surgoncoКреативная хирургия и онкологияCreative surgery and oncology2076-30932307-0501Башкирский государственный медицинский университет10.24060/2076-3093-2023-13-4-1surgonco-859Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL ARTICLESАнализ профиля экспрессии длинных некодирующих РНК у больных с идиопатическим и COVID-19-индуцированным легочным фиброзомAnalysis of expression profile of long non-coding RNA in patients with idiopathic and COVID-19-induced pulmonary fibrosishttps://orcid.org/0000-0002-1695-5173КорытинаГ. Ф.KorytinaG. F.

Корытина Гульназ Фаритовна — д.б.н., доцент,кафедра биологии, гл.н.с., лаборатория физиологической генетики

Республика Башкортостан, Уфа

Gulnaz F. Korytina — Dr. Sci. (Biol.), Assoc. Prof., Department of Biology, Chief Researcher, Physiological Genetics Laboratory

Ufa

guly_kory@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9596-7342ГибадуллинИ. А.GibadullinI. A.

Гибадуллин Иршат Асхатович — аспирант, кафедра госпитальной хирургии

Республика Башкортостан, Уфа

Irshat A. Gibadullin — Postgraduate Student, Department of Hospital Surgery

Ufa

https://orcid.org/0000-0001-6522-8530ЗулкарнеевШ. Р.ZulkarneevSh. R.

Зулкарнеев Шамиль Рустэмович — студент 5 курса, лечебный факультет

Республика Башкортостан, Уфа

Shamil R. Zulkarneev — 5th year Student, Medical Faculty

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-3954-2216ГимазоваА. И.GimazovаA. I.

Гимазова Алия Илнуровна — отделение торакальной хирургии

Новосибирск

Aliya I. Gimazova — Thoracic Surgery Unit

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-0663-7219МаркеловВ. А.MarkelovV. A.

Маркелов Виталий Андреевич — аспирант, лаборатория физиологической генетики, м.н.с., лаборатория клеточных культур

Республика Башкортостан, Уфа

Vitaliy A. Markelov — Postgraduate Student, Physiological Genetics Laboratory, Medical Research Assistant, Cell Culture Laboratory

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-9749-7070ЗулкарнеевР. Х.ZulkarneevR. Kh.

Зулкарнеев Рустэм Халитович — д.м.н., профессор, кафедра пропедевтики внутренних болезней

Республика Башкортостан, Уфа

Rustem Kh. Zulkarneev — Dr. Sci. (Med.), Prof., Department of Propaedeutics of Internal Diseases

Ufa

БакировА. А.BakirovA. A.

Бакиров Анвар Акрамович — д.м.н., профессор, кафедра общей хирургии c курсами трансплантологии и лучевой диагностики ИДПО

Республика Башкортостан, Уфа

Anvar A. Bakirov — Dr. Sci. (Med.), Prof., Department of General Surgery with Transplantology and X-ray Diagnostics Courses for Advanced Professional Education

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-2435-8141АвзалетдиновА. М.AvzaletdinovA. M.

Авлазетдинов Артур Марсович — д.м.н., профессор, кафедра госпитальной хирургии, отделение торакальной хирургии

Республика Башкортостан, Уфа

Artur M. Avzaletdinov — Dr. Sci. (Med.), Department of Hospital Surgery, Thoracic Surgery Unit

Ufa

https://orcid.org/0000-0003-2386-6707ЗагидуллинН. Ш.ZagidullinN. Sh.

Загидуллин Науфаль Шамилевич — д.м.н., профессор, кафедра пропедевтики внутренних болезней

Республика Башкортостан, Уфа

Naufal Sh. Zagidullin — Dr. Sci. (Med.), Prof., Department of Propaedeutics of Internal Diseases

