Zmiany w składzie surowicy coraz częściej kojarzą się z układowym toczniem rumieniakowym (SLE), jednak bezpośredni wpływ tych metabolitów na funkcjonowanie komórek odpornościowych pozostaje słabo określony. Celem tego badania było zidentyfikowanie metabolitów krwi obwodowej związanych z SLE oraz ocena ich wpływu na apoptozę i wydzielanie cytokinów u limfocytów pochodzących od pacjentów z SLE.
Przeprowadziliśmy analizę randomizacji Mendelowskiej (MR) na dwóch próbach, aby zbadać związek między 565 metabolitami surowicy a SLE, wykorzystując model ważony odwrotną wariancją jako główne podejście analityczne. Istotne wyniki zostały zweryfikowane krzyżowo, korzystając z wcześniej opublikowanych danych z nieukierunkowanej metabolomiki opartych na chromatografii cieczowej-spektrometrii masowej (LC-MS). W eksperymentach funkcjonalnych limfocyty wyizolowane od pacjentów z SLE były stymulowane docelowymi metabolitami, a następnie oceniano apoptozę i wydzielanie cytokin.
Analiza MR wykazała 28 metabolitów istotnie związanych z SLE. Spośród nich cholesterol (OR = 1,462, 95% CI: 1,100-1,940, P = 0,008) oraz stearamid (OR = 0,125, 95% CI: 0,020-0,660, P = 0,014) zostały zweryfikowane za pomocą LC-MS i stwierdzono podwyższenie u pacjentów z SLE. Analiza charakterystyki pracy odbiornika wykazała silne wyniki diagnostyczne (AUC = 0,999 dla cholesterolu; AUC = 1,000 dla stearamidu). Funkcjonalnie oba metabolity indukowały zwiększoną apoptozę oraz zwiększoną wydzielanie TNF-α, IFN-γ oraz TGF-β1 w limfocytach SLE.
Podsumowując, nasze zintegrowane podejście łączące asocjację genetyczną, profilowanie metabolitów oraz testy funkcjonalne ujawnia, że cholesterol może przyczyniać się do zaburzeń odporności w SLE. Chociaż stearamid wykazywał negatywne powiązania z ryzykiem SLE w analizie MR, jego efekty in vitro odzwierciedlały efekty cholesterolu, co sugeruje złożoną i zależną od kontekstu rolę. Wyniki te podkreślają znaczenie metabolizmu lipidów w SLE i wspierają dalsze badania mechanistyczne oraz kliniczne nad jego wpływem immunologicznym.