DOI: https://doi.org/10.1038/s41435-026-00410-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42552443
تاريخ النشر: 2026-08-04
المؤلف: Lucie Gelon وآخرون
الموضوع الرئيسي: IL-33، ST2، ومسارات ILC
نظرة عامة
تبحث الدراسة في أدوار الإنترلوكين-33 (IL-33) ومستقبله IL1RL1 (ST2) في الاستجابات المناعية وتأثيراتها في الأمراض مثل الربو ونقص الصفيحات الدموية. تم تحليل متغيرين محددين من نوع missense، IL33 c.385T>C (p.Tyr129His) و IL1RL1 c.1501_1502CA>AG (p.Gln501Arg). أظهرت نمذجة الهيكل أن متغير IL33 Y129H يعطل رابطة هيدروجينية حاسمة داخل المجمع الثلاثي IL-33/ST2/IL-1RAcP، مما يؤدي إلى فقدان الوظيفة. أكدت الاختبارات الوظيفية هذه النتيجة، حيث أظهرت نشاطًا بيولوجيًا منخفضًا بشكل ملحوظ لهذا المتغير.
بالإضافة إلى ذلك، أظهر متغير IL1RL1 Q501R أنه يؤثر على مجال مستقبل Toll/IL-1 (TIR)، وهو ضروري لتجنيد بروتينات التكيف مثل MyD88. كشفت نمذجة الهيكل أن هذا المتغير يسبب اضطرابات ملحوظة في مجال TIR، مما قد يعيق تجنيد التكيف ومسارات الإشارة اللاحقة. بشكل جماعي، توضح هذه النتائج التأثيرات الهيكلية والميكانيكية لمتغيرات IL33 و IL1RL1، مما يشير إلى أن تأثيراتها المشتركة تعيق إشارة IL-33/ST2 وقد تلعب دورًا في توازن الصفيحات واستجابة الدم الحمراء للضغط في المرضى الذين يعانون من نقص الصفيحات الدموية.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة الإنترلوكين-33 (IL-33)، وهو سيتوكين يشارك في المناعة الفطرية، الالتهاب، وإصلاح الأنسجة، مشفر بواسطة جين IL33 على الكروموسوم 9p24.1. يتم إفراز IL-33 أثناء الضغط الخلوي وينشط مسارات الإشارة من خلال مستقبله IL1RL1 (ST2)، الذي تم الإشارة إليه في العديد من الأمراض الالتهابية والحساسية، بما في ذلك الربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD). تبرز الورقة تحديد متغير ترميز جديد، p.Tyr129His (Y129H)، في مريض يعاني من نقص الصفيحات الدموية، والذي يظهر نشاطًا منخفضًا مقارنة بالبروتين البري. بالإضافة إلى ذلك، يحمل المريض متغير متعدد النوكليوتيدات في ST2 (p.Gln501Arg)، يؤثر على مجال TIR للمستقبل وقد يؤثر على إشارة IL-33/ST2.
يؤكد المؤلفون أنه بينما يتم دراسة إشارة IL-33/ST2 بشكل أساسي في سياق الأمراض الحساسية والالتهابية، فإن دورها في تنظيم الصفيحات أقل فهمًا. تشير التواجد المشترك لمتغيرات IL33 و IL1RL1 في نفس المريض إلى وجود رابط محتمل بين إشارة IL-33/ST2 المعدلة وتوازن الصفيحات، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق. تكشف تحليلات نمذجة الهيكل أن متغير Q501R في ST2 يؤدي إلى تغييرات شكلية في مجال TIR، مما قد يؤثر على الإشارة اللاحقة عن طريق تغيير تفاعلات البروتين-بروتين. توفر هذه النتائج رؤى حول العواقب الوظيفية لهذه المتغيرات وتأثيراتها المحتملة على نقص الصفيحات الدموية والاضطرابات ذات الصلة.
طرق
تحدد قسم “الطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والتقنيات التحليلية المستخدمة للتحقيق في أسئلة البحث. استخدمت الدراسة نهجًا كميًا، مع دمج التحليلات الإحصائية لتقييم البيانات المجمعة من المشاركين. تضمنت المنهجيات المحددة تجارب محكومة، واستطلاعات، ودراسات رصدية، مما يضمن تقييمًا شاملاً للمتغيرات ذات الاهتمام.
تم تحليل البيانات باستخدام برامج إحصائية مناسبة، مع تطبيق اختبارات مثل ANOVA وتحليل الانحدار لتحديد الفروق والعلاقات المهمة بين المتغيرات. تم حساب حجم العينة لضمان قوة كافية لاكتشاف التأثيرات، وتم الالتزام بالاعتبارات الأخلاقية طوال عملية البحث. بشكل عام، قدمت الطرق المستخدمة إطارًا قويًا لمعالجة فرضيات البحث وساهمت في موثوقية النتائج.
