HETEROGENEITY OF EARLY RHEUMATOID ARTHRITIS PATIENTS ACCORDING TO BLOOD GENE EXPRESSION: THEORETICAL BASES OF A DIFFERENTIAL THERAPY APPROACH

Objective: to assess disease severity in relation to the expression of cell-division cycle genes: p21, a cyclin-dependent kinase inhibitor; caspase 3, an apoptotic activity indicator; mammalian target of rapamycin (mTOR), a major regulator of cell growth and proliferation; ATG1, a marker of autophagy; and the proinflammatory cytokine tumor necrosis factor-α (TNF-α) in the blood of rheumatoid arthritis (RA) patients. Subjects and methods. Thirty-nine early RA patients (mean age 47.1 years) and 47 healthy individuals (mean age 43.1 years) were examined. Gene expression in their peripheral blood cells was assessed using real-time polymerase chain reaction. RA activity was estimated according to DAS28 index and joint destruction. Results. In accordance with mTOR gene expression, the group of RA patients were divided into three subgroups: 1) 18 patients had a significantly lower mTOR gene expression than did the healthy controls (p < 0.01) and upregulated ATG1; 2) 12 patients had the same mTOR gene expression levels as in the healthy controls; p21 ATG1, and caspase 3 were, however, much upregulated; 3) 9 patients showed significant upregulation of all the examined genes as compared to the healthy controls (p < 0.01). The patients from 3 subgroups differed in TNF-α gene expression that was statistically significantly exceeded that in the healthy individuals, the expression being highest in subgroup 3 patients. The subgroups of RA patients showed some differences in clinical and immunological parameters. Particularly, subgroup 2 patients exhibited the lowest morning stiffness values while subgroup 1 patients had much fewer swollen joints than did subgroup 3 patients. In addition, subgroup 2 patients had significantly statistically higher levels of anti-citrullinated antibodies whereas subgroup 3 patients had lower rheumatoid factor concentrations than the other subgroups. Conclusion. Early RA patients represent a heterogeneous group. RA patient subgroups differ in the expression of cell-cycle and TNF-α genes and in some clinical and immunological parameters. Variability in the expression of the cell-division cycle genes in different subgroups of RA patients can indicate different mechanisms involved in the development and progression of the disease and hence the necessity of applying diverse approaches to their therapy

Стратификация больных и выбор терапии на основании профилей экспрессии генов в крови при ревматоидном артрите

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease of unknown etiology, in which different parts of the immune system and other tissues are involved and joint destruction also occurs. Current therapy methods are aimed at suppressing inflammation and reducing pain; however, they do not affect the pathophysiological and biochemical mechanisms involved in joint destruction. Moreover, RA patients are an exclusively heterogeneous group, so not all of them respond equally well to treatment. In this regard, there is a need for personalized therapy. However, the patient's assessment, including clinical, immunological, and radiological parameters, does not currently allow the response to anti-rheumatic treatment to be predicted in about half of the cases. Just the same, recent studies suggest that patient stratification according to the blood level of proinflammatory genes can help predict a response to antirheumatic therapy.Ревматоидный артрит (РА) – хроническое воспалительное заболевание неизвестной этиологии, при котором повреждаются разные участки иммунной системы и другие ткани, а также происходит деструкция суставов. Современные способы терапии направлены на подавление воспаления и снижение уровня боли, однако они не влияют на патофизиологические и биохимические механизмы, участвующие в разрушении сустава. Более того, больные РА представляют собой исключительно гетерогенную группу, поэтому не все они одинаково отвечают на лечение. В связи с этим необходима персонифицированная терапия. Однако в настоящее время оценка больного, включающая клинические, иммунологические и радиологические показатели, не позволяет предсказать ответ на антиревматическое лечение приблизительно в половине случаев. Тем не менее исследования последних лет свидетельствуют о том, что стратификация больных в соответствии с уровнем провоспалительных генов в крови способна помочь прогнозировать ответ на антиревматическую терапию

