The role of ß2-adrenergic receptor gene polymorphisms in the pharmacological response to bronchial asthma therapy
- Authors: Pavlova KS1, Mdinaradze DS1, Kofiadi IA1, Kurbacheva OM1
-
Affiliations:
- NRC Institute of Immunology FMBA of Russia
- Issue: Vol 16, No 1 (2019)
- Pages: 13-22
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/raj/article/view/120435
- DOI: https://doi.org/10.36691/RJA16
- ID: 120435
Cite item
Full Text
Abstract
This article represents an abstract and analytical review of studies devoted to the polymorphisms of β2-adrenergic receptor gene (ADRB2) and their associations with the degree of severity of bronchial asthma (BA) and response to standard pharmacotherapy. The results of the analysis showed a high heterogeneity of the data obtained, which is aggravated by different goals, objectives and study design. If the polymorphism of ADRB2 gene affects the expression of this receptor, it is possible that these asthma patients will show a low response to SABA / LABA; short- and long-acting anticholinergics will be preferred as bronchodilators. It is impossible to make a unique conclusion about the association between the polymorphisms of ADRB2 gene and the SABA / LABA responsiveness according to the results of analyzed publications. Data of the prevalence of homozygous alleles and studied associations among different populations are contradictory. Achievement of the asthma symptoms control is the main goal of asthma therapy. At the same time it’s impossible for a limited number of asthma patients in spite of the provision of current effective pharmacological resources. These aspects necessitate the research of the molecular-genetic mechanisms of pathogenesis in order to improve diagnostics and individual approach to the pharmacotherapy choice for patients with poor asthma control.
Keywords
ADRB2, Arg16, Gly16, bronchial asthma, background therapy, asthma control, the polymorphisms β-adrenergic receptor gene, ADRB2, Arg16, Gly16, bronchodilators, short-acting ß-agonists, SABA, long-acting β-agonists, LABA, short-acting anticholinergics, SAMA, long-acting anticholinergic, LAMA, tiotropium bromide
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
K S Pavlova
NRC Institute of Immunology FMBA of Russia
Email: ksenimedical@gmail.com
кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения бронхиальной астмы
D S Mdinaradze
NRC Institute of Immunology FMBA of Russiaординатор отделения бронхиальной астмы
I A Kofiadi
NRC Institute of Immunology FMBA of Russiaдоктор биологических наук, зав. лабораторией молекулярной иммуногенетики
O M Kurbacheva
NRC Institute of Immunology FMBA of Russiaпрофессор, доктор медицинских наук, зав. отделением бронхиальной астмы
References
- Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению бронхиальной астмы. Российское респираторное общество. 2016. Источник публикации: http:// spulmo.ru
- Функциональная диагностика в пульмонологии, практическое руководство. Под ред. Чучалина А.Г. 2009;64
- Рациональная фармакотерапия аллергических заболеваний. Под ред. Хаитова Р.М., Ильиной Н.И., Латышевой Т.В., Лусс Л.В. М.: Издательство «Литерра». 2007
- Global Initiative for Asthma (GINA) Global strategy for asthma management and prevention (Dec. 2009 update). http:// ginasthma.org/.
- Зыков К.А., Агапова О.Ю. Ингаляционные бета-агонисты и М-холинолитики при бронхиальной астме с позиций рецепторных взаимодействий. Трудный пациент. 2011;9(11):16-19
- Nadel JA. Autonomic control of airway smooth muscle and airway secretions. Am Rev Respir Dis. 1977;115:117-126. doi: 10.1164/ARRD.1977.115.S.117.
- Яковлева ОВ, Яковлев АВ, Ситдикова Г.Ф. Аденилатциклазная и гуанилатциклазная системы внутриклеточных вторичных посредников. Учебное пособие. Казань, 2009
- Емельянов А.В. Использование β2-адреномиметика длительного действия формотерола при лечении бронхиальной астмы. Consilium medicum. 2007;9(3):47-51
- Barnes PJ. Effect of beta-agonists on inflammatory cells. J. Allergy Clin Immunol. 1999;104:S10-7. doi: 10.1016/S0091-6749(99)70269-1.
- Балаболкин ИИ, Булгакова ВА, Пинелис ВГ, Тюменцева Е.С. Фармакогенетика и индивидуализированный подход к терапии бронхиальной астмы. Бюллетень сибирской медицины. 2017;16(2):20-31
- Johnson M. The β-adrenoreceptor. Am J. Respir Crit Care Med. 1998;158:146-152. doi: 10.1164/ajrccm.158.supple-ment_2.13tac110.
- Barnes PJ. Beta-adrenergic receptors and their regulation. Am J. Respir Crit Care Med. 1995;152:838-860. DOI: 10.1164/ AJRCCM.152.3.7663795.
- Синопальников АИ , Клячкина И.Л. β2-aгонисты: роль и место в лечении бронхиальной астмы. Российский Аллергологический Журнал. 2002;5:236-241
- Княжеская НП, Новиков Ю.К. Формотерол в медикаментозной терапии хронических обструктивных заболеваний легких. Справочник поликлинического врача. 2006;8:44-47
- American Thoracic Society. Standards for the diagnosis and care with chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis. 1995;152:S77-S120. doi: 10.1164/ajrccm/136.1.225.
