Neutrophil extracellular traps as an important part of the pathogenesis of chronic rhinosinusitis without polyps

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Chronic sinusitis occurs in the Russian Federation in 16.4±10.89% of the population and has a great impact on the quality of life of patients. The inflammatory process underlying this pathology is often resistant to conservative treatment and causes surgical intervention. The study of the role of neutrophil extracellular traps as an important part of the immune response, as well as the capabilities of drugs capable of influencing the processes of netosis, is an important and relevant area of modern research.

Aim. Studying the role of NETs in the pathogenesis of CRS without polyps, assessing the effect of azoximer bromide on the metabolism of NETs in patients with CRS.

Materials and methods. The study included 82 patients diagnosed with chronic rhinosinusitis (average age 37±12 years), and 40 healthy volunteers (average age 34±10 years). Patients with CRS were treated with surgery and a course of azoximer bromide, the severity of the disease did not differ in patients. Nasal secretions and venous blood were analyzed in all study participants with the determination of surrogate markers of neutrophil extracellular traps – myeloperoxidase complexes with DNA and the detection of double-stranded DNA (Quant Pico Green dsDNA kit). In patients who received azoximer bromide, the material was taken twice – before the start of treatment and 10 days after the course of treatment.

Results. In patients with CRS, the amount of NETs in nasal secretions and venous blood is higher compared to the control group (p<0.05). The use of azoximer bromide in CRS outside of exacerbation reduces the activity of NETosis processes with intranasal use of the drug not only in the area of inflammation (reduction of NET in nasal secretions); p<0.05, but also at the general level (decrease NETs in venous blood); p<0.05.

Conclusion. An increase in the amount of NETs in nasal flushes and venous blood in patients with CRS without exacerbation compared with the control group may indicate a likely pathological role of NETosis processes, and an increase in the amount of NETs in the blood of patients with CRS without exacerbation compared with the control group indicates the systemic effect of a local inflammatory process in the mucous membrane of the nasal cavity and paranasal sinuses.

About the authors

Valery М. Svistushkin

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: dehanovartem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-7414-1293

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

Galina N. Nikiforova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: dehanovartem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-8617-0179

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Boris V. Pinegin

National Research Center – Institute of Immunology

Email: dehanovartem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-8329-212X

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

Nina V. Vorobjeva

Lomonosov Moscow State University

Email: dehanovartem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-5233-9338

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Artem S. Dekhanov

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: dehanovartem@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0549-898X

Graduate Student

Russian Federation, Moscow

Yulia A. Dagil

National Research Center – Institute of Immunology; NPO Petrovax Pharm, LLC

Email: dehanovartem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-9320-0789

Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, Moscow; Podolsk

Anna R. Mironova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: dehanovartem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-3877-0935