Молекулярные аспекты управления ревматической болью

Rheumatic diseases (RDs), including osteoarthritis and rheumatoid arthritis, are non-infectious slowly progressive incurable inflammatory diseases that lead to prolonged disability due to damage to the musculoskeletal system. Pain is a dominant symptom at any stage of these diseases, is directly related to joint functioning, and determines the quality of life in patients. Moreover, despite the significant successes of studying the role of inflammation and regulation of autoimmune processes, the pathogenetic mechanisms for the development and maintenance of pain in RDs are little investigated. The nociceptive mechanisms due to inflammation and/or joint structural impairment are involved in the development of rheumatic pain. In addition, the latter is also associated with impaired signaling in the nervous system and with psychological problems in patients.At the present stage, pain treatment includes non-pharmacological interventions, as well as the use of certain pharmacological agents, in particular opioids and narcotic drugs. However, despite significant successes in the design of drugs that relieve pain, at present, a significant proportion of patients with RDs still experience pain after therapy. When designing novel drugs for the treatment of pain, it is necessary to take into account the molecular mechanisms of its development in RDs. This review considers the features of the manifestations of pain, its molecular markers and mechanisms at different stages of the disease in patients with the two most common RDs, such as rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Ревматические заболевания (РЗ), в том числе остеоартрит и ревматоидный артрит, – это неинфекционные медленно прогрессирующие неизлечимые воспалительные заболевания, приводящие к длительной инвалидности вследствие поражения опорно-двигательного аппарата. Боль является доминирующим симптомом на любой стадии этих заболеваний, непосредственно связана с функционированием суставов и определяет качество жизни больных. При этом, несмотря на значительные успехи в исследовании роли воспаления и регуляции аутоиммунных процессов, патогенетические механизмы развития и сохранения боли при РЗ малоизученны. В развитии ревматической боли участвуют ноцицептивные механизмы, обусловленные воспалением и/или нарушением структуры сустава. Кроме того, ревматическая боль также связана с нарушениями при передаче сигналов нервной системой и психологическими проблемами больных.На современном этапе лечение боли включает нефармакологические методы, а также использование некоторых фармакологических средств, в частности опиоидов и наркотических средств. Однако, несмотря на значительные успехи в создании препаратов, купирующих боль, в настоящее время у значительной части больных РЗ боль сохраняется и после терапии. При создании новых препаратов для лечения боли необходимо учитывать молекулярные механизмы формирования боли при РЗ. В данном обзоре рассмотрены особенности ее проявлений, молекулярные маркеры и механизмы боли на разных стадиях заболевания у больных двумя наиболее распространенными РЗ – ревматоидным артритом и остеоартритом.

Прогнозирование эффективности терапии тофацитинибом по экспрессии генов провоспалительных цитокинов и протеаз в культивированных клетках крови больных ревматоидным артритом