Ufa

Башкирский государственный медицинский университет; Институт биохимии и генетики Уфимcкого федерального исследовательского центра Российской академии наукРоссияBashkir State Medical University; Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of SciencesRussian FederationБашкирский государственный медицинский университетРоссияBashkir State Medical UniversityRussian FederationГосударственная Новосибирская областная клиническая больницаРоссияState Novosibirsk Regional Clinical HospitalRussian FederationБашкирский государственный медицинский университет; Институт биохимии и генетики Уфимcкого федерального исследовательского центра Российской академии наукРоссияBashkir State Medical University; Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of SciencesRussian FederationБашкирский государственный медицинский университет; Клиника Башкирского государственного медицинского университетаРоссияBashkir State Medical University; Clinic of Bashkir State Medical UniversityRussian Federation202306122023134284291Copyright © Корытина Г.Ф., Гибадуллин И.А., Зулкарнеев Ш.Р., Гимазова А.И., Маркелов В.А., Зулкарнеев Р.Х., Бакиров А.А., Авзалетдинов А.М., Загидуллин Н.Ш., 20232023Корытина Г.Ф., Гибадуллин И.А., Зулкарнеев Ш.Р., Гимазова А.И., Маркелов В.А., Зулкарнеев Р.Х., Бакиров А.А., Авзалетдинов А.М., Загидуллин Н.Ш.Korytina G.F., Gibadullin I.A., Zulkarneev S.R., Gimazovа A.I., Markelov V.A., Zulkarneev R.K., Bakirov A.A., Avzaletdinov A.M., Zagidullin N.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.surgonco.ru/jour/article/view/859

Введение. Идиопатический легочный фиброз (ИЛФ) является интерстициальным заболеванием легких с неясным патогенезом, быстропрогрессирующим и не имеющим эффективного лечения. Одним из самых грозных осложнений после перенесенной новой коронавирусной инфекции COVID-19 является легочный фиброз. Механизмы, которые запускают легочный фиброз и приводят к его быстрому прогрессированию, остаются в значительной степени неопределенными. Имеются данные о вкладе иммунных и генетических факторов в развитие данного заболевания. Среди последних на сегодня активно изучается роль длинных некодирующих РНК (днРНК). Материалы и методы. Учитывая роль днРНК TP53TG1, LINC00342, H19, MALAT1, DNM3OS и MEG3 как регуляторов сигнальных путей, связанных с активацией фибробластов и эпителиально-мезенхимального перехода, мы проанализировали уровень экспрессии выбранных днРНК в легочной ткани и мононуклеарных клетках крови больных с ИЛФ (N = 12), пост-COVID-19 легочным фиброзом (N = 14) и контрольной группе (N = 27). Результаты и обсуждение. Определены сходные паттерны экспрессии днРНК TP53TG1 и MALAT1 в мононуклеарах крови у больных с ИЛФ и пост-COVID-19 ЛФ. Уровень относительной экспрессии MALAT1 был значимо выше у больных: при ИЛФ (Fold Change = 3,207, P = 0,0005) и при пост-COVID-19 ЛФ (Fold Change = 9,854, P = 0,0003). В то время как относительный уровень экспрессии TP53TG1 был снижен: при ИЛФ (Fold Change = 0,4308, P = 0,0313) и при пост-COVID-19 ЛФ (Fold Change = 0,1888, P = 0,0003 в мононуклеарах крови, Fold Change = 0,1791, P = 0,0237 в легочной ткани). Повышение уровня экспрессии DNM3OS в мононуклеарах крови (Fold Change = 12,899, P = 0,0016) и легочной ткани (Fold Change = 9,527, P = 0,0001), LINC00342 (Fold Change = 2,221, P = 0,0309) в мононуклеарах крови было установлено только у больных ИЛФ. Заключение. Таким образом, оценка профиля экспрессии днРНК TP53TG1, LINC00342, MALAT1 и DNM3OS в мононуклеарах крови может быть использована в качестве информативного и неинвазивного биомаркера при ИЛФ и пост COVID-19 ЛФ.

Introduction. Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) comprises an interstitial lung disease with unclear pathogenesis, rapid progression, and no effective treatment. Pulmonary fibrosis is reported to be one of the most severe complications induced by a new coronavirus infection COVID-19. The mechanisms triggering pulmonary fibrosis and leading to its rapid progression remain substantially unclear. Evidence suggests that immune and genetic factors contribute to the development of this disease. Among the latter, the role of long non-coding RNAs (dnRNAs) has been actively studied to date. Materials and methods. Considering the role of TP53TG1, LINC00342, H19, MALAT1, DNM3OS, and MEG3 dnRNAs as regulators of signaling pathways associated with fibroblast activation and epithelial-mesenchymal transition, the authors analyzed the expression level of selected dnRNAs in lung tissue and blood mononuclear cells of patients with IPF (N = 12), post-COVID-19 pulmonary fibrosis (N = 14), and in control group (N = 27). Results and discussion. Blood mononuclear cells in patients with IPF and post-COVID-19 PF revealed similar patterns of TP53TG1 and MALAT1 dnRNA expression. The level of relative expression of MALAT1 was significantly higher in patients with IPF (Fold Change=3.207, P = 0.0005) and with post-COVID-19 PF (Fold Change=9.854, P = 0.0003), while the relative expression level of TP53TG1 reduced in patients with IPF (Fold Change=0.4308, P = 0.0313) and with post-COVID-19 PF (Fold Change=0.1888, P = 0.0003 in blood mononuclear cells, Fold Change=0.1791, P = 0.0237 in lung tissue). Increased expression of DNM3OS in blood mononuclear cells (Fold Change=12.899, P = 0.0016) and lung tissue (Fold Change=9.527, P = 0.0001), LINC00342 (Fold Change=2.221, P = 0.0309) in blood mononuclear cells was revealed only in patients with IPF. Conclusion. Evaluation of the dnRNA expression profile of TP53TG1, LINC00342, MALAT1 and DNM3OS in blood mononuclei can be used as an informative and non-invasive biomarker in IPF and post COVID-19 PF.