- Фрейдин МБ, Пузырев ВП, Огородова ЛМ, Кобякова ОС, Кулманакова И.М. Полиморфизм генов интерлейкинов и их рецепторов: популяционная распространенность и связь с атопической бронхиальной астмой. Генетика. 2002;38(12);1710-1718
- Делягин ВМ, Аракчеева ЕЕ, Уразбагамбетов А., Будчанов Ю.И. Генетика бронхиальной астмы и атопии. Медицинский совет. 2012;5:33-39
- Асанов АЮ, Намазова ЛС, Пинелис ВГ, Журкова НВ, Вознесенская Н.И. Генетические основы бронхиальной астмы. Педиатрическая фармакология. 2008;5(4):31-33
- Onaran HO, Costa T. Rodbard D. Beta gamma subunits of guanine nucleotide-binding proteins and regulation of spontaneous receptor activity: thermodynamic model for the interaction between receptors and guanine nucleotide-binding protein subunits. Molecular Pharmacology. 1993;43(2);245-256.
- Wechsler M., Lehman E., Lazarus S. National Heart, Lung and Blood Institute’s Asthma Clinical Research Network. beta-Adrenergic receptor polymorphisms and response to salmeterol. American Journal Respir Crit Care Medicine. 2006;173:519-526. doi: 10.1164/RCCM.200509-1519OC.
- Martinez ED, Graves PE, Baldini M., Solomon S., Erickson R. Association between genetic polymorphisms of the β2-adreno ceptor and response to albuterol in children with and without a history of wheezing. J. Clin Invest. 1997;10:3184-3188. doi: 10.1172/JCI119874.
- Contopoulos-Ioannidis DG, Eleni N. Manoli, John P. A Ioannidis. Meta-analysis of the association of beta2-adrenergic receptor polymorphisms with asthma phenotypes. JACI. 2005;115(5):963-972. doi: 10.1016/j.jaci.2004.12.1119.
- Karam RA, Sabbah NA, Zidan HE, Rahman HMA. Association between Genetic Polymorphisms of ß2 Adrenergic Receptors and Nocturnal Asthma in Egyptian children. J. Investig Allergol Clin Immunol. 2013;23(4):262-266.
- Ferdinands JM, Mannino DM, Gwinn ML, Bray MS. ADRB2 Arg16Gly Polymorphism, Lung Function, and Mortality: Results from the Atherosclerosis Risk in Communities Study. PLoS ONE. 2007;2(3):e289. doi: 10.1371/journal. pone.0000289.
- Basu K., Palmer CN, Tavendale R., Lipworth J. Adrenergic beta(2)-receptor genotype predisposes to exacerbations in steroid-treated asthmatic patients taking frequent albuterol or salmeterol. Allergy Clin Immunol. 2009;126(6):1188-1194. doi: 10.1016/j.jaci.2009.07.043.
- Taylor DR, Drazen JM, Herbison GP, Yandava CN, Hancox RJ, Town G. Asthma exacerbations during long term beta agonist use: influence ofbeta(2) adrenoceptor polymorphism. Thorax. 2000;55:762-767. doi: 10.1136/thorax.55.9.762.
- Саркисян Л.К. Полиморфизм гена бета-2-адренорецептора и тяжесть течения бронхиальной астмы. Вестник РУДН. Серия «Медицина». 2006;1:141-142
- Федорова ЮЮ, Карунас АС, Мурзина РР, Мухтарова ЛА, Рамазанова НН, Гималова ГФ, Исследование ассоциации полиморфных вариантов гена β2-адренергического рецептора с бронхиальной астмой у русских. Пульмонология. Антимикробная терапия. 2013;5(74):116-120
- Turki J., Pak J., Green SA, Martin RJ, Liggett SB. Genetic polymorphisms of the ß2-adrenergic receptor in nocturnal and non-nocturnal asthma: evidence that Gly16 correlates with the nocturnal phenotype. Journal of Clinical Investigation. 1995;95(4):1635-1641. doi: 10.1172/JCI117838.
- Wechsler ME, Kunselman SJ, Chinchilli VM, Bleecker E., Boushey HA, Calhoun WJ. Effect of beta2-adrenergic receptor polymorphism on response to longacting beta2 agonist in asthma (LARGE trial): a genotype-stratified, randomized, placebo-controlled, crossover trial. Lancet. 2009;374(9703):1754-1764. doi: 10.1016/S0140-6736(09)61492-6.
- Park HW, Yang MS, Park CS, Kim TB, Moon HB, Min KU. Additive role of tiotropium in severe asthmatics and Arg16Gly in ADRB2 as a potential marker to predict response. Allergy. 2009;(64):778-783. doi: 10.1111/j.1398-9995.2008.01876.x.
- Bateman ED, Korman O., Schmidt P., Pivovarova A., Engel M., Fabbri LM. Tiotropium is noninferior to salmaterol in maintaining improved lung function in B16-Arg/Arg patients with asthma. J. Allergy Clin Immunol. 2011;(128):315-322. doi: 10.1016/j.jaci.2011.06.004.
- Брянцева ОН, Тихомиров ЕЕ, Журкова НВ, Вознесенская НИ, Баязутдинова ГМ, Аверьянова Н.С. Полиморфизм гена β2-адренергического рецептора и эффективность бронхолитической терапии у детей с бронхиальной астмой. Педиатрическая фармакология. 2007;4(3):35-39
- Jovicic N., Babic T., Dragicevic S., Nestorovic B., Nikolic A. ADRB2 gene polymorphisms and salbutamol responsiveness in serbian children with asthma. BJMG. 2018;(21):l33-138. doi: 10.2478/bjmg-2018-0007.
