Dermatomyositis
Patofizjologia i mechanizm
Dermatomyositis (DM) to rzadkie, immunologicznie uwarunkowane zapalenie mięśni i skóry, zaliczane do idiopatycznych miopatii zapalnych. Patogeneza DM opiera się na humoralnym ataku przeciwciał na naczynia włosowate mięśni i śródbłonek tętniczek, z aktywacją dopełniacza (C3b, C4b, MAC C5b-C9) prowadzącą do uszkodzenia śródbłonka, niedokrwienia i martwicy włókien mięśniowych, szczególnie perifascykularnych. Charakterystyczne są autoprzeciwciała swoiste dla zapalenia mięśni (MSAs), takie jak anty-Mi-2, anty-MDA5, anty-TIF1, anty-NXP2 i anty-SAE, które mogą mieć rolę patogenną. Kluczową rolę odgrywa nadekspresja ścieżki interferonów typu I i II, prowadząca do stanu prozapalnego, nadekspresji MHC klasy I oraz dysfunkcji mitochondrialnej, co potwierdzają badania molekularne i immunohistochemiczne. W patogenezie uczestniczą limfocyty B, CD4+, komórki dendrytyczne plazmacytoidalne oraz neutrofile, a także cytokiny prozapalne, m.in. IL-17 i IL-6. Waskulopatia, zwłaszcza w młodzieńczej postaci DM (JDM), prowadzi do okluzji naczyń i niedokrwienia tkanek. DM u dorosłych wiąże się z ryzykiem nowotworów, szczególnie w kontekście autoprzeciwciał anty-TIF1γ.
- Patogeneza Dermatomyositis
- Udział układu immunologicznego
- Rola autoprzeciwciał
- Rola interferonów
- Rola komórek B i T
- Rola mitochondriów
- Czynniki genetyczne i środowiskowe
- Waskulopatia
- Związek z nowotworami
- Mechanizmy molekularne
- Ekspresja MHC i stres retikulum endoplazmatycznego
- Rola neutrofili i NETs (neutrophil extracellular traps)
- YKL-40 i nowe mechanizmy zapalne
- Różnice między odmianami Dermatomyositis
- Postać młodzieńcza (Juvenile Dermatomyositis, JDM)
- Dermatomyositis związane z przeciwciałami anty-MDA5
- Implikacje terapeutyczne
Patogeneza Dermatomyositis
Dermatomyositis (DM) jest rzadką nabytą immunologicznie uwarunkowaną chorobą mięśni, charakteryzującą się osłabieniem mięśni i wysypką skórną. Jest klasyfikowana jako jedna z idiopatycznych miopatii zapalnych (IIM). Chociaż dokładna przyczyna dermatomyositis pozostaje nieznana, w jej patogenezie uczestniczy wiele czynników genetycznych, immunologicznych i środowiskowych, które prowadzą do złożonej kaskady zdarzeń patofizjologicznych123.
Udział układu immunologicznego
W patogenezie dermatomyositis kluczową rolę odgrywają zarówno mechanizmy odporności wrodzonej, jak i nabytej. W przeciwieństwie do polymyositis, która jest mediowana głównie przez limfocyty T CD8+, dermatomyositis jest uważana za chorobę zależną od przeciwciał, w której dochodzi do ataku humoralnego skierowanego przeciwko naczyniom włosowatym mięśni i śródbłonkowi tętniczek12.
Mechanizm zapalenia naczyniowego
Proces patologiczny rozpoczyna się od aktywacji czynnika dopełniacza C3, który tworzy fragmenty C3b i C4b. Prowadzi to do powstania neoantygenów C3bNEO oraz kompleksu atakującego błonę (MAC, membrane attack complex) C5b-C9, które są odkładane w naczyniach krwionośnych w obrębie endomysium123.
