Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2021; 88(5):344-353 | DOI: 10.55095/achot2021/051
Příspěvek k odlišení zánětlivých a nezánětlivých kloubních výpotků pomocí miRNA a dalších zánětlivých biomarkerůPůvodní práce
- 1 Institute of Laboratory Medicine, Department of Clinical Biochemistry, University Hospital Ostrava
- 2 The Department of Epidemiology and Public Health, Faculty of Medicine, University of Ostrava
- 3 Orthopedic Department, University Hospital Ostrava
- 4 Department of Biomedical Sciences, Faculty of Medicine, University of Ostrava
- 5 Department of Epidemiology and Public Health, Faculty of Medicine, University of Ostrava
PURPOSE OF THE STUDY:
The aim of the study was to determine miR-146a-5p, miR-223-3p and miR-23a-3p by an enzyme immunoassay in patients with inflammatory and non-inflammatory joint effusion and to verify the usefulness of these miRNAs as biomarkers of joint inflammation.
MATERIAL AND METHODS:
Synovial fluid (SF) samples were collected from 82 patients. The group consisted of 60 non-inflammatory, 11 inflammatory-non-pyogenic, 11 inflammatory-pyogenic SF. SF miRNA was isolated by RNA Isolation Kit Plasma/Serum. The concentrations of miRNA were determined by enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA), C-reactive protein, interleukin-6 and procalcitonin on automatic analyser, presepsin on POCT system, interleukin-1 and human neutrofil defensins 1-3 by ELISA.
RESULTS:
A statistically significant negative correlation was found between miR-146-5p and miR-223-3p, WBC, IL-1β, IL-6 and CRP (P < 0.05) in all groups; a statistically significant positive correlation was found between miR-223-3p and miR-23a-3p, WBC, PMN, IL-1beta, IL-6 and HNP1-3, as well as a positive correlation of miR-23a-3p with IL-1β, IL-6 and HNP1-3. A statistically significant difference was found between miR-146a-5p, miR-223-3p and miR-23a-3p and individual SF groups, P = 0.006, P < 0.001, respectively. PMN, WBC, Il-1β, IL-6, HNP 1-3 predicted the inflammatory processes with excellent diagnostic power (AUC > 0.9). The clinical relevance expressed by effect size was the strongest in miR-223-3p, PMN, IL-1 , HNP 1-3 between non-inflammatory and inflammatory-pyogenic group.
CONCLUSIONS:
Our study quantified the SF miRNA by ELISA. We have shown that miR-146a-5p, miR-223-3p and miR-23a-3p can be an important group of biomarkers for the detection and monitoring of various pathophysiological conditions in synovial fluid, including inflammatory conditions.
Klíčová slova: miRNA, synovial fluid, inflammatory joint disease, enzyme-linked immunosorbent assay
Zveřejněno: 15. říjen 2021 Zobrazit citaci
ACS | AIP | APA | ASA | Harvard | Chicago | Chicago Notes | IEEE | ISO690 | MLA | NLM | Turabian | Vancouver |
Reference
- Berbari E, Mabry T, Tsaras G, Spangehl M, Erwin PJ, Murad MH, Steckelberg J, Osmon D. Inflammatory blood laboratory levels as markers of prosthetic joint infection: a systematic review and meta-analysis. J Bone Joint Surg Am. 2010;92:2102-2109.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Bhaumik D, Scott GK, Schokrpur S, Patil CK, Orjalo AV, Rodier F, Lithgow GJ, Campisi J. MicroRNAs miR-146a/b negatively modulate the senescence-associated inflammatory mediators IL-6 and IL-8. Aging (Albany NY). 2009;1:402-411.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Bonanzinga T, Ferrari MC, Tanzi G, Vandenbulcke F, Zahar A, Marcacci M. The role of alpha defensin in prosthetic joint infection (PJI) diagnosis: a literature review. EFORT Open Rev. 2019;4:10-13.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Citrome L. Quantifying clinical relevance. Innov Clin Neurosci. 2014;11:26-30.
