Nghiên cứu liên kết các dấu hiệu di truyền trong bệnh viêm khớp dạng thấp và bệnh trứng cá đỏ

Đặc trưng của bệnh viêm khớp dạng thấp (RA) là tình trạng viêm dai dẳng và tăng sản hoạt dịch, chịu ảnh hưởng của các yếu tố di truyền như hệ thống kháng nguyên bạch cầu người (HLA), cytokine và chemokine. Vai trò của các tế bào miễn dịch trong quá trình phát triển và tiến triển của RA là rất quan trọng, đòi hỏi phải nghiên cứu thêm về các cơ chế miễn dịch.

Tương tự, nguyên nhân gây ra bệnh trứng cá đỏ có thể bao gồm rối loạn miễn dịch, yếu tố di truyền và vi sinh vật. Các nghiên cứu đã chỉ ra mối tương quan giữa bệnh trứng cá đỏ và các bệnh tự miễn như RA, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phải hiểu được những điểm tương đồng của những tế bào viêm giữa hai bệnh lý này.

Một nghiên cứu gần đây đã sử dụng tin sinh học để phân tích biểu hiện gen, mạng lưới phiên mã và sự thâm nhiễm tế bào miễn dịch ở RA và bệnh trứng cá đỏ, nhằm mục đích hiểu sâu hơn về quá trình viêm của chúng và xác định các mục tiêu điều trị mới.

Phương pháp

Trong nghiên cứu này, hồ sơ biểu hiện gen của RA và bệnh trứng cá đỏ đã được phân tích bằng cách sử dụng dữ liệu từ cơ sở dữ liệu Gene Expression Omnibus (GEO) (GSE12021, GSE55457 cho RA; GSE6591 cho bệnh trứng cá đỏ). Các gen biểu hiện khác biệt (DEG) đã được xác định bằng cách sử dụng gói “limma” trong phần mềm R.

Để khám phá các chức năng sinh học và đường truyền tín hiệu, các nhà nghiên cứu đã thực hiện nhiều phân tích khác nhau, bao gồm Gene Ontology (GO), phân tích con đường KEGG, phân tích tương tác protein-protein (PPI) và phân tích hệ tương quan WGCNA.

Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp CIBERSORT để đánh giá sự phát triển của tế bào miễn dịch và dung hệ số Pearson để tính toán mối tương quan giữa các gen chồng chéo và các dấu hiệu tế bào miễn dịch. Phân tích dòng chảy tế bào (FCM) được sử dụng để xác nhận sự phát triển của các tế bào miễn dịch trong RA và bệnh trứng cá đỏ. Các dấu ấn sinh học và chức năng của chúng được khẳng định bằng cách sử dụng phương pháp phân tích đường cong ROC, xét nghiệm ELISA và PCR định lượng thời gian thực (qRT-PCR).

Kết quả

Nghiên cứu đã xác định được 277 gene biểu hiện khác biệt DEG phổ biến ở RA và bệnh trứng cá đỏ, làm nổi bật vai trò của chúng trong miễn dịch và đường truyền tín hiệu chemokine. Các DEG này có liên quan đến các tình trạng như nhiễm trùng, suy giảm miễn dịch, tổn thương da và viêm khớp dạng thấp ở trẻ em (JRA). Như vậy, đối với cả hai bệnh trên tình trạng viêm và đường truyền tín hiệu chemokine là hai biểu hiện rất quan trọng.

Phân tích sự thâm nhiễm tế bào miễn dịch bằng phương pháp CIBERSORT cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa RA và bệnh trứng cá đỏ. Trong mô hoạt dịch RA, có sự gia tăng tế bào plasma, đại thực bào M1, tế bào T CD8+, tế bào T γδ, tế bào T hỗ trợ và tế bào B, trong khi đại thực bào M2, tế bào mast và tế bào đơn nhân giảm.

Đại thực bào M1 tăng cao ở RA sản xuất các cytokine tiền viêm và các yếu tố tăng sinh mạch, gây tổn thương mô và tăng mạch máu. CXCL10, một cytokine chính được điều hòa tăng lên ở RA và tương quan với đại thực bào M1, biểu thị vai trò của nó trong bệnh lý RA.

Ở bệnh trứng cá đỏ, nghiên cứu quan sát thấy sự gia tăng tỷ lệ của đại thực bào M1, tế bào T γδ, đại thực bào M0, tế bào plasma và tế bào T CD4+, trong khi tỷ lệ của tế bào DC, tế bào mast, tế bào T CD8+ và tế bào T (Treg) đều giảm. Đại thực bào M1 gia tăng trong các mô trứng cá đỏ, được kích hoạt thông qua TLR, dẫn đến phản ứng viêm tăng cao. Nồng độ TNF-α, IL-6, IL-1β và IFN-α giảm ở bệnh trứng cá đỏ có liên quan đến sản sinh các gốc oxy hóa ROS và MAPK-NF-κB tín hiệu trong tế bào sừng, thúc đẩy tình trạng viêm và tăng sinh mạch. CCL27 giảm, ảnh hưởng đến việc huy động tế bào Treg, đã được ghi nhận ở bệnh trứng cá đỏ, cho thấy vai trò của nó trong quá trình tiến triển của bệnh.