идиопатический легочный фиброзCOVID-19-индуцированнный легочный фиброздлинные некодирующие РНКнеинвазивные биомаркерывидеоторакоскопиябиопсиярезекция легкогоidiopathic pulmonary fibrosisCOVID-19-induced pulmonary fibrosislong non-coding RNAnon-invasive biomarkersvideothoracoscopybiopsylung resectionИсследование было выполнено при поддержке гранта РНФ, договор № 22-25-00019 от 16.12.2021 г.The study was carried out with support from the Russian Science Foundation, Contract No. 22-25-00019 dated 16.12.2021.ReferencesАвдеев С.Н., Айсанов З.Р., Белевский А.С., Илькович М.М., Коган Е.А., Мержоева З.М. и др. Идиопатический легочный фиброз: федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению. Пульмонология. 2022;32(3):473–95. DOI: 10.18093/0869-0189-2022-32-3-473-495Avdeev S.N., Aisanov Z.R., Belevskiy A.S., Ilkovich M.M., Kogan E.A., Merzhoeva Z.M., et al. Federal clinical guidelines on diagnosis and treatment of idiopathic pulmonary fibrosis. Pul’monologiya. 2022;32(3):473–95 (In Russ.). DOI: 10.18093/0869-0189-2022-32-3-473-495Giacomelli C., Piccarducci R., Marchetti L., Romei C., Martini C. Pulmonary fibrosis from molecular mechanisms to therapeutic interventions: lessons from post-COVID-19 patients. Biochem Pharmacol. 2021;193:114812. DOI: 10.1016/j.bcp.2021.114812Giacomelli C., Piccarducci R., Marchetti L., Romei C., Martini C. Pulmonary fibrosis from molecular mechanisms to therapeutic interventions: lessons from post-COVID-19 patients. Biochem Pharmacol. 2021;193:114812. DOI: 10.1016/j.bcp.2021.114812Richeldi L., Collard H.R., Jones M.G. Idiopathic pulmonary fibrosis. Lancet. 2017;389(10082):1941–52. DOI: 10.1016/S0140-6736(17)30866-8Richeldi L., Collard H.R., Jones M.G. Idiopathic pulmonary fibrosis. Lancet. 2017;389(10082):1941–52. DOI: 10.1016/S0140-6736(17)30866-8Tanni S.E., Fabro A.T., de Albuquerque A., Ferreira E.V.M., Verrastro C.G.Y., Sawamura M.V.Y., et al. Pulmonary fibrosis secondary to COVID-19: a narrative review. Expert Rev Respir Med. 2021;15(6):791–803. DOI: 10.1080/17476348.2021.1916472Tanni S.E., Fabro A.T., de Albuquerque A., Ferreira E.V.M., Verrastro C.G.Y., Sawamura M.V.Y., et al. Pulmonary fibrosis secondary to COVID-19: a narrative review. Expert Rev Respir Med. 2021;15(6):791–803. DOI: 10.1080/17476348.2021.1916472Phan T.H.G., Paliogiannis P., Nasrallah G.K., Giordo R., Eid A.H., Fois A.G., et al. Emerging cellular and molecular determinants of idiopathic pulmonary fibrosis. Cell Mol Life Sci. 2021;78(5):2031–57. DOI: 10.1007/s00018-020-03693-7Phan T.H.G., Paliogiannis P., Nasrallah G.K., Giordo R., Eid A.H., Fois A.G., et al. Emerging cellular and molecular determinants of idiopathic pulmonary fibrosis. Cell Mol Life Sci. 2021;78(5):2031–57. DOI: 10.1007/s00018-020-03693-7Michalski J.E., Schwartz D.A. Genetic risk factors for idiopathic pulmonary fibrosis: insights into immunopathogenesis. J Inflamm Res. 2021;13:1305–18. DOI: 10.2147/JIR.S280958Michalski J.E., Schwartz D.A. Genetic risk factors for idiopathic pulmonary fibrosis: insights into immunopathogenesis. J Inflamm Res. 2021;13:1305–18. DOI: 10.2147/JIR.S280958Tirelli C., Pesenti C., Miozzo M., Mondoni M., Fontana L., Centanni S. The genetic and epigenetic footprint in idiopathic pulmonary fibrosis and familial pulmonary fibrosis: a state-of-the-art review. Diagnostics (Basel). 