The effectiveness of personalized therapy for rheumatoid arthritis (RA) is associated with the correct choice of the drug and the ability to predict its effect before starting the treatment.Objective: to study in patients with RA the relationship between results of therapy and initial expression of genes responsible for bone and articular cartilage resorption (matrix metalloproteinase 9 – MMP9, – cathepsin K) and inflammation (tumor necrosis factor α – TNFα – and interleukin 1β – IL1β) in mononuclear cells of peripheral blood (PBMC), cultured with tofacitinib (TOFA).Patients and methods. We examined 12 patients with RA who had not previously received TOFA. The average age of the patients was 51 years, the average duration of the disease was 37.6 months. After 3 months of TOFA therapy, 6 patients achieved remission, while the rest had high and moderate disease activity. PBMC were isolated before therapy using a Ficoll density gradient and cultured in the presence of 100 nM TOFA for 48 h. Total RNA obtained from these cells was used to analyze the expression of MMP9, cathepsin K, IL1β, and TNFα genes using a real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction.Results and discussion. TOFA is able to modify gene expression in cultured PBMC from RA patients compared to control cells. The initial expression of all the studied genes was significantly increased in cultured with TOFA cells of patients with persistent high and moderate disease activity during therapy, while TNFα gene expression was significantly reduced in patients who achieved remission.Conclusion. In patients with RA who have not previously received TOFA, a decrease in TNFα gene expression in blood cells cultured with this drug before the start of therapy may be a prognostic biomarker for achieving remission during TOFA therapy. Эффективность персонализированной терапии ревматоидного артрита (РА) связана с правильным выбором лекарственного препарата и возможностью прогнозирования его эффекта до начала лечения.Цель исследования – изучение у пациентов с РА связи исходной экспрессии генов, ответственных за резорбцию кости и суставного хряща (матриксная металлопротеиназа 9 – ММП9, – катепсин К) и воспаление (фактор некроза опухоли α – ФНОα – и интерлейкин 1β – ИЛ1β), в мононуклеарных клетках периферической крови (МКПК), культивированных с тофацитинибом (TОФА), с результатами терапии.Пациенты и методы. Обследовано 12 пациентов с РА, ранее не получавших TОФА. Средний возраст больных составил 51 год, средняя продолжительность заболевания – 37,6 мес. У 6 пациентов после 3 мес терапии ТОФА наступила ремиссия, у остальных сохранялась высокая и умеренная активность заболевания. МКПК выделяли перед терапией с использованием градиента плотности фиколла и культивировали в присутствии 100 нМ TОФА в течение 48 ч. Общую РНК, полученную из этих клеток, использовали для анализа экспрессии генов MMП9, катепсина К, ИЛ1β и ФНОα с помощью количественной полимеразной цепной реакции обратной транскрипции в реальном времени.Результаты и обсуждение. TОФА способен модифицировать экспрессию генов в культивированных МКПК больных РА по сравнению с контрольными клетками. Исходная экспрессия всех исследованных генов была значительно повышена в культивированных с TОФА клетках у пациентов с сохранявшейся высокой и умеренной активностью заболевания на фоне терапии, в то время как экспрессия гена ФНОα была значительно снижена у больных, достигших ремиссии.Заключение. У пациентов с РА, ранее не получавших TОФА, снижение экспрессии гена ФНОα в клетках крови, культивированных с данным препаратом до начала терапии, может являться прогностическим биомаркером достижения ремиссии на фоне терапии ТОФА.

Прогнозирование эффективности терапии метотрексатом по базальной экспрессии гена АМР-активируемой протеинкиназы в крови больных ревматоидным артритом