Kompleks MAC powoduje zapalenie, uszkodzenie śródbłonka i lizy naczyń włosowatych, co prowadzi do niedokrwienia tkanki mięśniowej. W wyniku tego procesu dochodzi do hipoksycznego uszkodzenia włókien mięśniowych, szczególnie tych położonych na obwodzie, które są najbardziej oddalone od naczyń krwionośnych i w największym stopniu narażone na niedokrwienie12.
Z czasem gęstość naczyń włosowatych zmniejsza się, a włókna mięśniowe ulegają martwicy i degeneracji. Charakterystycznym obrazem histologicznym w dermatomyositis jest zanik perifascykularny, który początkowo występuje na obwodzie pęczka mięśniowego, ale w miarę postępu choroby włókna martwicze i zwyrodniałe pojawiają się w całym mięśniu23.
Rola autoprzeciwciał
Dermatomyositis charakteryzuje się obecnością autoprzeciwciał, które są konwencjonalnie dzielone na przeciwciała swoiste dla zapalenia mięśni (MSAs – myositis-specific autoantibodies) i przeciwciała związane z zapaleniem mięśni (MAAs – myositis-associated autoantibodies). Poszczególni pacjenci rzadko generują jednocześnie więcej niż jedno MSA2.
Wśród MSAs występujących w dermatomyositis wyróżnia się:1
Chociaż autoprzeciwciała są wykrywane u pacjentów z dermatomyositis, ich dokładna rola w patogenezie pozostaje niejasna. Niektóre badania sugerują, że potencjalna patogeniczność przynajmniej części autoprzeciwciał jest prawdopodobna, co potwierdzają obserwacje dotyczące nadekspresji odpowiednich autoantygenów u pacjentów z IIM12.
Badania nad rolą określonych autoprzeciwciał dostarczają coraz więcej informacji na temat ich znaczenia w patogenezie. Na przykład, przeciwciała anty-TIF1 obecne w surowicy pacjentów z dermatomyositis mogą odgrywać rolę w patogenezie choroby. W badaniach na myszach wykazano, że wstrzyknięcie TIF1 prowadzi do wytworzenia limfocytów T specyficznych dla TIF1 i autoprzeciwciał anty-TIF1, wywołując zapalenie mięśni. Co istotne, nasilenie choroby było znacznie zmniejszone, gdy TIF1 wstrzykiwano myszom, które nie miały zdolności do prezentowania antygenów limfocytom T CD8+, co sugeruje, że autoreaktywne limfocyty T CD8+ przeciwko TIF1 przyczyniają się do patogenezy dermatomyositis1.
Rola interferonów
Jednym z kluczowych elementów patogenezy dermatomyositis jest nadmierna aktywacja ścieżki sygnałowej interferonów (IFN), szczególnie interferonów typu I i II. Badania transkryptomu i badania oparte na białkach w różnych tkankach potwierdzają, że dysregulacja ścieżki IFN jest istotnym elementem patogenezy DM12.
Zwiększona ekspresja genów regulowanych przez interferon i białek regulowanych przez interferon była konsekwentnie obserwowana we krwi, mięśniach i skórze pacjentów z DM i korelowała z aktywnością choroby1. Interferon typu I może powodować stan prozapalny, nadekspresję MHC klasy I oraz nieimmunologiczną toksyczność poprzez uszkodzenie mitochondriów i stres retikulum endoplazmatycznego1.
Komórki dendrytyczne plazmacytoidalne (pDC), które są zaangażowane w wrodzony układ odpornościowy i produkują duże ilości interferonu alfa i beta in vivo po stymulacji wirusowej, zostały znalezione w mięśniach, krwi obwodowej i naskórku zmian skórnych u pacjentów z dermatomyositis. Nadprodukcja białek interferonu alfa/beta może prowadzić do uszkodzenia śródbłonka i włókien mięśniowych1.
Interesującym odkryciem jest fakt, że dodanie interferonu alfa do komórek mięśni szkieletowych in vitro zwiększa produkcję mitochondrialnych reaktywnych form tlenu (ROS). Sugeruje to, że interferon jest powiązany z wieloma biomarkerami lub mechanizmami w DM, w tym z dysfunkcją mitochondrialną, neutrofilami/NETs (neutrophil extracellular traps) i zmianami naczyniowymi1.