2022;12(12):3107. DOI: 10.3390/diagnostics12123107Tirelli C., Pesenti C., Miozzo M., Mondoni M., Fontana L., Centanni S. The genetic and epigenetic footprint in idiopathic pulmonary fibrosis and familial pulmonary fibrosis: a state-of-the-art review. Diagnostics (Basel). 2022;12(12):3107. DOI: 10.3390/diagnostics12123107Zhang S., Chen H., Yue D., Blackwell T.S., Lv C., Song X. Long noncoding RNAs: Promising new targets in pulmonary fibrosis. J Gene Med. 2021;23(3):e3318. DOI: 10.1002/jgm.3318Zhang S., Chen H., Yue D., Blackwell T.S., Lv C., Song X. Long noncoding RNAs: Promising new targets in pulmonary fibrosis. J Gene Med. 2021;23(3):e3318. DOI: 10.1002/jgm.3318Zhang P., Wu W., Chen Q., Chen M. Non-Coding RNAs and their Integrated Networks. J Integr Bioinform. 2019;16(3):20190027. DOI: 10.1515/jib-2019-0027Zhang P., Wu W., Chen Q., Chen M. Non-Coding RNAs and their Integrated Networks. J Integr Bioinform. 2019;16(3):20190027. DOI: 10.1515/jib-2019-0027Yan W., Wu Q., Yao W., Li Y., Liu Y., Yuan J., et al. MiR-503 modulates epithelial-mesenchymal transition in silica-induced pulmonary fibrosis by targeting PI3K p85 and is sponged by lncRNA MALAT1. Sci Rep. 2017;7(1):11313. DOI: 10.1038/s41598-017-11904-8Yan W., Wu Q., Yao W., Li Y., Liu Y., Yuan J., et al. MiR-503 modulates epithelial-mesenchymal transition in silica-induced pulmonary fibrosis by targeting PI3K p85 and is sponged by lncRNA MALAT1. Sci Rep. 2017;7(1):11313. DOI: 10.1038/s41598-017-11904-8Raghu G., Remy-Jardin M., Richeldi L., Thomson C.C., Inoue Y., Johkoh T., et al. Idiopathic pulmonary fibrosis (an update) and progressive pulmonary fibrosis in adults: an official ATS/ERS/JRS/ALAT Clinical Practice Guideline. Am J Respir Crit Care Med. 2022;205(9):e18–47. DOI: 10.1164/rccm.202202-0399ST.Raghu G., Remy-Jardin M., Richeldi L., Thomson C.C., Inoue Y., Johkoh T., et al. Idiopathic pulmonary fibrosis (an update) and progressive pulmonary fibrosis in adults: an official ATS/ERS/JRS/ALAT Clinical Practice Guideline. Am J Respir Crit Care Med. 2022;205(9):e18–47. DOI: 10.1164/rccm.202202-0399ST.Duong-Quy S., Vo-Pham-Minh T., Tran-Xuan Q., Huynh-Anh T., Vo-Van T., Vu-Tran-Thien Q., et al. Post-COVID-19 pulmonary fibrosis: facts-challenges and futures: a narrative review. Pulm Ther. 2023;9(3):295–307. DOI: 10.1007/s41030-023-00226-yDuong-Quy S., Vo-Pham-Minh T., Tran-Xuan Q., Huynh-Anh T., Vo-Van T., Vu-Tran-Thien Q., et al. Post-COVID-19 pulmonary fibrosis: facts-challenges and futures: a narrative review. Pulm Ther. 2023;9(3):295–307. DOI: 10.1007/s41030-023-00226-yLivak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001;25(4):402–8. DOI: 10.1006/meth.2001.1262Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001;25(4):402–8. DOI: 10.1006/meth.2001.1262Ghafouri-Fard S., Abak A., Talebi S.F., Shoorei H., Branicki W., Taheri M., et al. Role of miRNA and lncRNAs in organ fibrosis and aging. Biomed Pharmacother. 