Modern Pediatrics. Ukraine. (2022). 7(127): 29-37. doi 10.15574/SP.2022.127.29
Волошин А. Н.¹, Марушко Ю. В.^2
1Луганский государственный медицинский университет, г. Ровно, Украина
²Национальный медицинский университет имени А.А. Богомольца, г. Киев, Украина

Для цитирования: Voloshin OM, Marushko YuV. (2022). Comprehensive analysis of serum concentration of matrix metalloproteinase 1 and tissue inhibitor of metalloproteinase 1 in preschool children suffering from recurrent respiratory infections. Modern Pediatrics. Ukraine. 7(127): 29-37. doi 10.15574/SP.2022.127.29.
Статья поступила в редакцию 11.09.2022 г., принята в печать 15.11.2022 г.

Цель — провести системное изучение состояния взаимосвязи между сывороточной концентрацией матриксной металлопротеиназы 1 (ММП-1) и тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы 1 (ТИМП-1), частотой острых респираторных инфекций (ОРИ) и гетерогенной совокупностью других клинических и лабораторных параметров у детей дошкольного возраста.
Материалы и методы. Обследованы 40 детей (21 мальчик и 19 девочек) в возрасте 1-6 лет, находившихся на госпитальном лечении по поводу наличия у них ОРИ. Кроме ряда клинических признаков, изучены сывороточные концентрации ММП-1 и ТИМП-1, С-реактивного протеина, отдельные лейкоцитарные фракции крови, скорость оседания эритроцитов, содержание некоторых макро- и микробиоэлементов в волосах. Рассчитаны также два интегральных показателя рекуррентности ОРИ, а именно инфекционный индекс (ИнИ) и индекс резистентности, а также интегральные показатели воспаления и долихостеномелии. Статистическая обработка получаемого цифрового материала выполнена с помощью лицензионной программы «IBM SPSS Statistics 27».
Результаты. У детей младшего возраста по сравнению со старшими детьми отмечена более высокая сывороточная концентрация ММП-1 (p=0,007) и соотношение ММП-1/ТИМП-1 (p=0,008). У девочек выявлены более высокие значения ММП-1 (p=0,008) и соотношение ММП-1/ТИМП-1 (p=0,012), чем у мальчиков. Показано наличие у детей тесной выраженной положительной корреляции между ММП-1 и ИнИ (ρ=0,514; р=0,001; 95% ДИ [0,232; 0,716]). С помощью метода порядковой логистической регрессии установлена значимая и одновременно разнонаправленная зависимость категориального показателя ИнИ от ММП-1 (B=1,078; p=0,013; 95% ДИ [0,223; 1,933]) и возрастной категории обследованных детей (B=-1,942; 95% ДИ [-3,757; -0,126]).
Выводы. Предполагается, что более частые ОРИ у детей сопровождаются более высокими уровнями сывороточной ММП-1. Не исключено, что существует дифференцированная «настройка» активности ММП-1 в ответ на разную частоту ОРИ в течение предыдущего года. Степень влияния предиктора, а именно ММП-1, в порядковых регрессионных моделях определяется как значимостью этого предиктора, так и вариантом его комбинирования с другими изученными ковариатами.
Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования принят локальными этическими комитетами указанных в работе учреждений. На проведение исследований получено информированное согласие родителей детей.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Ключевые слова: дети дошкольного возраста, рекуррентные респираторные инфекции, матриксная металлопротеиназа 1, тканевой ингибитор матриксной металлопротеиназы 1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Agren MS, auf dem Keller U. (2020). Matrix Metalloproteinases: How Much Can They Do? International Journal of Molecular Sciences. 21 (8): 2678. https://doi.org/10.3390/ijms21082678; PMid:32290531 PMCid:PMC7215854

2. Apte SS, Parks WC. (2015). Metalloproteinases: A parade of functions in matrix biology and an outlook for the future. Matrix Biology. 44-46: 1-6. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2015.04.005; PMid:25916966