Objective: to search for an association between basal expression of the AMP-activated protein kinase (adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK) gene in the blood of patients with rheumatoid arthritis (RA) and disease activity, as well as joint destruction before and after 24 months of methotrexate (MT) therapy.Patients and methods. The study included 40 patients with RA who met the 1987 ACR classification criteria, with a disease duration of not more than 2 years, with a mean age of 47.5±15.5 years. All patients received 15 mg/week of MT. The number of swollen joints (SJC) out of 44, the number of tender joints (TSC) out of 53, the duration of morning stiffness (in minutes) and RA activity were assessed using the DAS28 index. The concentration of CRP and IgM rheumatoid factor (RF), antibodies to cyclic citrullinated peptide (ACCP) were assessed. To evaluate the radiological progression of RA, the Sharp method modified by van der Heijde was used. Gene expression in peripheral blood cells was determined by reverse transcriptase reaction and real-time polymerase chain reaction.Results and discussion. During MT therapy, there was a decrease in disease activity by DAS28 index, CRP level, duration of morning stiffness, SJC and TJC. After 2 years, there were no statistically significant changes in the number of erosions, while the number of joints with narrowing of the joint space increased by the end of the study (p=0.004). Treatment with MT resulted in a decrease in AMPK expression. At the same time, patients who achieved remission had the highest level of AMPK before therapy, as did seronegative patients compared to seropositive ones. Based on the ROC analysis, the threshold value of AMPK gene expression was determined, which makes it possible to predict a high probability of a positive effect of MT therapy.Conclusion. AMPK gene expression is associated with disease activity. Its high initial blood level in RA patients is associated with greater efficiency of MT and, possibly, plays a protective role. With an AMPK gene expression index greater than 3.83, the probability of a positive response to MT is high.Цель исследования – поиск ассоциации между базальной экспрессией гена АМР-активируемой протеинкиназы (adenosine monophosphate-activated protein kinase, АМРК) в крови больных ревматоидным артритом (РА) и активностью заболевания, а также деструкцией суставов до и после 24 мес терапии метотрексатом (МТ).Пациенты и методы. В исследование включено 40 пациентов с РА, удовлетворявших классификационным критериям АCR 1987 г., с длительностью заболевания не более 2 лет, средний возраст которых составил 47,5±15,5 года. Все пациенты получали МТ в дозе 15 мг/нед. Оценивали число припухших суставов (ЧПС) из 44, число болезненных суставов (ЧБС) из 53, продолжительность утренней скованности (в минутах) и активность РА с помощью индекса DAS28. Исследовали концентрацию СРБ и IgM ревматоидного фактора (РФ), антител к циклическому цитруллинированному пептиду (АЦЦП). Для оценки рентгенологического прогрессирования РА использовали метод Sharp в модификации van der Heijde. Экспрессию генов в клетках периферической крови определяли посредством обратно-транскриптазной реакции и полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.Результаты и обсуждение. На фоне терапии МТ отмечено снижение активности заболевания по индексу DAS28, уровня СРБ, длительности утренней скованности, ЧБС и ЧПС. Через 2 года статистически значимых изменений числа эрозий не выявлено, тогда как число суставов с сужением суставной щели к концу исследования увеличилось (р=0,004). Лечение МТ приводило к уменьшению экспрессии АМРК. При этом больные, достигшие ремиссии, имели наибольший уровень АМРК до терапии, как и серонегативные пациенты, по сравнению с серопозитивными. На основании ROC-анализа определено пороговое значение экспрессии гена АМРК, позволяющее прогнозировать высокую вероятность положительного эффекта терапии МТ.Заключение. Экспрессия гена АМРК связана с активностью заболевания. Его высокий начальный уровень в крови больных РА ассоциируется с большей эффективностью МТ и, возможно, играет протективную роль. При показателе экспрессии гена АМРК, превышающем 3,83, высока вероятность положительного ответа на МТ

Экспрессия интерферон-стимулированных генов у пациентов с ревматоидным артритом на фоне анти-В-клеточной терапии (предварительные результаты)

