Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 2.1
5-Year Impact Factor – 2.2
Scopus CiteScore – 3.4 (CiteScore Tracker 3.4)
Index Copernicus  – 161.11; MEiN – 140 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2007, vol. 16, nr 5, September-October, p. 643–649

Publication type: original article

Language: English

Apoptosis of Peripheral Blood Lymphocytes in Severe Steroid−Dependent Bronchial Asthma

Apoptoza limfocytów krwi obwodowej w ciężkiej steroidozależnej astmie oskrzelowej

Krzysztof Wytrychowski1,, Janusz Patkowski1,, Wojciech Mędrala1,, Bernard Panaszek1,, Grzegorz Gogolewski1,

1 Department of Internal Medicine and Allergology, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland

Abstract

Background. The pathomechanism of resistance to corticosteroids is complex. Great significance is attributed in its etiology to the increased activity of cells involved in the late phase of the asthmatic reaction producing proinflammatory mediators such as cytokines and transcription factors. Apoptosis plays an important role in bronchial asthma as it affects the survival of the cells participating in the allergic inflammation of the airways.
Objectives. The aim was to evaluate the apoptosis of peripheral blood mononuclear cells (lymphocytes) in corticosteroid−resistant (CR) and corticosteroid−sensitive (CS) asthmatics and in healthy persons.
Material and Methods. Forty−four subjects were studied: 14 CR asthmatics, 14 CS asthmatics, and 16 healthy volunteers. The diagnosis of CR asthma was based on the oral prednisolone test according to Carmichael and the cutaneous vasoconstrictor response test according to McKeinzie and Staughton. Apoptosis was evaluated using a Becton Dickinson FACScan flow cytometer. Peripheral blood lymphocytes were isolated using Gradisol L. The remaining research procedures regarding the evaluation of necrosis, apoptosis, and late apoptosis were conducted according to the instructions of the producer (Becton Dickinson).
Results. No statistically significant differences were detected in the percentages of lymphocytes in the apoptotic and late apoptotic stages in the group of CR and CS patients compared with the control group or between the groups of patients (p > 0.05). Similarly, no statistically significant differences were found in lymphocytes demonstrating symptoms of necrosis.
Conclusion. This study found no inhibition of apoptosis of peripheral blood lymphocytes in corticosteroid−dependent asthmatics (both CR and CS) compared with healthy subjects. This demonstrates the complicated character of the pathomechanism of CR asthma, where lymphocytic apoptosis may be only one of the factors affecting the dynamics of the disease. These results indicate the need to extend research on apoptosis in these groups of asthmatics to include subpopulations of Th2 and Th1 lymphocytes with evaluation of the concentrations of transcription factors.

Streszczenie

Wprowadzenie. Oporność na kortykosteroidy (kso) ma złożony patomechanizm. Istotne znaczenie w etiologii kso przypisuje się zwiększonej aktywności komórek zaangażowanych w późną fazę reakcji astmatycznej produkujących pozapalne mediatory: cytokiny i czynniki transkrypcyjne. Apoptoza odgrywa ważną rolę w astmie oskrzelowej, mając wpływ na czas przeżycia komórek biorących udział w alergicznym zapaleniu dróg oddechowych.
Cel pracy. Ocena apoptozy komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (limfocytów) w grupach chorych na astmę oporną na kortykosteroidy (kso), wrażliwą na kortykosteroidy (ksw) i u osób zdrowych.
Materiał i metody. Badania zostały przeprowadzone łącznie u 44 osób: 14 osób z astmą kso, 14 osób z astmą ksw i u 16 zdrowych ochotników. Diagnostykę astmy kso oparto na doustnym teście z prednizolonem według Carmichaela i dodatkowo na teście wazokonstrykcji skórnej według Mc Kenzie i Staughtona. Ocenę apoptozy przeprowadzono za pomocą cytometru przepływowego FaCScan, Becton Dickinson. Izolacji limfocytów krwi obwodowej dokonano z użyciem Gradisolu L. Pozostałe procedury badawcze dotyczące oceny martwicy, apoptozy i apoptozy późnej przeprowadzono według zaleceń producenta (Becton Dickinson) zgodnie z wzorcową pracą Vermesa.
Wyniki. Nie stwierdzono istotnej statystycznie różnicy w odsetku limfocytów ulegających apoptozie i późnej apoptozie w grupie chorych na astmę ksw. i kso. w porównaniu z grupą kontrolną, a także między chorymi na astmę kso i ksw (p > 0,05). Podobne wyniki uzyskano, oceniając limfocyty wykazujące znamiona martwicy w przeprowadzonym układzie doświadczalnym (p > 0,05).
Wnioski. Przeprowadzone badania nie wykazały zahamowania apoptozy limfocytów krwi obwodowej chorych na astmę steroidozależną zarówno z kso, jak i ksw w porównaniu z osobami zdrowymi. Wskazuje to na skomplikowany charakter patomechanizmu astmy kso, w którym apoptoza limfocytów może być tylko jednym z czynników wpływających na dynamikę schorzenia. Wyniki te wskazują na potrzebę rozszerzenia badań nad apoptozą w tych grupach chorych na astmę na subpopulacje Th1 i Th2 z równoległą oceną stężenia czynników transkrypcyjnych.