- Cohen J. A power primer. Psychol Bull. 1992;112:155-159.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Dellett M, Simpson DA. Considerations for optimization of microRNA PCR assays for molecular diagnosis. Expert Rev Mol Diagn. 2016;16:407-414.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Ettinger M, Calliess T, Kielstein JT, Sibai J, Brückner T, Lichtinghagen R, Windhagen H, Lukasz A. Circulating biomarkers for discrimination between aseptic joint failure, low-grade infection, and high-grade septic failure. Clin Infect Dis. 2015;61:332-341.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Filková M, Aradi B, Senolt L, Ospelt C, Vettori S, Mann H, Filer A, Raza K, Buckley CD, Snow M, Vencovský J, Pavelka K, Michel BA, Gay RE, Gay S, Jüngel A. Association of circulating miR-223 and miR-16 with disease activity in patients with early rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis. 2014;73:1898-1904.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Frey N, Olson EN. Cardiac hypertrophy: the good, the bad, and the ugly. Annu Rev Physiol. 2003;65:45-79.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Gao P, Tchernyshyov I, Chang TC, Lee YS, Kita K, Ochi T, Zeller KI, De Marzo AM, Van Eyk JE, Mendell JT, Dang CV. c-Myc suppression of miR-23a/b enhances mitochondrial glutaminase expression and glutamine metabolism. Nature. 2009;458:762-765.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Glehr M, Friesenbichler J, Hofmann G, Bernhardt GA, Zacherl M, Avian A, Windhager R, Leithner A. Novel biomarkers to detect infection in revision hip and knee arthroplasties. Clin Orthop Relat Res. 2013;471:2621-2628.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Goldring MB. Osteoarthritis and cartilage: the role of cytokines. Curr Rheumatol Rep. 2000;2:459-465.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Gollwitzer H, Dombrowski Y, Prodinger PM, Peric M, Summer B, Hapfelmeier A, Saldamli B, Pankow F, von Eisenhart-Rothe R, Imhoff AB, Schauber J, Thomas P, Burgkart R, Banke IJ. Antimicrobial peptides and proinflammatory cytokines in periprosthetic joint infection. J Bone Joint Surg Am. 2013;95:644-651.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Gottardo F, Liu CG, Ferracin M, Calin GA, Fassan M, Bassi P, Sevignani C, Byrne D, Negrini M, Pagano F, Gomella LG, Croce CM, Baffa R.Micro-RNA profiling in kidney and bladder cancers. Urol Oncol. 2007;25:387-392.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Guan YJ, Li J, Yang X, Du S, Ding J, Gao Y, Zhang Y, Yang K, Chen Q. Evidence that miR-146a attenuates aging- and trauma-induced osteoarthritis by inhibiting Notch1, IL-6, and IL-1 mediated catabolism. Aging Cell. 2018;17:e12752.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Hu J, Zhai C, Hu J, Li Z, Fei H, Wang Z, Fan W. MiR-23a inhibited IL-17-mediated proinflammatory mediators expression via targeting IKKalpha in articular chondrocytes. Int Immunopharmacol. 2017;43:1-6.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Hunter JJ, Chien KR. Signaling pathways for cardiac hypertrophy and failure. N Engl J Med. 1999;341:1276-1283.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Chhabra R, Dubey R, Saini N. Cooperative and individualistic functions of the microRNAs in the miR-23a~27a~24-2 cluster and its implication in human diseases. Mol Cancer. 2010;9:232.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Johnnidis JB, Harris MH, Wheeler RT, Stehling-Sun S, Lam MH, Kirak O, Brummelkamp TR, Fleming MD, Camargo FD. Regulation of progenitor cell proliferation and granulocyte function by microRNA-223. Nature. 2008;451:1125-1129.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Jovanovic M, Hengartner MO. miRNAs and apoptosis: RNAs to die for. Oncogene. 2006;25:6176-6187.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Li YH, Tavallaee G, Tokar T, Nakamura A, Sundararajan K, Weston A, Sharma A, Mahomed NN, Gandhi R, Jurisica I, Kapoor M. Identification of synovial fluid microRNA signature in knee osteoarthritis: differentiating early- and late-stage knee osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2016; 24:1577-1586.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Liu S, Liu C, Wang Z, Huang J, Zeng Q. microRNA-23a-5p acts as a potential biomarker for sepsis-induced acute respiratory distress syndrome in early stage. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2016;62:31-37.