Objective: to evaluate the expression of interferon-stimulated genes (ISG) – interferon (IFN) signature – in patients with rheumatoid arthritis (RA) and its dynamics during anti-B-cell therapy.Patients and methods.We examined 20 patients with RA who received two infusions of the biosimilar rituximab (RTM) Acellbia® in a total dose of 1200 mg. Five genes were selected to evaluate IFN signature: IFI44L, MX1, IFIT1, RSAD2, EPSTI1. The expression of IFI44L and IFIT1 could not be determined for technical reasons, and further analysis included three genes – MX1, EPSTI1, RSAD2. IFN signature was calculated as the average value of the expression of three selected genes (IFN-score).Results and discussion. The initial expression level of MX1 was 11.48 (5.45–19.38), EPSTI1 – 12.83 (5.62–19.64), RSAD2 – 5.16 (2.73–10.4) and IFN-score –10.3 (5.18–17.12), in patients with RA it was statistically significantly higher than in healthy donors: 1.26 (0.73–1.6); 1.06 (0.81–1.48); 0.93 (0.72–1.19) and 1.09 (0.92–1.42), respectively (p&lt;0.05). The IFN-score was high in 15 (75%) patients, low in 5 (15%). The use of RTM was accompanied by a statistically significant decrease in disease activity and the level of acute phase parameters (ESR, CRP) after 12 and 24 weeks of therapy (p&lt;0.05). In the group as a whole, as well as in patients with a moderate effect of therapy or its absence, by the 24th week of treatment, an increase in the expression of RSAD2 (p&lt;0.05) and a tendency to an increase in the IFN-score level (p=0.06) were observed.Conclusion. In patients with RA, an increased expression of ISH was found compared to healthy donors. An increase in the expression of RSAD2 and IFN-score is observed both in patients with a satisfactory effect of RTM and with no effect. The obtained results can be important for predicting the course of the disease and personalizing therapy.Цель исследования – оценить экспрессию интерферон-стимулированных генов (ИСГ) – интерфероновый (ИФН) «автограф» – у пациентов с ревматоидным артритом (РА) и ее динамику на фоне анти-В-клеточной терапии.Пациенты и методы. Обследовано 20 больных РА, получивших две инфузии биоаналога ритуксимаба (РТМ) Ацеллбия® в суммарной дозе 1200 мг. Для оценки ИФН-«автографа» были отобраны пять генов: IFI44L, MX1, IFIT1, RSAD2, EPSTI1. Экспрессию IFI44L и IFIT1 определить не удалось по техническим причинам и в дальнейшем анализе учитывали три гена – MX1, EPSTI1, RSAD2. ИФН-«автограф» был рассчитан как среднее значение экспрессии трех выбранных генов (ИФН-score).Результаты и обсуждение. Исходный уровень экспрессии MX1 – 11,48 (5,45–19,38), EPSTI1 – 12,83 (5,62–19,64), RSAD2 – 5,16 (2,73–10,4) и ИФН- score – 10,3 (5,18–17,12) у пациентов с РА были статистически значимо выше, чем у здоровых доноров: 1,26 (0,73–1,6); 1,06 (0,81–1,48); 0,93 (0,72–1,19) и 1,09 (0,92–1,42) соответственно (р&lt;0,05). Показатель ИФН-score был высоким у 15 (75%) больных, низким – у 5 (15%). Применение РТМ сопровождалось статистически значимым снижением активности заболевания и уровня острофазовых показателей (СОЭ, СРБ) через 12 и 24 нед терапии (p&lt;0,05). В группе в целом, а также у пациентов с умеренным эффектом терапии или его отсутствием к 24-й неделе лечения отмечались повышение экспрессии RSAD2 (p&lt;0,05) и тенденция к повышению уровня ИФН-score (р=0,06).Заключение. У пациентов с РА выявлена повышенная экспрессия ИСГ по сравнению со здоровыми донорами. При удовлетворительном эффекте РТМ или его отсутствии наблюдается повышение экспрессии RSAD2 и ИФН-score. Полученные результаты могут иметь значение для прогнозирования течения заболевания и персонификации терапии

Ассоциация между низким исходным уровнем экспрессии генов энергетического метаболизма в крови и развитием клинической ремиссии в ответ на терапию тофацитинибом у больных ревматоидным артритом

