Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology119410.46235/1028-7221-1194-HALSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationHBD1 and LL37 gene expression in children with atopic dermatitisЭкспрессия генов HBD1 и LL37 при атопическом дерматите у детей и подростковBystritskayaE. P.БыстрицкаяЕ. П.
Russian Federation

Postgraduate Student, Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Immunology

аспирант, младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии

lisabystritskaya@gmail.comMurashkinN. N.МурашкинН. Н.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Senior Research Associate, Head, Department of Dermatology, Head, Laboratory of Skin Pathology in Children; Professor

д.м.н., профессор, главный научный сотрудник, заведующий отделением дерматологии с группой лазерной хирургии, заведующий лабораторией патологии кожи у детей отдела научных исследований в педиатрии; профессор

lisabystritskaya@gmail.comMaterikinAlexander I.МатерикинА. И.
Russian Federation

PhD (Medicine), Dermatovenereologist, Department of Dermatology

к.м.н., врач-дерматовенеролог отделения дерматологии с группой лазерной хирургии

lisabystritskaya@gmail.comNaumovaE. A.НаумоваЕ. А.
Russian Federation

Research Associate, Department of Genetics, Faculty of Biology

научный сотрудник кафедры генетики, биологический факультет

lisabystritskaya@gmail.comYakovlevaI. V.ЯковлеваИ. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cells Hybridomas

к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточных гибридов

lisabystritskaya@gmail.comVartanovaN. O.ВартановаН. О.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Microbiology of Opportunistic Bacteria

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории условно-патогенных бактерий

lisabystritskaya@gmail.comSvitichOxana A.СвитичО. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Laboratory of Molecular Immunology, Director; Professor, Department of Microbiology, Virology and Immunology

д.м.н., член-корр. РАН, заведующая лабораторией молекулярной иммунологии, директор; профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

lisabystritskaya@gmail.comI. Mechnikov Research Institute for Vaccines and SeraФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»Medical Research Center for Children’s HealthФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения РФI. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University)ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения РФ (Сеченовский университет)M. Lomonosov Moscow State UniversityФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»071020222544054101507202228072022Copyright ©; 2022, Bystritskaya E.P., Murashkin N.N., Materikin A.I., Naumova E.A., Yakovleva I.V., Vartanova N.O., Svitich O.A.Copyright ©; 2022, Быстрицкая Е.П., Мурашкин Н.Н., Материкин А.И., Наумова Е.А., Яковлева И.В., Вартанова Н.О., Свитич О.А.2022Bystritskaya E.P., Murashkin N.N., Materikin A.I., Naumova E.A., Yakovleva I.V., Vartanova N.O., Svitich O.A.Быстрицкая Е.П., Мурашкин Н.Н., Материкин А.И., Наумова Е.А., Яковлева И.В., Вартанова Н.О., Свитич О.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/1194

Atopic dermatitis (AD) is a multifactorial genetically determined inflammatory skin disease characterized by itching, chronic course, age-related features of localization and lesion morphology. Atopic dermatitis is caused by complex interactions between genetic, immunological, and environmental factors. The barrier function of the skin is impaired in atopic dermatitis. Antimicrobial peptides, e.g., LL-37, b-defensins are involved in maintaining the skin barrier function (especially, intercellular contacts). An imbalance of antimicrobial peptides may cause different disorders, including allergic pathologies. The aim of this study is to investigate gene expression profile of the HBD1 and LL37 encoding antimicrobial peptides in the samples of skin and blood mononuclear cells obtained from the children with moderate and severe atopic dermatitis before and after treatment. By means of real-time polymerase chain reaction, the levels of HBD1 and LL37 gene expression were evaluated in the samples. Statistical analysis showed significantly increased (p ≤ 0.017) expression levels of both HBD1 (H-test = 24.76; 2, n = 72; p = 0.00001), and LL37 genes (H-test = 15.69; 2, n = 72; p = 0.00039) in blood cells of AD patients compared to the control group, as well as decreased (p ≤ 0.05) levels of HBD1 expression in the affected skin compared to the control group. Our data on the cathelicidin gene in the skin do not differ from the literature data, since its expression is reduced in AD. In our series, an increase of the gene expression was revealed in PBMCs. The HBD1 peptide is expressed in both monocytes and macrophages, representing a link between innate and adaptive immunity. In our study, the expression of the HBD1 gene was increased only in blood, thus suggesting activation of innate immunity components at the systemic level in response to inflammation. Of importance, understanding the role of immunological markers in AD will help to develop novel prognostic approaches in management of the patients with atopic disorders. Therefore, one should understand pathogenetic mechanisms of allergic diseases.