3. Бабичев СА. (2014). Оптимизация процесса предобработки информации в системах кластеризации высокоразмерных данных. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2: 135-142. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-protsessa-predobrabotki-informatsii-v-sistemah-klasterizatsii-vysokorazmernyh-dannyh/viewer. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2014-2-19

4. Da Silva-Neto PV, do Valle VB, Fuzo CA, Fernandes TM, Toro DM, Fraga-Silva TFC et al. (2022). Matrix Metalloproteinases on Severe COVID-19 Lung Disease Pathogenesis: Cooperative Actions of MMP-8/MMP-2 Axis on Immune Response through HLA-G Shedding and Oxidative Stress. Biomolecules. 12 (5): 604. https://doi.org/10.3390/biom12050604; PMid:35625532 PMCid:PMC9138255

5. Fingleton B. (2017). Matrix metalloproteinases as regulators of inflammatory processes. Biochimica et Biophysica Acta — Molecular Cell Research. 1864 (11): 2036-2042. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2017.05.010; PMid:28502592

6. Gautam SS, O'Toole RF. (2016). Convergence in the Epidemiology and Pathogenesis of COPD and Pneumonia. COPD: Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 13 (6): 790-798. https://doi.org/10.1080/15412555.2016.1191456; PMid:27310416

7. Gelzo M, Cacciapuoti S, Pinchera B, De Rosa А, Cernera G, Scialò F et al. (2022). Matrix metalloproteinases (MMP) 3 and 9 as biomarkers of severity in COVID-19 patients. Scientific Reports. 12: 1212. https://doi.org/10.1038/s41598-021-04677-8; PMid:35075175 PMCid:PMC8786927

8. Gkouveris I, Nikitakis NG, Aseervatham J, Rao N, Ogbureke KUE. (2017). Matrix metalloproteinases in head and neck cancer: current perspectives. Metalloproteinases In Medicine. 4: 47-61. https://doi.org/10.2147/MNM.S105770

9. Hardy E, Fernandez-Patron C. (2021). Targeting MMP-Regulation of Inflammation to Increase Metabolic Tolerance to COVID-19 Pathologies: A Hypothesis. Biomolecules. 11 (3): 390. https://doi.org/10.3390/biom11030390; PMid:33800947 PMCid:PMC7998259

10. Huang X, Mu X, Deng L, Fu A, Pu E, Tang T, Kong X. (2019). The etiologic origins for chronic obstructive pulmonary disease. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 14: 1139-1158. https://doi.org/10.2147/COPD.S203215; PMid:31213794 PMCid:PMC6549659

11. Jabłońska-Trypuć A, Matejczyk M, Rosochacki S. (2016). Matrix metalloproteinases (MMPs), the main extracellular matrix (ECM) enzymes in collagen degradation, as a target for anticancer drugs. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 31 (1): 177-183. https://doi.org/10.3109/14756366.2016.1161620; PMid:27028474

12. Качковська В.В. (2021). Матриксні металопротеїнази як маркери ремоделювання дихальних шляхів і потенційна терапевтична мішень у хворих на бронхіальну астму. Східноукраїнський медичний журнал. 9 (2): 174-188. https://doi.org/10.21272/eumj.

13. Karamanos NK, Theocharis AD, Piperigkou Z, Manou D, Passi A, Skandalis SS et al. (2021). A guide to the composition and functions of the extracellular matrix. Federation of European Biochemical Societies Journal. 288 (24): 6850-6912. https://doi.org/10.1111/febs.15776; PMid:33605520

14. Ke J, Ye J, Li M, Zhu Z. (2021). The Role of Matrix Metalloproteinases in Endometriosis: A Potential Target. Biomolecules. 11 (11): 1739. https://doi.org/10.3390/biom11111739; PMid:34827737 PMCid:PMC8615881

15. Красносельський МВ, Сухін ВС, Гертман ВЗ, Сімонова-Пушкар ЛІ. (2018). Можливості діагностичного та прогностичного використання матриксних металопротеїназ в онкогінекології. Актуальні проблеми сучасної медицини. 18 (1): 313-317. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mozhlivosti-diagnostichnogo-ta-prognostichnogo-vikoristannya-matriksnih-metaloproteyinaz-v-onkoginekologiyi.