Rola komórek B i T
W patogenezie dermatomyositis uczestniczą zarówno komórki B, jak i T. Limfocyty B i komórki CD4+ (pomocnicze) są obecne w dużej liczbie w reakcji zapalnej związanej z naczyniami krwionośnymi1.
Zwiększone uwalnianie cytokin prozapalnych i chemokin zwiększa ekspresję cząsteczek adhezyjnych na błonie komórkowej śródbłonka, ułatwiając migrację aktywowanych limfocytów T CD4+, limfocytów B i makrofagów do tkanki endomysium1.
W biopsjach mięśni DM obserwuje się naciek zapalny składający się z limfocytów T i B, komórek dendrytycznych plazmacytoidalnych (pDC) i makrofagów, ułożonych w rozkładzie okołonaczyniowym i perifascykularnym, z zakrzepicą naczyń włosowatych i odkładaniem kompleksu atakującego błonę i dopełniacza1.
Badania wykazały, że komórki TH17, które są podgrupą komórek CD4, wraz z neutrofilami są obecne w naciekach zapalnych i są producentami interleukiny 17 (IL-17) znajdowanej w zapalnych tkankach pacjentów z młodzieńczą postacią dermatomyositis (JDM). IL-17 indukuje ekspresję MHC klasy I i interleukiny 6 (IL-6, cytokina prozapalna) w mioblastach w połączeniu z interleukiną 1 (IL-1, cytokina prozapalna)1.
Rola mitochondriów
Coraz więcej dowodów wskazuje na istotną rolę dysfunkcji mitochondrialnej w patogenezie dermatomyositis. Badania ekspresji genów z mięśni pacjentów z młodzieńczą postacią dermatomyositis (JDM) zidentyfikowały dysfunkcję mitochondrialną w analizie wzbogacania funkcjonalnego1.
Dysfunkcja mitochondrialna została również zidentyfikowana przez zwiększone krążące mitochondrialne DNA i białko MT-ND6 (mitochondrialny NADH dehydrogenaza 6) u pacjentów z JDM w porównaniu ze zdrowymi osobami kontrolnymi1.
Badania mikroskopowe wykazały głębokie nieprawidłowości mitochondrialne w mięśniach DM, w tym zwapnienia wewnątrzmitochondrialne związane ze zdegenerowanymi włóknami mięśniowymi i ekstruzję mitochondriów1.
Co ciekawe, mitochondria są immunogenne i promują rozwój przeciwciał przeciwmitochondrialnych (AMA). Obecność przeciwciał mitochondrialnych u pacjentów z JDM, poprzedzających kliniczne rozpoznanie zwapnień, sugeruje, że ekstruzja mitochondrialna może być potencjalnym celem terapeutycznym, a AMA mogą służyć jako markery prognostyczne, umożliwiające wczesne, zapobiegawcze leczenie, zmniejszające rozwój upośledzających zwapnień u dzieci123.
Czynniki genetyczne i środowiskowe
Predyspozycja genetyczna odgrywa istotną rolę w patogenezie dermatomyositis. Wykazano związek z określonymi allelami HLA (human leukocyte antigen), szczególnie tymi związanymi z haplotypem przodków 8.1 (HLA-DRB1*03-DQA1*05-DQB1*02) oraz polimorfizmem genu TNF-alfa 30812.
Wśród czynników środowiskowych, które mogą wyzwalać lub zaostrzać dermatomyositis, wymienia się:12
- Infekcje wirusowe (m.in. Coxsackie, HIV, wirusy zapalenia wątroby, wirus grypy A, EBV)
- Ekspozycję na promieniowanie ultrafioletowe (UV)
- Leki
- Suplementy ziołowe
- Zanieczyszczenia środowiskowe
Ekspozycja na promieniowanie UV może odgrywać szczególną rolę w patogenezie DM. Zauważono, że ekspozycja na wyższe poziomy indeksu UV wiąże się z większym zaangażowaniem skóry w młodzieńczym zapaleniu mięśni. Przeciwciało anty-Mi-2 zostało powiązane z ekspozycją na UV i jest częstsze u pacjentów z DM mieszkających w regionach o wyższej ekspozycji na UV12.