Атопический дерматит – мультифакторное генетически детерминированное воспалительное заболевание кожи, характеризующееся зудом, хроническим рецидивирующим течением, возрастными особенностями локализации и морфологии очагов поражения. Атопический дерматит принадлежит к группе заболеваний, которые, как полагают, возникают в результате сложных взаимодействий между генетическими, иммунологическими факторами и факторами окружающей среды. При атопическом дерматите нарушается барьерная функция кожи. Противомикробные пептиды типа LL-37, b-дефенсины участвуют в поддержании барьерной функции кожи (в частности межклеточных контактов). Дисбаланс противомикробных пептидов приводит к развитию различных заболеваний, в том числе и аллергических. Целью этого исследования является изучение экспрессионного профиля генов противомикробных пептидов HBD1 и LL37 в коже и мононуклеарных клетках крови при среднетяжелом и тяжелом течении атопического дерматита у детей в динамике. С помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени в образцах кожи и в мононуклеарных клетках крови был выявлен уровень экспрессии генов HBD1 и LL37. Анализ экспрессионного профиля таргетных генов показал достоверное (p ≤ 0,017) повышение уровней экспрессии HBD1 (H-критерий = 24,76; 2, n = 72; p = 0,00001) и LL37 (H-критерий = 15,69; 2, n = 72; p = 0,00039) в крови у пациентов с атопическим дерматитом по отношению к группе сравнения, а также снижение (p ≤ 0,05) уровня экспрессии HBD1 в пораженной коже по отношению к контрольной группе. Наши данные по гену кателицидина в коже не расходятся с примерами из литературы, поскольку его экспрессия в случае атопического дерматита снижена. В нашем случае также имеет место повышение экспрессии этого гена в МНК. Пептид HBD1 экспрессируется как в моноцитах, так и в макрофагах и является, таким образом, связующим звеном между врожденным и приобретенным иммунитетом. В нашем исследовании экспрессия гена HBD1 повышалась только в крови, что свидетельствует об активации структур врожденного иммунитета на системном уровне в ответ на воспаление. Выявление роли иммунологических маркеров в течении атопического дерматита позволит создать новые прогностические подходы при ведении пациентов с атопической патологией. Поэтому важно иметь полное представление о патогенетических механизмах аллергического заболевания.

atopic dermatitisantimicrobial peptidescathelicidinhuman β-defensin 1innate immunitygene expressionатопический дерматитпротивомикробные пептидыкателицидинчеловеческий β-дефенсин 1врожденный иммунитетэкспрессия геновМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Higher Education and Scientific Research075-15-2021-676Мурашкин Н.Н., Амбарчян Э.Т., Материкин А.И., Епишев Р.В. Роль нарушений эпидермального барьера при атопическом дерматите: современные концепции патогенеза заболевания // Вопросы современной педиатрии, 2018. Т. 17, № 1. С. 85-88. [Murashkin N.N., Ambarchian E.T., Materikin A.I., Epishev R.V. The role of epidermal barrier impairments in atopic dermatitis: modern concepts of disease pathogenesis. Voprosy sovremennoy pediatrii = Current Pediatrics, 2018, Vol. 17, no. 1, pp. 85-88. (In Russ.)]Свитич О.А., Ганковская Л.В., Рахманова И.В., Зайцева И.А., Ганковский В.А. Ассоциация полиморфных маркеров, локализованных в 5’-нетранслируемой области гена Defb 1, с гипертрофией аденоидных вегетаций // Вестник Российского государственного медицинского университета, 2012. T. 3. C. 59-62. [Svitich O.A., Gankovskaya L.V., Rakhmanova I.V., Zaytseva I.A., Gankovskiy V.A. The association of polymorphic markers in the 5`-untranslated region of the DEFB1 gene with adenoid hypertrophy vegetations. Vestnik Rossiyskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta = Bulletin of Russian State Medical University, 2012, Vol. 3, pp. 59-62. (In Russ.)]Alexandre-Ramos D.S., Silva-Carvalho A.É., Lacerda M.G., Serejo T.R.T., Franco O.L., Pereira R.W., Carvalho J.L., Neves F., Saldanha-Araujo F. LL-37 treatment on human peripheral blood mononuclear cells modulates immune response and promotes regulatory T-cells generation. Biomed. Pharmacother., 2018, Vol. 108, pp. 1584-1590.Chieosilapatham P., Ogawa H., Niyonsaba F. Current insights into the role of human β-defensins in atopic dermatitis. Clin. Exp. Immunol., 2017, Vol. 190, no. 2, pp. 155-166.Kovalchuk L.V., Gankovskaya L.V., Gankovskaya O.A., Lavrov V.F. Herpes simplex virus: treatment with antimicrobial peptides. Adv. Exp. Med. Biol., 2007, no. 601, pp. 369-376.Luger T., Adaskevich U., Anfilova M., Dou X., Murashkin N.N., Namazova-Baranova L., et al. Practical algorithm to inform clinical decision-making in the topical treatment of atopic dermatitis. J. Dermatol., 2021, Vol. 48, no. 8, pp. 1139-1148.Reinholz M., Ruzicka T., Schauber J. Cathelicidin LL-37: An Antimicrobial Peptide with a Role in Inflammatory Skin Disease. Ann. Dermatol., 2012, Vol. 24, no. 2, 126. doi: 10.5021/ad.2012.24.2.126.Weidinger S., Beck L.A., Bieber T., Kabashima K., Irvine A.D. Atopic dermatitis. Nat. Rev. Dis. Primers, 2018, Vol. 4, 1. doi: 10.1038/s41572-018-0001-z.