Риск развития астмы определяется генами, отвечающими за выработку слизи

Астма — хроническое заболевание дыхательных путей, которое характеризуется воспалением, обильной выработкой слизи, гиперреактивностью и обструкцией дыхательных путей. Ученые из Национальной еврейской больницы в Денвере и других исследовательских центров США провели масштабное исследование, направленное на выявление генетических механизмов развития астмы. Они впервые выполнили полнотраскриптомный поиск ассоциаций для астмы у детей и взрослых.

Авторы использовали данные полнотранскриптномного и полногеномного секвенирования эпителия носовой полости 681 ребенка из Пуэрто-Рико. Из них 247 были здоровыми и 434 страдали астмой. Эти данные использовали для построения модели экспрессии генов эпителия, которая послужила базой для последующего анализа.

Полученные модели применили для проведения полногеномного поиска ассоциаций на данных более чем 300 тысяч человек из UK Biobank. Ученые обнаружили 108 генов, ассоциированных с повышенным риском развития астмы у детей и взрослых. В частности, ученые выявили изменение экспрессии MUC5AC и FOXA3, нескольких генов локуса 17q21, а также генов, вовлеченных в Т2-воспаление. При повышении их экспрессии в дыхательных путях увеличивался риск развития астмы.

MUC5AC и FOXA3 вносят вклад в выработку слизи бокаловидными клетками в дыхательных путях. FOXA3 кодирует транскрипционный фактор, который обеспечивает изменение состава выстилки дыхательных путей и появление бокаловидных клеток. MUC5AC вместе с MUC5B образуют слизь, и соотношение этих белков определяет ее вязкость. Экспрессия MUC5AC увеличивается при Т2-воспалении.

Авторы сравнили экспрессию генов, ассоциированных с повышенным риском развития астмы, в носовой полости и других тканях (кожа, подвздошная кишка, кровь, селезенка и легкое). Анализ продемонстрировал уникальную роль эпителия носовой полости в развитии заболевания.