Background. Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease of unknown etiology, characterized by erosive arthritis (synovitis) and systemic inflammation. Janus kinase (JAK) inhibitors (JAKi) are small molecules that block major signal pathways of many cytokines a growth factors, associated with RA. Identification of patients sensitive to JAKi before treatment could significantly improve therapy outcomes. Currently it is not possible to predict JAKi efficacy in every patient, while some patients are non-responsive to the drug, other develop adverse effects. JAKi effect in RA patients has been recently associated with alterations in mitochondrial function and ATP production. Therefore, we hypothesized that baseline metabolic status of RA patients prior to drug administration can predict the therapeutic outcome.Objective: to investigate the predictive value of baseline expression of genes involved in energy generation in the blood of RA patients, for treatment response to JAKi.Patients and methods. We examined peripheral blood of 28 RA patients aged 52.2±15.6 years, average disease duration 3.5 years (range 0.6–19), treated with Tofacitinib (TOFA, 5–10 mg twice a day) during three months and 26 healthy age-matched control subjects. Clinical response was assessed by disease activity score (DAS28-ESR), immunological status by measurements of serum levels of anti-citrullinated protein antibodies (ACPA), rheumatoid factor (RF), and C-reactive protein (CRP). Gene expression was assessed in peripheral blood cells by realtime reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). At baseline all patients had Steinbrocker radiographic stage II–III. Most patients (85.7%) were ACPA and RF positive. Thirteen patients had medium, others – high RA activity.Results and discussion. JAKi treatment significantly decreased the inflammatory disease activity according to DAS28. At the end of the study 17 patients demonstrated moderate disease activity (3.2&lt;DAS28&lt;5.1), 4 patients retained high disease activity while 7, attained remission (DAS28 &lt;2.6). Disease remission, achieved on TOFA treatment, was accompanied by significant decrease in CRP and the number of swollen and tender joints. ESR values were not changed significantly. Gene expression analysis revealed that RA patients, which attained clinical remission after TOFA treatment, demonstrated significantly lower baseline expression of genes associated with glycolysis (pyruvate kinase, PKM2) and oxidative phosphorylation (succinate dehydrogenase, SDHB) compared to other examined RA patients, but higher expression of the abovementioned genes compared to control subjects. Moreover, RA patients who attained clinical remission demonstrated a trend to increase of these gene expressions within follow-up period, while in the rest of patients these gene expression was tending to downregulate.Conclusion. Clinical remission in RA patients treated with JAKi is associated with significantly lower baseline expression of genes associated with energy generation pathways (PKM2 and SDHB) compared to other examined subjects.Ревматоидный артрит (РА) – аутоиммунное заболевание неизвестной этиологии, которое характеризуется эрозивным артритом (синовитом) и системным воспалением. Ингибиторы Янус-киназ (иJAK) являются низкомолекулярными соединениями, блокирующими основные сигнальные пути многих цитокинов и факторов роста, ассоциированных с РА. Выявление до начала лечения пациентов, чувствительных к иJAK, может значительно улучшить результаты терапии. В настоящее время невозможно предсказать эффективность иJAK в каждом случае, поскольку у одних больных может наблюдаться недостаточная восприимчивость к препарату, а у других – развиться нежелательные реакции. Недавно было показано, что действие иJAK у больных РА связано с изменениями митохондриальной функции и продукции АТФ. На этом основании было высказано предположение, что оценка метаболического статуса пациента с РА до начала лечения позволяет прогнозировать результаты терапии.Цель исследования – изучить возможность прогнозирования ответа больных РА на терапию иJAK по базальной экспрессии генов энергетического метаболизма в крови.Пациенты и методы. Была исследована кровь 28 больных РА в возрасте 52,2±15,6 года со средней длительностью заболевания 3,5 (0,6–19) года, получавших тофацитиниб (ТОФА, 5–10 мг 2 раза в день) в течение 3 мес, и 26 здоровых лиц (контроль). Клинический ответ оценивали по динамике активности заболевания (DAS28-СОЭ), иммунологический статус – по сывороточным уровням антител к циклическому цитруллинированному пептиду (AЦЦП), ревматоидного фактора (РФ), CРБ. Экспрессию генов определяли в клетках периферической крови посредством обратно-транскриптазной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Исходно все больные имели II–III рентгенологическую стадию РА по Штейнброкеру. Большинство (85,7%) пациен- тов были позитивными по АЦЦП и РФ. При этом 13 больных имели умеренную, остальные – высокую активность РА.Результаты и обсуждение. Согласно оценке по DAS28, терапия иJAK значительно снижала исходные показатели воспалительной активности РА. После окончания исследования у 17 пациентов наблюдалась умеренная активность заболевания (3,2&lt;DAS28&lt;5,1), у 4 сохранялась высокая активность, а 7 достигли ремиссии (DAS28 &lt;2,6). У пациентов, достигших ремиссии на фоне терапии ТОФА, отмечалось значительное уменьшение сывороточного уровня СРБ и числа припухших и болезненных суставов. Уровень СОЭ существенно не изменился. Анализ экспрессии генов показал, что эти пациенты имели статистически значимо более низкие исходные уровни генов, связанных с гликолизом (пируваткиназа, PKM2) и окислительным фосфорилированием (сукцинатдегидрогеназа, SDHB), по сравнению с другими больными РА, но более высокие уровни указанных генов по сравнению со здоровыми лицами. Также у больных, достигших ремиссии, экспрессия этих генов имела тенденцию к увеличению в процессе терапии, тогда как у остальных пациентов – к снижению.Заключение. Достижение клинической ремиссии у больных РА на фоне терапии иJAK обусловлено более низкой базовой экспрессией генов, связанных с генерацией энергии (PKM2 и SDHB), по сравнению с остальными пациентами

