No abstract

РезюмеВведение. Бронхиальная астма (БА) -это хроническое воспалительное заболевание дыхательных путей. Длительное время считалось, что БА развивается исключительно по Th2-зависимому механизму, однако к настоящему времени выделяют несколько фенотипов заболевания, один из них -нейтрофильная БА. У таких пациентов болезнь характеризуется резистентностью к стандартной терапии глюкокортикостероидами, определяя необходимость создания новых способов терапии. Нейтрофильное воспаление легких при БА протекает по ИЛ-6/STAT3-зависимому механизму, что делает компоненты этого сигнального пути перспективными терапевтическими мишенями. Один из способов, посредством которого можно регулировать экспрессию генов, -это интерференция РНК.Цель данного исследования -оценить эффекты локального подавления экспрессии гена Stat3 на модели нейтрофильной БА у мышей.Материал и методы. На фоне развития признаков нейтрофильной БА мышам ингаляционным способом вводили комплекс молекул малых интерферирующих РНК (миРНК) и пептида-носителя. После курса ингаляций у животных оценивали степень выраженности основных проявлений БА: уровень аллерген-специфических антител, изменение гиперреактивности бронхов, клеточный состав бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ), гистопатологические изменения в легких.Результаты. Осуществлен дизайн 5 вариантов молекул миРНК против гена Stat3 и в экспериментах in vitro показано, что вариант siSTAT3-1426 в 5 раз снижал экспрессию целевого гена. Создан комплекс молекул миРНК и пептида-носителя LTP, который подавлял экспрессию генов Stat3 и Il17a в Th17-лимфоцитах. В исследованиях in vivo на модели нейтрофильной БА у мышей показано, что 3-кратное ингаляционное введение этого комплекса приводило к подавлению экспрессии гена Stat3 в клетках БАЛ в 2 раза и, как следствие, к ослаблению Th17-иммунного ответа, а в итоге -к 3-кратному снижению инфильтрации легких нейтрофилами и восстановлению толщины стенок бронхов.Заключение. Создан комплекс молекул миРНК, направленных против гена Stat3, и пептида-носителя, ингаляции которым приводят к уменьшению Th17-зависимого нейтрофильного воспаления легких в модели нейтрофильной БА у мышей. Применение созданного комплекса может быть многообещающим подходом к терапии нейтрофильной кортикостероид-резистентной БА.

The goal of the study was to estimate transfection efficacy and drug release in function of the PEG derivative in cationic liposomes and lipoplexes in both 2D and 3D in vitro models as well as in a mouse model (in vivo). For this purpose, cationic PEGylated nanocarriers based on OrnOrnGlu(C 16 H 33 ) 2 lipopeptides were fabricated and characterized. The nanocarriers were loaded with DNA plasmid pGL3 or with siRNA targeting 5 0 -UTR region of Hepatitis C virus, and their transfection efficacies were studied by luciferase test or by PCR technique, respectively. The pGL3-lipoplexes containing PEG derivative b (6 mol % PEG) were selected as the most promising nanocarriers for further in vivo study. In vitro cytotoxicity assay of the pGL3-lipoplexes with the PEG derivative b showed 2-and 1.5-fold enhancements of IC 50 levels for HEK293T and HepG2 cells, respectively. Accumulation of the liposomes in the cells was studied by confocal microscopy using both 2D (monolayer culture) and 3D (multicellular spheroids) in vitro models. The PEGylated liposomes were found to penetrate cells more slowly than unmodified ones (without PEG). Thus, maximum liposomes in the HEK293T cells was observed after 1 and 3 h in the case of 2D and 3D in vitro models, respectively. Biodistribution study in mice showed that the PEGylated lipoplexes containing the PEG derivative b were eliminated from the bloodstream more slowly, namely with the doubled half-life time, than unmodified ones. Thus, the enhanced transfection efficacy and prolonged drug release of the PEGylated lipoplexes containing the optimal PEG derivative was demonstrated. This approach could be promising for development of novel siRNA-based drugs.

Bronchial asthma is a chronic inflammatory disease of the respiratory tract characterized by reversible bronchial obstruction and bronchial hyperreactivity. The neutrophilic endotype of bronchial asthma is associated with an aggressive course of the disease, severe tissue destruction and a low response to standard corticosteroid therapy. All of the above indicates the need to create new drugs for the treatment of neutrophilic asthma, which requires adequate animal models of this disease. We have proposed a protocol for the induction of experimental neutrophilic bronchial asthma in mice, which includes intraperitoneal immunization with a mixture of a model allergen of ovalbumin and Freund's adjuvant followed by aerosol challenge with the same allergen mixed with the lipopolysaccharide. This approach made it possible to reproduce the main manifestations of neutrophilic bronchial asthma: the production of IgE allergen-specific antibodies, the development of bronchial hyperreactivity, respiratory tract remodeling and the lung tissue infiltration with neutrophils. bronchial asthma, murine model, neutrophils The work was supported by the Grant of the President of the Russian Federation (no. MD-1578.2019.4).

It was developed an experimental mouse model of bronchial asthma (BA) with the predominant infiltration of neutrophils into the lungs. The model developed can be used to test the efficacy of a novel personalized drugs for the therapy of neutrophilic asthma.