadores inflamatorios de los macrófagos y linfocitos, disminuir la actividad fagocítica y modular la diferenciación de las células dendríticas [17, 18].
Hemos publicado previamente los resultados de este estudio aleatorizado cruzado de exposición humana que demostró que la exposición aguda en interiores al ftalato de dibutilo (DBP) mejoró la caída asociada al alérgeno en el volumen espiratorio forzado en 1 s (FEV1) [19]. La coexposición a DBP y alérgenos aumentó significativamente el porcentaje de macrófagos M2 y marcadores de activación de macrófagos en BAL, pero tuvo efectos modestos sobre los mediadores inmunitarios de las vías respiratorias [19].
Este nuevo estudio explora si los efectos de la DBP en la función pulmonar, las células inmunitarias y la IgE específica de alérgenos están asociados con los SNP relacionados con PPARG (P-GRS) o genes relacionados con el estrés oxidativo (OS-GRS), representados por puntuaciones de riesgo genético. Presumimos que tanto P-GRS como OS-GRS modulan la respuesta inmunitaria a la DBP, con puntajes más altos asociados con respuestas inmunitarias impulsadas por alérgenos más grandes.
Métodos
El estudio se registró en ClinicalTrials.gov con la identificación NCT02688478 y fue aprobado por el consejo de ética de la investigación de la Universidad de Columbia Británica (H14-01119) y los Comités regionales noruegos de ética de la investigación médica y sanitaria (2014/1217).
Participantes y diseño del estudio
Dieciséis participantes no fumadores, sensibilizados con alérgenos, entre 19 y 49 años de edad, se inscribieron en este estudio cruzado, doble ciego, aleatorizado por orden [19]. Los individuos estaban sanos o tenían asma leve (FEV1 superior al 70%); y fueron sensibilizados al alérgeno a la hierba, el abedul o los ácaros del polvo doméstico. El estado de hiperreactividad de las vías respiratorias (AHR, por sus siglas en inglés) se clasificó como hiperreactivo (concentración provocativa de metacolina que produce una caída del 20 % en el VEF1 [PC20]≤ 16 mg/ml) o con respuesta normal (PC20 > 16 mg/ml). Se excluyeron los participantes con asma que tomaban corticosteroides orales o inhalados. Todos los participantes descontinuaron sus medicamentos broncodilatadores, antihistamínicos y antiinflamatorios no esteroideos 7 días antes de cada exposición y durante los días de exposición, excepto salbutamol (se administraron 200 µg de forma rutinaria después de la provocación con metacolina). [by protocol, 20 h after exposure]).
Los participantes fueron aleatorizados al orden de exposiciones de aire interior de 3 h a DBP (concentración nominal de 150 µg/m3) y aire de control (CA) en el Laboratorio de Exposición a la Contaminación del Aire de la Universidad de Columbia Británica. Las exposiciones se separaron al menos 4 semanas para el lavado. Los detalles completos de los métodos de exposición se informaron anteriormente. [19].
Medidas de resultado y análisis
El diseño del estudio y el tiempo de recolección de datos se describen en la Fig. 1. Los datos se recopilaron después de cada exposición (PAD y CA) en cada brazo de estudio cruzado. Las muestras de sangre se recogieron a las -4 h (línea de base), 3 y 20 h después de la exposición al alérgeno después de la PAD o la exposición a CA, mientras que el BAL se recogió a las 24 h después de la exposición al alérgeno después de la PAD o la exposición a CA mediante broncoscopia. Estas muestras se analizaron en busca de IgE específica para alérgenos y células inmunitarias de la sangre y las vías respiratorias. El nivel de IgE específica de alérgeno en sangre y LBA se determinó mediante análisis de IgE específica ImmunoCAP en un sistema Phadia 250 (Thermo Fisher Scientific). La inmunofenotipificación se realizó mediante citometría de flujo y el análisis se completó en FCS Express (v6.04.0034; De Novo Software). Se proporcionan más detalles…