- Meng F, Henson R, Lang M, Wehbe H, Maheshwari S, Mendell JT, Jiang J, Schmittgen TD, Patel T. Involvement of human micro-RNA in growth and response to chemotherapy in human cholangiocarcinoma cell lines. Gastroenterology. 2006;130:2113-2129.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Murata K., Yoshitomi H., Tanida S., Ishikawa M., Nishitani K., Ito H., Nakamura T. Plasma and synovial fluid microRNAs as potential biomarkers of rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 2010;12:86.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nahid MA, Pauley KM, Satoh M, Chan EK. miR-146a is critical for endotoxin-induced tolerance: implication in innate immunity. J Biol Chem. 2009;284:34590-34599.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nahid MA, Satoh M, Chan EK. Mechanistic role of microRNA-146a in endotoxin-induced differential cross-regulation of TLR signaling. J Immunol. 2011;186:1723-1734.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nakasa T, Miyaki S, Okubo A, Hashimoto M, Nishida K, Ochi M, Asahara H. Expression of microRNA-146 in rheumatoid arthritis synovial tissue. Arthritis Rheum. 2008;58:1284-1292.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nziza N, Jeziorski E, Delpont M, Cren M, Chevassus H, Carbasse A, Mahe P, Abassi H, Joly-Monrigal P, Schordan E, Mangé A, Jorgensen C, Apparailly F, Duroux-Richard I. Synovial-fluid miRNA signature for diagnosis of juvenile idiopathic arthritis. Cells. 2019;8:1521.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- O'Brien J, Hayder H, Zayed Y, Peng C. Overview of microRNA biogenesis, mechanisms of actions, and circulation. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:402.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- O'Connell RM, Rao DS, Baltimore D. microRNA regulation of inflammatory responses. Annu Rev Immunol. 2012;30:295-312.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Parvizi J, Tan TL, Goswami K, Higuera C, Della Valle C, Chen AF, Shohat N. The 2018 definition of periprosthetic hip and knee infection: an evidence-based and validated criteria. J Arthroplasty. 2018;33:1309-1314.e2.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Parvizi J, Zmistowski B, Berbari EF, Bauer TW, Springer BD, Della Valle CJ, Garvin KL, Mont MA, Wongworawat MD, Zalavras CG. New definition for periprosthetic joint infection: from the Workgroup of the Musculoskeletal Infection Society. Clin Orthop Relat Res. 2011;469:2992-2994.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Pauley KM, Cha S, Chan EK. MicroRNA in autoimmunity and autoimmune diseases. J Autoimmun. 2009;32:189-194.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Pauley KM, Cha S. miRNA-146a in rheumatoid arthritis: a new therapeutic strategy. Immunotherapy. 2011;3:829-831.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Perry MM, Moschos SA, Williams AE, Shepherd NJ, Larner-Svensson HM, Lindsay MA. Rapid changes in microRNA-146a expression negatively regulate the IL-1beta-induced inflammatory response in human lung alveolar epithelial cells. J Immunol. 2008;180:5689-5698.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Randau TM, Friedrich MJ, Wimmer MD, Reichert B, Kuberra D, Stoffel-Wagner B, Limmer A, Dieter C Wirtz DC, Gravius G. Interleukin-6 in serum and in synovial fluid enhances the differentiation between periprosthetic joint infection and aseptic loosening. PLoS One. 2014;9:e89045.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Rottiers V, Näär AM. MicroRNAs in metabolism and metabolic disorders. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13:239-250.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Saumet A, Vetter G, Bouttier M, Portales-Casamar E, Wasserman WW, Maurin T, Mari B, Barbry P, Vallar L, Friederich E, Arar K, Cassinat B, Chomienne C, Lecellier CH. Transcriptional repression of microRNA genes by PML-RARA increases expression of key cancer proteins in acute promyelocytic leukemia. Blood. 2009;113:412-421.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Shenoy A, Blelloch RH. Regulation of microRNA function in somatic stem cell proliferation and differentiation. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;5:565-576.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Si X, Cao D, Chen J, Nie Y, Jiang Z, Chen MY, Wu JF, Guan XD. miR23a downregulation modulates the inflammatory response by targeting ATG12mediated autophagy. Mol Med Rep. 2018;18:1524-1530.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Stanczyk J, Pedrioli DM, Brentano F, Sanchez-Pernaute O, Kolling C, Gay RE, Detmar M, Gay S, Kyburz D. Altered expression of MicroRNA in synovial fibroblasts and synovial tissue in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum. 2008;58:1001-1009.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Stata Version 13, Stata Press Publication, Texas, 2013.
- Taganov KD, Boldin MP, Chang KJ, Baltimore D. NF-B-dependent induction of microRNA miR-146, an inhibitor targeted to signaling proteins of innate immune responses. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006;103:12481-12486.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Tavallaee G, Rockel JS, Lively S, Kapoor M. MicroRNAs in Synovial Pathology Associated With Osteoarthritis. Front Med (Lausanne). 2020;7:376..
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Wada S, Kato Y, Okutsu M, Miyaki S, Suzuki K, Asahara H, Ushida T, Akimoto T. miR-23a attenuates skeletal muscle atrophy by targeting MAFbx/atrogin-1 and MuRF1. J Physiol Sci. 2009;59:216-216.
Přejít k původnímu zdroji...
- Wang HJ, Zhang PJ, Chen WJ, Feng D, Jia YH, Xie LX. Four serum microRNAs identified as diagnostic biomarkers of sepsis. J Trauma Acute Care Surg. 2012;73:850-854.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Wang J, Chen J, Sen S. MicroRNA as biomarkers and diagnostics. J Cell Physiol. 2016;231:25-30.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Wang JF, Yu ML, Yu G, Bian JJ, Deng XM, Wan XJ, Zhu KM. Serum miR-146a and miR-223 as potential new biomarkers for sepsis. Biochem Biophys Res Commun. 2010;394:184-188.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Xi X, Zhang C, Han W, Zhao H, Zhang H, Jiao J. MicroRNA-223 is upregulated in active tuberculosis patients and inhibits apoptosis of macrophages by targeting FOXO3. Genet Test Mol Biomarkers. 2015;19:650-656.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...