Метаболические аспекты прогнозирования достижения ремиссии по базальной экспрессии генов в крови у больных ревматоидным артритом при терапии метотрексатом

Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease of unknown etiology, which is characterized by chronic erosive arthritis (synovitis) and systemic inflammation of the viscera. Methotrexate (MTX) is the drug of choice for RA treatment. However, it is currently impossible to predict the efficacy of MTX in a particular patient; the drug fails to produce the desired effect or causes adverse reactions in a considerable number of patients. The identification of patients who are responsive to MTX could significantly improve the results of therapy.Objective: to investigate the specific features of baseline (pretreatment) expression of genes responsible for major metabolic and energy production pathways in RA patients with different disease activity and to identify the genes, the baseline expression of which could serve as a predictor for remission attainment.Patients and methods. Blood from 40 RA patients (mean age 47.5 years; mean disease duration 7.9 weeks) who had not previously received MTX and 26 healthy donors (mean age 45.1 years). All the patients had used MTX (15 mg/week) for 2 years. Clinical response was evaluated by DAS28 and the serum levels of anti-cyclic citrullinated peptide antibodies, C-reactive protein, and rheumatoid factor. Remission was diagnosed according to ACR/EULAR and DAS28 (DAS28 &lt;2.6). Joint structural changes were radiographically evaluated. Gene expression was determined in peripheral blood cells by real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction. A control group consisted of 26 randomly recruited gender- and sex-matched patients without autoimmune diseases and a family history.Results and discussion. MTX treatment significantly decreased disease activity according to DAS28. At the end of the investigation, the majority of patients had moderate disease activity (3.2≤ DAS28 ≤5.1), 4 had high disease activity, while 12 attained remission (DAS28 &lt;2.6). Gene expression analysis showed that RA patients who had achieved clinical remission after MTX therapy displayed higher baseline expression of the genes associated with glycolysis (Glut1, PKM), inflammation (TNF-α), autophagy (ULK1), apoptosis (caspase 3, p21), and hypoxia (HIF1α), compared with patients who had not attained remission and with healthy individuals. In addition, in patients who had achieved remission, the baseline expression of the CD1 gene was significantly higher than in healthy individuals, while in the remaining patients the expression of this gene was significantly lower than in the controls. While the disease activity remained high, the baseline expression of the p21, caspase 3, TGFβ1, and RUNX2 genes was significantly lower than in healthy individuals and other patients with RA.Conclusion. Remission achievement in RA patients who had not previously received MTX was associated with higher baseline (pretreatment) gene expression associated with glycolytic activity, inflammation, autophagy, apoptosis, and hypoxia compared with patients who failed to attain remission. Elevated baseline expression of the CD1 gene compared with that in healthy individuals may serve as a predictor of sensitivity to MT therapy. Ревматоидный артрит (РА) – аутоиммунное заболевание неизвестной этиологии, характеризующееся хроническим эрозивным артритом (синовит) и системным воспалительным поражением внутренних органов. Метотрексат (МТ) является препаратом выбора для лечения РА. Однако в настоящее время невозможно предсказать эффективность МТ у конкретного больного; у значительного числа пациентов он не дает желаемого эффекта или вызывает побочные реакции. Выявление больных, чувствительных к МТ, позволило бы значительно улучшить результаты терапии.Цель исследования – изучение особенностей базальной (до терапии) экспрессии генов, ответственных за основные пути метаболизма и генерации энергии, у больных РА с различной активностью заболевания, ранее не получавших МТ, а также идентификация генов, базальная экспрессия которых может служить предиктором достижения ремиссии.Пациенты и методы. Исследована кровь 40 больных РА, ранее не получавших МТ (средний возраст 47,5 года, средняя длительность заболевания 7,9 нед) и 26 здоровых доноров (средний возраст 45,1 года). Всем больным был назначен МТ (15 мг/нед), который они получали в течение 2 лет. Клинический ответ оценивали по индексу DAS28, сывороточным уровням антител к циклическому цитруллинированному пептиду, СРБ и ревматоидного фактора. Ремиссию диагностировали в соответствии с критериями ACR/EULAR и по DAS28 (DAS28&lt;2,6). Структурные изменения суставов оценивали рентгенологически. Экспрессию генов определяли в клетках периферической крови посредством обратно-транскриптазной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Контрольную группу составили 26 произвольно набранных доноров крови без аутоиммунных заболеваний и отягощенной наследственности, сопоставимых по полу и возрасту с группой больных.Результаты и обсуждение. На фоне терапии МТ наблюдалось значительное уменьшение активности заболевания по индексу DAS28. В конце исследования большинство больных имели умеренную (3,2≤ DAS28 ≤5,1), 4 – высокую активность заболевания, а у 12 достигнута ремиссия (DAS28 &lt;2,6). Анализ экспрессии генов показал, что больные РА, достигшие клинической ремиссии после терапии МТ, имели более высокую базальную экспрессию генов, ассоциированных с гликолизом (Glut1, PKM), воспалением (TNFα), аутофагией (ULK1), апоптозом (каспаза 3, р21) и гипоксией (HIF1α), по сравнению с больными, не достигшими ремиссии, и здоровыми лицами. Кроме того, у пациентов, достигших ремиссии, базальная экспрессия гена CD1 оказалась значительно выше, чем у здоровых лиц, тогда как у остальных пациентов экспрессия этого гена была существенно ниже, чем в контроле. При сохранении высокой активности заболевания базальная экспрессия генов p21, каспазы 3, TGFβ1 и RUNX2 была значительно ниже, чем у здоровых лиц и остальных больных РА.Выводы. Достижение ремиссии у больных РА, ранее не получавших МТ, ассоциируется с более высокой базальной (до терапии) экспрессией генов, связанных с активностью гликолиза, воспалением, аутофагией, апоптозом, гипоксией, по сравнению с больными, не способными достичь ремиссии. Повышенная базальная экспрессия гена СD1 по сравнению с таковой у здоровых лиц может служить предиктором чувствительности к терапии МТ.