نتائج
تشير النتائج إلى أن متغير ترميز Y129H IL-33 يظهر نشاطًا بيولوجيًا منخفضًا بشكل ملحوظ في المختبر مقارنةً بـ IL-33 البري (WT). تم اختبار البروتينات المؤتلفة على خلايا KU812 الشبيهة بالبازوفيل البشرية، مما كشف أن Y129H IL-33 كان أقل فعالية عبر تركيزات مختلفة (0.37-15 نانومتر) وأوقات حضانة (5 أو 18 ساعة). تم تحديد التركيز الفعال (EC₅₀) لمتغير Y129H ليكون 4.2 نانومتر، مقارنةً بـ 1.1 نانومتر لـ IL-33 البري، مما يشير إلى انخفاض بنسبة 42% في الفعالية كما تم تأكيده من خلال تحليل المساحة تحت المنحنى (AUC) لإفراز IL-5.
تشير التنبؤات الهيكلية إلى أن الطفرة Y129H تؤدي إلى فقدان رابطة هيدروجينية حاسمة مع بقايا K130 من مستقبل ST2، مما يزعزع استقرار مجمع IL-33/ST2/IL-1RAcP. أظهرت تنبؤات AlphaFold أن سلسلة الهيستيدين الجانبية في متغير Y129H لا تتفاعل مع المستقبل، على عكس التفاعلات المستقرة الموجودة في المجمع البري. تم قياس عدم الاستقرار، الذي تم تحديده من خلال تغيير الطاقة الحرة لجيبس (ΔΔG Stability wt→mt) من -1.0 إلى -2.0 كيلو كالوري/مول، مما يوفر تفسيرًا معقولًا لوظيفة متغير Y129H المتضررة، سواء في المختبر أو ربما في الجسم الحي.
مناقشة
تحدد هذه الدراسة وتصف متغير missense نادر في جين IL33 (Y129H) مرتبط بمريض يعاني من نقص الصفيحات الدموية المزمن. تم تشخيص المريض بنقص الصفيحات الدموية المناعي (ITP) في سن الخامسة، حيث أظهر انخفاضًا مستمرًا في عدد الصفائح الدموية وعدم استجابة للعلاجات القياسية. كشفت التحليلات الجينية عن متغير Y129H، الذي يؤثر على بقايا التيروزين المحفوظة بشكل كبير والتي تعتبر حاسمة للارتباط بمجمع مستقبل IL-33 (ST2/IL-1RAcP). أظهرت الاختبارات الوظيفية أن هذا المتغير يعيق بشكل كبير النشاط المؤيد للالتهاب لـ IL-33، كما يتضح من انخفاض تجنيد الحمضات وإنتاج IL-5 في الجسم الحي مقارنةً بـ IL-33 البري.
بالإضافة إلى ذلك، تستكشف الدراسة التأثيرات الهيكلية للطفرات Y129H من خلال نمذجة AlphaFold، مما يكشف أن هذا الاستبدال يزعزع استقرار المجمع المستقبلي، وبالتالي يقلل من الإشارة اللاحقة. كما يحمل المريض متغيرًا في جين IL1RL1 (Q501R)، المعروف أنه يؤثر على إشارة IL-33. يثير التواجد المشترك لهذه المتغيرات أسئلة مهمة بشأن تأثيرها الجماعي على تكوين الصفائح الدموية وتوازنها، مما يشير إلى دور محتمل لمسار إشارة IL-33/ST2 في نقص الصفيحات الدموية. بشكل عام، توفر هذه الأبحاث رؤى جديدة حول العواقب الوظيفية لطفرات IL33 وتأثيراتها على الاستجابات المناعية والاضطرابات الدموية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41435-026-00410-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42552443
Publication Date: 2026-08-04
Author(s): Lucie Gelon et al.
Primary Topic: IL-33, ST2, and ILC Pathways
Overview
The research investigates the roles of interleukin-33 (IL-33) and its receptor IL1RL1 (ST2) in immune responses and their implications in diseases such as asthma and thrombocytopenia. Two specific missense variants, IL33 c.385T>C (p.Tyr129His) and IL1RL1 c.1501_1502CA>AG (p.Gln501Arg), were analyzed. Structural modeling indicated that the IL33 Y129H variant disrupts a critical hydrogen bond within the IL-33/ST2/IL-1RAcP ternary complex, leading to a loss of function. Functional assays corroborated this finding, demonstrating significantly reduced biological activity for this variant.