Waskulopatia
Waskulopatia jest uważana za ważną część patogenezy choroby, na podstawie nieprawidłowości naczyniowych odnotowanych w badaniach patologicznych, a także zmian w naczyniach włosowatych w wale paznokciowym i dziąsłach obserwowanych w badaniu fizykalnym1.
Młodzieńcza postać dermatomyositis (JDM) jest związana ze zwiększoną waskulopatią, w tym waskulopatia-okluzyjna-tetniczek/” title=”waskulopatia okluzyjna tętniczek” class=”to-tag” data-termid=”53070″>waskulopatią okluzyjną tętniczek i martwicą naczyń włosowatych. Te zmiany naczyniowe prowadzą ostatecznie do utraty naczyń włosowatych i niedokrwienia tkanek12.
Związek z nowotworami
Dorosłe postaci dermatomyositis wykazują wyraźny związek z nowotworami złośliwymi. Mechanizm leżący u podstaw tego związku pozostaje niejasny, ale sugeruje się, że guz może wyzwalać zapalenie mięśni w wyniku reakcji autoimmunologicznej przeciwko wspólnemu antygenowi w mięśniu i w guzie1.
Przeciwciała anty-TIF1γ (anty-155/140) są silnie związane z dermatomyositis związanym z nowotworami u osób starszych1.
W badaniach chińskich wykazano, że DM ma wysokie ryzyko powikłań spowodowanych przez nowotwory nosogardła (NPC). Na Tajwanie NPC jest najczęstszym (22,95%) nowotworem u pacjentów z DM, a następnie nowotworami płuc, piersi i jajników1.
Mechanizmy molekularne
Ekspresja MHC i stres retikulum endoplazmatycznego
Nadekspresja MHC klasy I na błonie sarkoplazmatycznej włókien mięśniowych jest charakterystyczną cechą zapalnych miopatii, w tym dermatomyositis. Nadekspresja ta może prowadzić do stresu retikulum endoplazmatycznego i aktywacji niezależnych od układu immunologicznego mechanizmów uszkodzenia komórek mięśniowych1.
Mechanizmy powodujące degenerację włókien mięśniowych lub atrofię mięśni nie zostały w pełni wyjaśnione. Sugeruje się zarówno śmierć komórek cytotoksycznych, jak i wpływ braku aktywności lub negatywny wpływ glikokortykosteroidów1.
Rola neutrofili i NETs (neutrophil extracellular traps)
Neutrofile są komórkami odpornościowymi wrodzonymi, które funkcjonują jako komórki obrony pierwszej linii. Dysregulacja neutrofili wykazuje patogenność w idiopatycznych miopatiach zapalnych, w tym w dermatomyositis12.
Zwiększony poziom LDGs (low-density granulocytes) był związany z osłabieniem w JDM, a także aktywnością w skórze i waskulopatii, podczas gdy zwiększone markery NET były związane z aktywnością choroby mięśni i płuc1.
YKL-40 i nowe mechanizmy zapalne
YKL-40 jest białkiem podobnym do chitynazy, które jest związane z chorobą śródmiąższową płuc u pacjentów z polymyositis/dermatomyositis. Wartości YKL-40 skorygowane ze względu na wiek były znacznie zwiększone u pacjentów z PM/DM w porównaniu z grupą kontrolną, ale znacznie zmniejszone przed i po leczeniu1.