Key words

apoptosis lymphocytes, corticosteroid−dependent asthma

Słowa kluczowe

apoptoza limfocytów, astma kortykosteroidozależna

References (19)

  1. Chan MT, Leung DM, Szefler SJ, Spahn JD: Difficult−to−control asthma: clinical characteristic of steroid−insensitive asthma. J Allergy Clin Immunol, 1998, 101, 594–601.
  2. Barnes PJ: Molecular mechanisms of steroid action in asthma. J Allergy Clin Immunol 1996, 97, 159–168.
  3. Patkowski J, Wytrychowski K: Oporność na kortykosteroidy w leczeniu astmy. Alergia Astma Immunologia 2000, 5, 208–212.
  4. Corrigan CJ, Brown PH, Barnes NC: Glucocorticosteroid resistance in chronic asthma. Am Rev Resp Dis 1991, 144, 1026–1032.
  5. Barnes PJ, Karin M: NF−κB has a pivotal role in chronic inflammation. N Engl J Med 1997, 336, 1066–1071.
  6. Leung DY, Bloom JW: Update on glucocorticoid action and resistance. J Allergy Clin Immunol 2003, 111, 3–22.
  7. Patkowski J, Wytrychowski K, Jonkisz A, Nadobna G, Dobosz T: Ekspresja mRNA receptorów histaminowych typu H1 i H2 limfocytach krwi obwodowej w astmie wrażliwej i opornej na glikokortykosteroidy. Adv Clin Exp Med 2005, 14, 703–709.
  8. Kerr JF, Wyllie AH, Curie AR: Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide−ranging implications in tissue kinetics. Brit J Cancer 1972, 26, 239–257.
  9. Schultz DR, Harrington WJ Jr: Apoptosis – programmed cell death at a molecular level. Semin Arthritis Rheum 2003, 32, 345–369.
  10. Abstado JP: Apoptosis: function and regulation of cell death. Areas Immunol 1996, 147, 443−453.
  11. Hamzaoni A, Hamzaoni K, Salah K, Chabbon A: Lymphocytes apoptosis in patients with acute exacerbations of asthma. Mediators Inflamm 1999, 8, 237–243.
  12. Walsh GM: Eosinophil apoptosis: mechanisms and clinical relevance in asthmatic and allergic inflammation. Br J Haematol 2000, 111, 61–67.
  13. Vingola AM, Chiappara G, Gagliardo R: Apoptosis and airway inflammation in asthma. Apoptosis 2000, 5, 473–485.
  14. Yoshimura C, Miyamasu M, Nagase H: Glucocorticosteroids induce basophil apoptosis. J Allergy Clin Immunol 2001, 108, 215–220.
  15. Brown PH, Teelucksingh S, Matusiewicz SP: Cutaneous vasoconstrictor response to glucocorticosteroids in asthma. Lancet 1991, 337, 576–580.
  16. Stoughton RB: Bioassay system of formulation of topically applied glucocorticosteroids. Arch Dermatol 1972, 106, 825–827.
  17. Darżynkiewicz Z, Gorczyca W, Ardelt B, Halicka D, Juan G, Traganos F: Cytometria apoptozy i martwicy. Centr−Europ J Immunol 1996, 21, S156–S170.
  18. Vermes I, Haanen S, Steffens−Nakken H, Reutelingsperger C: A novel assay for apoptosis. Flow cytometric detection of phosphatidylserine expression on early apoptotic cells using fluorescein labelled Annexin V. I Immunol Methods 1995, 184, 1, 39–51.
  19. Holtzman MJ, Green MJ, Jayaraman WI, Arch RM: Regulation of T cell apoptosis. Apoptosis 2000, 5, 459–471.
© Wroclaw Medical University