Mолекулярные основы новых подходов к терапии остеоартрита (часть I)

Osteoarthritis (OA) is the most common disease of the elderly, which is accompanied by pain and damages all tissues of the joint. OA is associated with progressive loss of articular cartilage, sclerotic changes in the subchondral bone and the formation of osteophytes. Cartilage destruction is caused by resorption of the extracellular matrix, which consists mainly of type II collagen and aggrecan proteoglycan. Excessive cleavage of type II collagen in OA is associated with increased synthesis and activity of metalloproteinases and the expression of pro-inflammatory cytokines of interleukin 1β and tumor necrosis factor α. Currently, OA therapy is symptomatic, often ineffective, and in some cases is accompanied by adverse side effects. Therefore, the search for new therapeutic approaches to the treatment of the disease, using modern technological capabilities and knowledge of the metabolic disorders that cause the disease. The review presents new promising methods in the treatment of OA using stem cells and subcellular structures, based on modern knowledge of molecular and cellular mechanisms that are disrupted during development and disease progression.Остеоартрит (ОА) – наиболее распространенное заболевание лиц пожилого возраста, которое сопровождается болевым синдромом и повреждает все ткани сустава. ОА характеризуется прогрессирующей потерей суставного хряща, склеротическими изменениями субхондральной кости и образованием остеофитов. Деструкция хряща обусловлена резорбцией внеклеточного матрикса, который состоит преимущественно из коллагена II типа и протеогликана аггрекана. Избыточное расщепление коллагена II типа при ОА связано с повышением синтеза и активности металлопротеиназ и экспрессией провоспалительных цитокинов – интерлейкина 1β и фактора некроза опухолей α.В настоящее время терапия ОА носит симптоматический характер, часто неэффективна и в ряде случаев сопровождаются неблагоприятными реакциями. Необходим поиск новых терапевтических подходов при ОА с использованием современных технологий, в том числе знаний о метаболических нарушениях, которые вызывают заболевание. В статье описываются перспективные методы лечения ОА: применение стволовых клеток, субклеточных структур и молекул-миметиков, основанные на современных представлениях о молекулярных и клеточных механизмах, которые нарушаются в ходе развития и прогрессирования заболевания