Analiza immunohistochemiczna wykazała naciek komórek zapalnych YKL-40-dodatnich w endomysium i perimysium osłonki mięśniowej. Makrofagi YKL-40-dodatnie obserwowane w obu chorobach sugerują, że komórki inne niż limfocyty T CD8+ i CD4+ mogą powodować zapalenie, co dostarcza nowych spostrzeżeń do zrozumienia mechanizmów patofizjologicznych atypowego zapalenia mięśni1.
Różnice między odmianami Dermatomyositis
Postać młodzieńcza (Juvenile Dermatomyositis, JDM)
Młodzieńcza postać dermatomyositis (JDM) wykazuje pewne różnice w stosunku do postaci dorosłej, chociaż podstawowe mechanizmy patogenetyczne są podobne1.
JDM jest związana ze zwiększoną waskulopatią, ale dzieci i młodzież z DM mają lepszą długoterminową prognozę i przeżywalność1.
Zarówno postać młodzieńcza, jak i dorosła DM mają podobne cechy w biopsji mięśniowej i sygnaturę genową interferonu, chociaż mogą istnieć subtelne różnice w patogenezie i patologii, takie jak większa utrata naczyń włosowatych i większy stopień odkładania dopełniacza C5b9 w zajętych mięśniach pacjentów pediatrycznych1.
Dermatomyositis związane z przeciwciałami anty-MDA5
Anty-MDA5 (melanoma differentiation-associated protein 5) dermatomyositis (MDA5-DM) jest podtypem dermatomyositis o złożonym patomechanizmie, z potencjalną rolą dla limfocytów T, limfocytów B, neutrofili, makrofagów i komórek NK1.
Chociaż etiologia MDA5-DM jest nieznana, pojawiające się dowody epidemiologiczne dotyczące sezonowej i geograficznej dystrybucji MDA5-DM sugerują infekcję wirusową jako potencjalny czynnik wyzwalający1.
Aberracyjna aktywacja układu interferonów typu I może przyczyniać się do patogenezy anty-MDA5 dermatomyositis. Ekspresja MDA5 jest związana z włóknieniem indukowanym przez TGF-β: potencjalny mechanizm choroby śródmiąższowej płuc w anty-MDA5 dermatomyositis1.
Kompleksy immunologiczne zawierające RNA utworzone przez autoprzeciwciała anty-MDA5 są potężnymi induktorami IFN-α. Autoimmunizacja przeciwko białku 5 związanemu z różnicowaniem czerniaka przyspiesza ostre uszkodzenie płuc do choroby śródmiąższowej płuc u myszy1.
Implikacje terapeutyczne
Lepsze zrozumienie patogenezy dermatomyositis prowadzi do rozwoju nowych strategii terapeutycznych. W ostatnich latach zwrócono szczególną uwagę na terapie celowane, które mogą wpływać na konkretne mechanizmy patogenetyczne1.
Inhibitory Janus kinazy (jakiniby) mogą skutecznie leczyć JDM poprzez blokowanie ścieżki sygnałowej interferonu. Inhibitor JAK, baricitinib, był badany w małym, 12-pacjentowym badaniu otwartym, w którym zaobserwowano klinicznie znaczącą poprawę już w 4. tygodniu badania12.
Trwają również badania nad przeciwciałami monoklonalnymi anty-IFN-alfa, takimi jak sifalimumab, które wykazują neutralizację docelowej sygnatury IFN typu I we krwi pacjentów z dermatomyositis i polymyositis1.
Naukowcy kontynuują badania nad tym, w jaki sposób autoprzeciwciała kształtują patofizjologię, diagnozę, monitorowanie choroby, prognozę i optymalne leczenie. Integracja fenotypowania klinicznego i molekularnego może wpływać na wybór terapii celowanej12.
Kluczową niezaspokojoną potrzebą jest opracowanie zindywidualizowanych podejść terapeutycznych w celu optymalizacji wczesnego schematu leczenia, aby uniknąć niepotrzebnych działań niepożądanych leków immunosupresyjnych i umożliwić podawanie bardziej agresywnego leczenia osobom z przewidywaną ciężką lub oporną chorobą1.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.