2021;143:112132. DOI: 10.1016/j.biopha.2021.112132Ghafouri-Fard S., Abak A., Talebi S.F., Shoorei H., Branicki W., Taheri M., et al. Role of miRNA and lncRNAs in organ fibrosis and aging. Biomed Pharmacother. 2021;143:112132. DOI: 10.1016/j.biopha.2021.112132Lai X., Zhong J., Zhang A., Zhang B., Zhu T., Liao R. Focus on long non-coding RNA MALAT1: Insights into acute and chronic lung diseases. Front Genet. 2022;13:1003964. DOI: 10.3389/fgene.2022.1003964Lai X., Zhong J., Zhang A., Zhang B., Zhu T., Liao R. Focus on long non-coding RNA MALAT1: Insights into acute and chronic lung diseases. Front Genet. 2022;13:1003964. DOI: 10.3389/fgene.2022.1003964Wang F., Li P., Li F.S. Integrated analysis of a gene correlation network identifies critical regulation of fibrosis by lncRNAs and TFs in idiopathic pulmonary fibrosis. Biomed Res Int. 2020;2020:6537462. DOI: 10.1155/2020/6537462Wang F., Li P., Li F.S. Integrated analysis of a gene correlation network identifies critical regulation of fibrosis by lncRNAs and TFs in idiopathic pulmonary fibrosis. Biomed Res Int. 2020;2020:6537462. DOI: 10.1155/2020/6537462Xiao H., Liu Y., Liang P., Wang B., Tan H., Zhang Y., et al. TP53TG1 enhances cisplatin sensitivity of non-small cell lung cancer cells through regulating miR-18a/PTEN axis. Cell Biosci. 2018;8:23. DOI: 10.1186/s13578-018-0221-7Xiao H., Liu Y., Liang P., Wang B., Tan H., Zhang Y., et al. TP53TG1 enhances cisplatin sensitivity of non-small cell lung cancer cells through regulating miR-18a/PTEN axis. Cell Biosci. 2018;8:23. DOI: 10.1186/s13578-018-0221-7Sun J., Guo Y., Chen T., Jin T., Ma L., Ai L., et al. Systematic analyses identify the anti-fibrotic role of lncRNA TP53TG1 in IPF. Cell Death Dis. 2022;13(6):525. DOI: 10.1038/s41419-022-04975-7Sun J., Guo Y., Chen T., Jin T., Ma L., Ai L., et al. Systematic analyses identify the anti-fibrotic role of lncRNA TP53TG1 in IPF. Cell Death Dis. 2022;13(6):525. DOI: 10.1038/s41419-022-04975-7Savary G., Dewaeles E., Diazzi S., Buscot M., Nottet N., Fassy J., et al. The long noncoding RNA DNM3OS is a reservoir of fibromirs with major functions in lung fibroblast response to TGF-β and pulmonary fibrosis. Am J Respir Crit Care Med. 2019;200(2):184–98. DOI: 10.1164/rccm.201807-1237OCSavary G., Dewaeles E., Diazzi S., Buscot M., Nottet N., Fassy J., et al. The long noncoding RNA DNM3OS is a reservoir of fibromirs with major functions in lung fibroblast response to TGF-β and pulmonary fibrosis. Am J Respir Crit Care Med. 2019;200(2):184–98. DOI: 10.1164/rccm.201807-1237OCFan Q., Jian Y. MiR-203a-3p regulates TGF-β1-induced epithelial-mesenchymal transition (EMT) in asthma by regulating Smad3 pathway through SIX1. Biosci Rep. 2020;40(2):BSR20192645. DOI: 10.1042/BSR20192645Fan Q., Jian Y. MiR-203a-3p regulates TGF-β1-induced epithelial-mesenchymal transition (EMT) in asthma by regulating Smad3 pathway through SIX1. Biosci Rep. 2020;40(2):BSR20192645. DOI: 10.1042/BSR20192645

The authors declare that there are no conflicts of interest present.