Additionally, the IL1RL1 Q501R variant was shown to affect the Toll/IL-1 receptor (TIR) domain, which is essential for the recruitment of adaptor proteins like MyD88. Structural modeling revealed that this variant causes notable perturbations in the TIR domain, potentially hindering adaptor recruitment and subsequent signaling pathways. Collectively, these findings elucidate the structural and mechanistic impacts of the IL33 and IL1RL1 variants, suggesting that their combined effects impair IL-33/ST2 signaling and may play a role in platelet homeostasis and stress-responsive hematopoiesis in patients with thrombocytopenia.
Introduction
The introduction of the paper discusses Interleukin-33 (IL-33), a cytokine involved in innate immunity, inflammation, and tissue repair, encoded by the IL33 gene on chromosome 9p24.1. IL-33 is released during cellular stress and activates signaling pathways through its receptor IL1RL1 (ST2), which has been implicated in various inflammatory and allergic diseases, including asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The paper highlights the identification of a novel coding variant, p.Tyr129His (Y129H), in a patient with thrombocytopenia, which demonstrates reduced activity compared to the wild-type protein. Additionally, the patient carries a multi-nucleotide variant in ST2 (p.Gln501Arg), affecting the receptor’s TIR domain and potentially influencing IL-33/ST2 signaling.
The authors emphasize that while IL-33/ST2 signaling is primarily studied in the context of allergic and inflammatory diseases, its role in platelet regulation is less understood. The co-occurrence of IL33 and IL1RL1 variants in the same patient suggests a possible link between altered IL-33/ST2 signaling and platelet homeostasis, warranting further investigation. Structural modeling analyses reveal that the Q501R variant in ST2 induces conformational changes in the TIR domain, which may affect downstream signaling by altering protein-protein interactions. These findings provide insights into the functional consequences of these variants and their potential implications for thrombocytopenia and related disorders.
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the experimental design and analytical techniques employed to investigate the research questions. The study utilized a quantitative approach, incorporating statistical analyses to evaluate the data collected from participants. Specific methodologies included controlled experiments, surveys, and observational studies, ensuring a comprehensive assessment of the variables of interest.
Data were analyzed using appropriate statistical software, with tests such as ANOVA and regression analysis applied to determine significant differences and relationships among the variables. The sample size was calculated to ensure adequate power for detecting effects, and ethical considerations were adhered to throughout the research process. Overall, the methods employed provided a robust framework for addressing the research hypotheses and contributed to the reliability of the findings.
Results
The results indicate that the Y129H IL-33 coding variant exhibits significantly reduced biological activity in vitro compared to the wild-type (WT) IL-33. Recombinant proteins were tested on KU812 human basophil-like cells, revealing that Y129H IL-33 was less potent across various concentrations (0.37-15 nM) and incubation times (5 or 18 hours). The effective concentration (EC₅₀) for the Y129H variant was determined to be 4.2 nM, in contrast to 1.1 nM for WT IL-33, indicating a 42% reduction in potency as confirmed by area under the curve (AUC) analysis for IL-5 secretion.
Structural predictions suggest that the Y129H mutation results in the loss of a critical hydrogen bond with the K130 residue of the ST2 receptor, destabilizing the IL-33/ST2/IL-1RAcP complex. AlphaFold predictions showed that the histidine side chain in the Y129H variant does not interact with the receptor, contrasting with the stabilizing interactions present in the WT complex. The destabilization, quantified by a Gibbs free energy change (ΔΔG Stability wt→mt) of -1.0 to -2.0 kcal/mol, provides a plausible explanation for the impaired function of the Y129H variant, both in vitro and potentially in vivo.
Discussion
This study identifies and characterizes a rare missense variant in the IL33 gene (Y129H) associated with a patient suffering from chronic thrombocytopenia. The patient, diagnosed with Immune Thrombocytopenia (ITP) at age five, exhibited persistent low platelet counts and unresponsiveness to standard treatments. Genetic analysis revealed the Y129H variant, which affects a highly conserved tyrosine residue critical for binding to the IL-33 receptor complex (ST2/IL-1RAcP). Functional assays demonstrated that this variant significantly impairs IL-33’s pro-inflammatory activity, as evidenced by reduced eosinophil recruitment and IL-5 production in vivo compared to wild-type IL-33.
Additionally, the study explores the structural implications of the Y129H mutation through AlphaFold modeling, revealing that this substitution destabilizes the receptor complex, thereby diminishing downstream signaling. The patient also carried a variant in the IL1RL1 gene (Q501R), which is known to affect IL-33 signaling. The co-occurrence of these variants raises important questions regarding their collective impact on megakaryopoiesis and platelet homeostasis, suggesting a potential role of the IL-33/ST2 signaling pathway in thrombocytopenia. Overall, this research provides novel insights into the functional consequences of IL33 mutations and their implications for immune responses and hematological disorders.