16. Laronha H, Caldeira J. (2020). Structure and Function of Human Matrix Metalloproteinases. Cells. 9 (5): 1076. https://doi.org/10.3390/cells9051076; PMid:32357580 PMCid:PMC7290392

17. Li Y, Fu X, Ma J, Zhang J, Hu Y, Dong W et al. (2019). Altered respiratory virome and serum cytokine profile associated with recurrent respiratory tract infections in children. Nature Communications. 10: 2288. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10294-x; PMid:31123265 PMCid:PMC6533328

18. Potey PM, Rossi AG, Lucas CD, Dorward DA. (2019). Neutrophils in the initiation and resolution of acute pulmonary inflammation: understanding biological function and therapeutic potential. The Journal of Pathology. 247: 672-685. https://doi.org/10.1002/path.5221; PMid:30570146 PMCid:PMC6492013

19. Raeeszadeh-Sarmazdeh M, Do LD, Hritz BG. (2020). Metalloproteinases and Their Inhibitors: Potential for the Development of New Therapeutics. Cells. 9 (5): 1313. https://doi.org/10.3390/cells9051313; PMid:32466129 PMCid:PMC7290391

20. Ramírez-Martínez G, Jiménez-Álvarez LA, Cruz-Lagunas A, Ignacio-Cortés S, Gómez-García IA, Rodríguez-Reyna TS et al. (2022). Possible Role of Matrix Metalloproteinases and TGF-β in COVID-19 Severity and Sequelae. Journal of Interferon & Cytokine Research. 42 (8): 352-368. https://doi.org/10.1089/jir.2021.0222; PMid:35647937 PMCid:PMC9422783

21. Sarkar S, Ratho RK, Singh M, Singh MP, Singh A, Sharma M. (2022). Comparative Analysis of Epidemiology, Clinical Features, and Cytokine Response of Respiratory Syncytial and Human Metapneumovirus Infected Children with Acute Lower Respiratory Infections. Japanese Journal of Infectious Diseases. 75 (1): 56-62. https://doi.org/10.7883/yoken.JJID.2021.151; PMid:34193665

22. Sebina I, Phipps S. (2020). The Contribution of Neutrophils to the Pathogenesis of RSV Bronchiolitis. Viruses. 12 (8): 808. https://doi.org/10.3390/v12080808; PMid:32726921 PMCid:PMC7472258

23. Волошин OM, Марушко ЮВ. (2021). Особливості клітинного імунітету у дітей дошкільного віку з рекурентними респіраторними захворюваннями. Вісник проблем біології і медицини. 1: 337-342. https://doi.org/10.29254/2077-4214-2021-1-159-337-342.

24. XuChen X, Weinstock J, Arroyo M, Salka K, Chorvinsky E, Abutaleb K et al. (2021). Airway Remodeling Factors During Early-Life Rhinovirus Infection and the Effect of Premature Birth. Frontiers in Pediatrics. 9: 610478. https://doi.org/10.3389/fped.2021.610478; PMid:33718297 PMCid:PMC7952989

25. Young D, Das N, Anowai A, Dufour A. (2019). Matrix Metalloproteases as Influencers of the Cells' Social Media. International Journal of Molecular Sciences. 20 (16): 3847. https://doi.org/10.3390/ijms20163847; PMid:31394726 PMCid:PMC6720954

26. Zinter MS, Delucchi KL, Kong MY, Orwoll BE, Spicer AS, Lim MJ et al. (2019). Early Plasma Matrix Metalloproteinase Profiles. A Novel Pathway in Pediatric Acute Respiratory Distress Syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 199 (2): 181-189. https://doi.org/10.1164/rccm.201804-0678OC; PMid:30114376 PMCid:PMC6353006