Medical Resident

Russian Federation, Moscow

References

  1. Арефьева Н.А., Вишняков В.В., Иванченко О.А., и др. Хронический риносинусит: патогенез, диагностика и принципы лечения. Клинические рекомендации. Под ред. А.С. Лопатина. М.: Практическая медицина, 2014 [Aref'eva NA, Vishniakov VV, Ivanchenko OA, et al. Khronicheskii rinosinusit: patogenez, diagnostika i printsipy lecheniia. Klinicheskie rekomendatsii. Pod red. A.S. Lopatina. Moscow: Prakticheskaia meditsina, 2014 (in Russian)].
  2. Fokkens WJ, Lund VJ, Hopkins C, et al. European Position Paper on Rhinosinusitis and Nasal Polyps 2020. Rhinology. 2020;58(Suppl. S29):1-464. doi: 10.4193/Rhin20.600
  3. Шамкина П.А., Кривопалов А.А., Рязанцев С.В., и др. Эпидемиология хронических риносинуситов. Современные проблемы науки и образования. 2019;3:188 [Shamkina PA, Krivopalov AA, Ryazantsev SV, et al. Epidemiology of chronic rhinosinusitis. Modern Problems of Science and Education. 2019;3:188 (in Russian)]. doi: 10.17513/spno.28891
  4. Hwang JW, Kim JH, Kim HJ, et al. Neutrophil extracellular traps in nasal secretions of patients with stable and exacerbated chronic rhinosinusitis and their contribution to induce chemokine secretion and strengthen the epithelial barrier. Clin Exp Allergy. 2019;49(10):1306-1320. doi: 10.1111/cea.13448
  5. Takei H, Araki A, Watanabe H, et al. Rapid killing of human neutrophils by the potent activator phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) accompanied by changes different from typical apoptosis or necrosis. J Leukoc Biol. 1996;59(2):229-40. doi: 10.1002/jlb.59.2.229
  6. Brinkmann V, Reichard U, Goosmann C, et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 2004;303(5663):1532-5. doi: 10.1126/science.1092385
  7. Altincicek B, Stötzel S, Wygrecka M, et al. Host-derived extracellular nucleic acids enhance innate immune responses, induce coagulation, and prolong survival upon infection in insects. J Immunol. 2008;181(4):2705-12. doi: 10.4049/jimmunol.181.4.2705
  8. Воробьева Н.В., Черняк Б.В. НЕТоз: молекулярные механизмы, роль в физиологии и патологии. Биохимия. 2020;85(10):1383-97 [Vorobjeva NV, Chernyak BV. Netosis: Molecular Mechanisms, Role in Physiology and Pathology. Biochemistry. 2020; 85(10):1383-97 (in Russian)]. doi: 10.31857/S0320972520100061
  9. Dicker AJ, Crichton ML, Pumphrey EG, et al. Neutrophil extracellular traps are associated with disease severity and microbiota diversity in patients with chronic obstructive pulmonary disease. J Allergy Clin Immunol. 2018;141(1):117-27. doi: 10.1016/j.jaci.2017.04.022
  10. Caudrillier A, Kessenbrock K, Gilliss BM, et al. Platelets induce neutrophil extracellular traps in transfusion-related acute lung injury. J Clin Invest. 2012;122(7):2661-71. doi: 10.1172/JCI61303
  11. Jin X, Zhao Y, Zhang F, et al. Neutrophil extracellular traps involvement in corneal fungal infection. Mol Vis. 2016;22:944-52.
  12. Jiménez-Alcázar M, Rangaswamy C, Panda R, et al. Host DNases prevent vascular occlusion by neutrophil extracellular traps. Science. 2017;358(6367):1202-1206. doi: 10.1126/science.aam8897
  13. Jo A, Kim DW. Neutrophil Extracellular Traps in Airway Diseases: Pathological Roles and Therapeutic Implications. Int J Mol Sci. 2023;24(5):5034. doi: 10.3390/ijms24055034
  14. Пинегин Б.В., Дагиль Ю.А., Воробьева Н.В., Пащенков М.В. Влияния азоксимера бромида на формирование внеклеточных нейтрофильных ловушек. РМЖ. 2019;1(II):42-6 [Pinegin BV, Dagil YuA, Vorobieva NV, Pashchenkov MV. Azoximer bromide effect on the neutrophil extracellular traps formation. RMJ. 2019;1(II):42-6 (in Russian)].
  15. Петров Р.В., Хаитов P.M., Некрасов А.В., и др. Полиоксидоний: механизм действия и клиническое применение. Медицинская иммунология. 2000;2(3):271-8 [Petrov RV, Khaiggov PM, Nekrasov AV, et al. Polyoxidonium: mechanism of action and clinical application. Medical Immunology. 2000;2(3):271-8 (in Russian)].
  16. Караулов А.В., Горелов А.В. Применение азоксимера бромида для лечения воспалительных инфекций органов дыхания у детей: метаанализ контролируемых клинических исследований. Инфектология. 2019;11(4):31-41 [Karaulov AV, Gorelov AV. Use of azoximer bromide for treatment of children’s inflammatory infections of respiratory system: a meta-analysis of controlled clinical studies. Infectology. 2019;11(4):31-41 (in Russian)]. doi: 10.22625/2072-6732-2019-11-4-31-41
  17. Харит С.М., Галустян А.Н. Азоксимера бромид – безопасный и эффективный препарат при лечении острых респираторных инфекций верхних дыхательных путей у детей: обзор результатов двойных слепых плацебо-контролируемых рандомизированных клинических исследований II и III фазы. Педиатрия. Consilium Medicum. 2017;2:55-61 [Kharit SM, Galustyan AN. Azoximer bromide is a safe and effective preparation for the treatment of acute respiratory infections of the upper respiratory tract in children: an overview of the results of double-blind, placebo-controlled, randomized clinical trials of Phase II and III. Pediatrics. Consilium Medicum. 2017;2:55-61 (in Russian)].
  18. Маланичева Т.Г., Агафонова Е.В. Эффективность иммуномодулирующей терапии внебольничной пневмонии у часто болеющих детей. Детские инфекции. 2018;17(4):38-42 [Malanicheva TG, Agafonova EV. The Effectiveness of Immunomodulatory Therapy of Community-acquired Pneumonia in Frequently ill Children. Children Infections. 2018;17(4):38-42 (in Russian)]. doi: 10.22627/2072-8107-2018-17-4-38-42
  19. Jun YJ, Park SJ, Kim TH, et al. Expression of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase 1 and 2 in patients with chronic rhinosinusitis and their possible contribution to local glucocorticoid activation in sinus mucosa. J Allergy Clin Immunol. 2014;134(4):926-934.e6. doi: 10.1016/j.jaci.2014.03.033
  20. Cao Y, Chen F, Sun Y, et al. LL-37 promotes neutrophil extracellular trap formation in chronic rhinosinusitis with nasal polyps. Clin Exp Allergy. 2019;49(7):990-999. doi: 10.1111/cea.13408
  21. Delemarre T, Holtappels G, De Ruyck N, et al. A substantial neutrophilic inflammation as regular part of severe type 2 chronic rhinosinusitis with nasal polyps. J Allergy Clin Immunol. 2021;147(1):179-88.e2. doi: 10.1016/j.jaci.2020.08.036

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Quantitative determination of LVL in 3 groups of patients: a – MPO-DNA complexes in serum; b – ds-DNA in serum; c – MPO-DNA complexes in flushes; d – ds-DNA in flushes.

Download (166KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Quantitative determination of NVL in KG and in combined OH: a – MPO-DNA complexes in serum; b – ds-DNA in serum; c – MPO-DNA complexes in flushes; d – ds-DNA in flushes.

Download (127KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dynamics of the amount of NVL when taking azoximer bromide (parameter values are indicated in % of the initial level): a – MPO-DNA complexes in serum; b – ds-DNA in serum; c – MPO-DNA complexes in flushes; d – ds-DNA in flushes.

Download (135KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dynamics of the amount of NVL when taking azoximer bromide in comparison with KG: a – MPO-DNA complexes in serum; b – ds-DNA in serum; c – MPO-DNA complexes in flushes; d – ds-DNA in flushes.

Download (149KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».