Papel de TLR4 en el asma ambiental

El objetivo general de este proyecto es identificar los genes que están involucrados en el desarrollo de la obstrucción del flujo de aire y la inflamación de las vías respiratorias en los asmáticos, y determinar si los polimorfismos en estos genes expresados ​​diferencialmente predisponen a las personas a desarrollar asma. El asma es un trastorno genético complejo causado por una serie de interacciones únicas gen-gen y gen-ambiente. La búsqueda de genes de susceptibilidad al asma se ha complicado por el amplio fenotipo clínico del asma, el patrón de herencia poligénica de esta enfermedad y el papel sustancial de las exposiciones ambientales en el desarrollo y la progresión del asma. Los agentes ambientales inhalados inducen varias respuestas biológicas en los asmáticos; incluida la inducción de inmunidad adquirida e innata que conduce a formas agudas y crónicas de inflamación y remodelación de las vías respiratorias. Las respuestas inmunitarias adquiridas a antígenos proteicos, como el alérgeno de los ácaros del polvo doméstico, a menudo inducen respuestas impulsadas por linfocitos T tipo 2 (Th2) que parecen ser importantes en el asma atópica. Estudios recientes de nuestro grupo y otros demuestran que la inmunidad innata, iniciada por la inhalación de patógenos bacterianos y virales, polvos orgánicos, endotoxinas o lipopolisacáridos (LPS), partículas de contaminación del aire y ozono, también puede causar formas agudas y crónicas de obstrucción del flujo de aire. inflamación de las vías respiratorias e incluso remodelación de las vías respiratorias. La evidencia emergente indica que tanto las respuestas inmunitarias adquiridas como las innatas en el pulmón pueden estar influenciadas por genes polimórficos. Por ejemplo, se cree que los polimorfismos funcionales en el gen del receptor de IL-4 estimulan preferentemente las respuestas inmunitarias Th2 adquiridas a los alérgenos inhalados, y recientemente hemos demostrado que las mutaciones cosegregantes comunes en TLR4 (un receptor transmembrana para LPS) están asociadas con disminución de las vías respiratorias. respuesta al LPS inhalado. Estas observaciones sugieren que los desafíos ambientales pueden usarse para reducir el fenotipo del asma e investigar la susceptibilidad genética en formas de asma biológicamente específicas.

En este proyecto, planteamos la hipótesis de que los polimorfismos de los genes expresados ​​por el epitelio de las vías respiratorias en los asmáticos después de desafíos específicos de las vías respiratorias predisponen a las personas a desarrollar asma. Para probar esta hipótesis, planeamos identificar los genes que se expresan diferencialmente en las células epiteliales de las vías respiratorias después del desafío con estímulos que inducen respuestas inmunitarias adquiridas (ácaros del polvo doméstico) o innatas (LPS), y luego determinar si los polimorfismos en estos genes están asociados con el desarrollo de asma en una cohorte familiar separada y bien caracterizada de asmáticos. Este es un enfoque poderoso que está diseñado para identificar nuevos genes que están asociados tanto con la patogénesis del asma (expresada diferencialmente en el estudio de exposición-respuesta) como con la susceptibilidad al asma (genéticamente asociada con el asma en un estudio de ligamiento/asociación).

Nuestra hipótesis es que los individuos con mutaciones cosegregantes de Asp299Gly y Thr399Ile en el gen TLR4 exhibirán una respuesta inmunitaria defectuosa al LPS, y que los componentes específicos de la inmunidad alterada en estos individuos están vinculados a respuestas características de las vías respiratorias al LPS.

Objetivo Específico 1: Aproximadamente 1000 individuos serán genotipados para establecer 3 grupos de estudio: 10 sujetos homocigotos para la mutación TLR4 299/399; 10 sujetos heterocigotos para la mutación TLR4 299/399; y 10 sujetos homocigotos para TLR 4 de tipo salvaje.

Objetivo específico 2: Diez individuos con TLR4 de tipo salvaje, 10 individuos heterocigotos para TLR4 mutante y 10 individuos homocigotos para TLR4 mutante serán fenotipados para la respuesta de las vías respiratorias al LPS inhalado.

Objetivo específico 3: Las respuestas inmunes in vitro a LPS se medirán en monocitos de sangre periférica y PMN de 10 individuos con TLR4 de tipo salvaje, 10 individuos heterocigotos para TLR4 mutante y 10 individuos homocigotos para TLR4 mutante.

Objetivo específico 4: La respuesta inmunitaria in vivo al LPS inhalado se evaluará en líquido y células de lavado broncoalveolar (BAL), y células de biopsia por cepillado endobronquial de las vías respiratorias en 10 individuos con TLR4 de tipo salvaje, 10 individuos heterocigotos para TLR4 mutante y 10 individuos homocigotos para TLR4 mutante.