Nghiên cứu cũng xác định NF-κB và RelA là các yếu tố phiên mã chính ảnh hưởng đến bệnh sinh của RA và bệnh trứng cá đỏ. CXCL10 và CCL27 nổi lên như các dấu ấn sinh học tiềm năng của hai loại bệnh trên. Những phát hiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của chemokine và tương tác tế bào miễn dịch trong cả hai bệnh và khẳng định cần nghiên cứu sâu hơn để xác nhận các dấu ấn sinh học này cũng như tìm ra các phân nhóm tế bào miễn dịch khác.

Kết luận

Nhìn chung, nghiên cứu phát hiện ra rằng bệnh trứng cá đỏ và RA có chung các dấu hiệu di truyền, có thể cho phép sử dụng các phương pháp sàng lọc dấu hiệu phân tử mới trong các điều kiện lâm sàng. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng cả hai bệnh lý đều biểu hiện sự thâm nhiễm tế bào miễn dịch tương tự nhau, đặc biệt là sự gia tăng đại thực bào M1. CXCL10 và CCL27 được xác định lần lượt là các dấu hiệu sinh học tiềm năng của RA và bệnh trứng cá đỏ, mở ra những hướng đi đầy hứa hẹn để tiến hành nghiên cứu các phương pháp điều trị trong tương lai.

Người dịch: Hồ Thu Linh

Study Links Genetic Markers in Rheumatoid Arthritis and Rosacea

Rheumatoid arthritis (RA) is characterized by persistent inflammation and synovial hyperplasia, influenced by genetic factors such as the human leukocyte antigen (HLA) system, cytokines and chemokines. The role of immune cells in RA’s development and progression has been found to be significant, necessitating further research into immune mechanisms.

Similarly, rosacea causes can include immune dysregulation, genetic factors, and microorganisms.² Studies have suggested a link between rosacea and autoimmune diseases like RA, highlighting the importance of understanding the similarities in inflammatory cell profiles between these conditions.

A recent study used bioinformatics to analyze gene expression, transcriptional networks, and immune cell infiltration in RA and rosacea, aiming to deepen the understanding of their inflammatory processes and identify new therapeutic targets.

Methods

In this study, gene expression profiles for RA and rosacea were analyzed using data from the Gene Expression Omnibus (GEO) databases (GSE12021, GSE55457 for RA; GSE6591 for rosacea). Differentially expressed genes (DEGs) were identified using the “limma” package in R software. To explore biological functions and signaling pathways, researchers performed various analyses, including Gene Ontology (GO), KEGG pathway analysis, protein–protein interaction (PPI) network analysis, and weighted gene co-expression network analysis (WGCNA). The study stated that immune cell abundance was assessed using the CIBERSORT method, and correlations between overlapping genes and immune cell signatures were calculated using Pearson coefficients. Flow cytometry (FCM) was employed to validate the abundance of immune cells in RA and rosacea. Biomarkers and their functions were further confirmed using receiver operating characteristic (ROC) analysis, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and quantitative real-time PCR (qRT-PCR).

Results

The study identified 277 DEGs common to RA and rosacea, highlighting their roles in immune and chemokine pathways. These DEGs were linked to conditions such as infection, immunosuppression, skin lesions, and juvenile rheumatoid arthritis (JRA), suggesting that inflammatory and chemokine pathways are crucial in both diseases.

Analysis of immune cell infiltration using the CIBERSORT method revealed significant differences between RA and rosacea. In RA synovial tissues, there was an increase in plasma cells, M1 macrophages, CD8+ T cells, γδ T cells, helper T cells, and memory B cells, while M2 macrophages, resting mast cells, and monocytes were decreased. Elevated M1 macrophages in RA produce pro-inflammatory cytokines and angiogenic factors, contributing to tissue damage and increased vascularity. CXCL10, a key cytokine, was up-regulated in RA and correlated with M1 macrophages, indicating its role in RA pathology.

In rosacea, the study observed higher proportions of M1 macrophages, γδ T cells, M0 macrophages, plasma cells, and memory activated CD4+ T cells, while resting DC cells, resting mast cells, CD8+ T cells, and regulatory T cells (Tregs) were reduced. Increased M1 macrophages in rosacea tissues, activated through TLRs, lead to heightened inflammatory responses. Decreased levels of TNF-α, IL-6, IL-1β, and IFN-α in rosacea were linked to reactive oxygen species production and MAPK-NF-κB signaling in keratinocytes, promoting inflammation and angiogenesis. Reduced CCL27, which affects Treg recruitment, was noted in rosacea, suggesting its role in disease progression.

The study also identified NF-κB and RelA as key transcription factors influencing both RA and rosacea pathogenesis. CXCL10 and CCL27 emerged as potential biomarkers for RA and rosacea, respectively. These findings underscore the importance of chemokines and immune cell interactions in both diseases and highlight the need for further research to validate these biomarkers and explore other contributing immune cell subtypes.

Conclusion

Overall, the study found that rosacea and RA share common genetic markers, which could enable new molecular marker screening methods in clinical settings. Researchers found both conditions exhibit similar immune cell infiltration, particularly increased M1 macrophages. CXCL10 and CCL27 were identified as potential biomarkers for RA and rosacea, respectively, offering promising avenues to conduct research for future treatments.

Source:dermatologytimes.com