Mechanismen Rhinovirus-induzierter Asthma-Exazerbationen

Wir, die Forscher, gehen davon aus, dass es bei Rhinovirus-induzierten akuten Asthma-Exazerbationen unterschiedliche Genprofile gibt. Wir gehen weiterhin davon aus, dass diese Veränderungen in der Genexpression sowohl bekannte Mediatoren des Asthma-Phänotyps als auch andere Moleküle betreffen, die bisher nicht mit Asthma assoziiert waren.

Das Hauptziel dieser Studie ist die Verwendung einer Gen-Array-Analyse zur Bestimmung unterschiedlich exprimierter Gene in Bronchialepithelzellen und Alveolarmakrophagen von normalen und asthmatischen Probanden vor und während einer Rhinovirus-Infektion in vivo. Ein sekundäres Ziel besteht darin, festzustellen, ob veränderte Ausdrücke mit der Schwere der Symptome, der Viruslast, der Lungenfunktion oder einer Atemwegsentzündung in vivo zusammenhängen.

Wir planen, 45 Probanden zu rekrutieren: 15 gesunde Freiwillige, 15 Asthmatiker, die keine inhalative Kortikosteroidtherapie erhalten haben, und 15 Asthmatiker, die inhalative Kortikosteroide erhalten und sich zwei Bronchoskopien unterziehen werden, eine vor der Infektion mit dem Rhinovirus und die zweite 4 Tage nach der Impfung. Es werden Bronchialbürsten, Biopsien und bronchoalveoläre Lavage (BAL) durchgeführt. Die RNA wird mit TRIzol-Reagenz (Invitrogen, Carlsbad, CA) extrahiert und durch Passage durch RNeasy-Säulen (Qiagen, Valencia, CA) gereinigt. Zur Analyse von Veränderungen der Genexpression werden Exon 1.0ST-Array-Chips (Affymetrix, Santa Clara, CA) verwendet. Mit 1,4 Millionen Sondensätzen und über 5,5 Millionen Merkmalen pro Array sind dies die leistungsstärksten verfügbaren Tools zur Genomexpression. Gene, bei denen eine signifikante Hochregulierung festgestellt wurde, werden durch quantitative RT-PCR bestätigt.

Mithilfe einer neuartigen Methode zum Sammeln unverdünnter Bronchialepithelauskleidungsflüssigkeit (Bronchosorption) wird eine große Anzahl von Proteinen mit einem MesoScale Discovery-Multiplex-Array-System (MesoScale Discovery, Gaithersburg, MD) gemessen, was eine weitere Bestätigung der Gen-Array-Ergebnisse sowie eine In-vivo-Bereitstellung ermöglicht Hinweise auf eine gestörte Proteinproduktion bei Asthmatikern. Genexpression und Proteinspiegel werden in vivo mit der Viruslast, den Symptomwerten, der Lungenfunktion und der Atemwegsentzündung korreliert.

Diese Studie stellt die erste umfassende Bewertung von Veränderungen der bronchialen epithelialen Genexpression während einer Rhinovirus-Infektion in vivo dar und hat daher das Potenzial, wichtige Einblicke in die Wirtsreaktion bei Asthma zu liefern und potenzielle neue Ziele für die weitere Bewertung zu identifizieren.