Łuszczyca
Patofizjologia i mechanizm
Łuszczyca to przewlekła, zapalna choroba skóry charakteryzująca się nadmierną proliferacją keratynocytów oraz masywnym naciekiem komórek zapalnych, w tym limfocytów Th17, Th1, komórek dendrytycznych i neutrofili. Patogeneza obejmuje fazę inicjacji, w której kluczową rolę odgrywają plazmocytoidalne komórki dendrytyczne (pDC) aktywowane przez kompleksy katelicydyny (LL-37) z DNA, stymulujące receptor TLR9 i produkcję interferonów typu I. Faza podtrzymania zapalenia jest napędzana przez oś TNF-α–IL-23–Th17, gdzie IL-17 (w tym IL-17A, IL-17F) indukuje proliferację keratynocytów, produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych (np. S100A7, LL37, DEFB4A), chemokin (CXCL1, CXCL8, CCL20) oraz cytokin prozapalnych (IL-1, IL-6, TNF-α). W patogenezie istotne są także inne cytokiny, takie jak IL-22, IL-21 oraz rodzina IL-36, które wzmacniają stan zapalny i proliferację keratynocytów. Stres oksydacyjny i dysbioza mikrobiomu skóry oraz jelit dodatkowo modulują odpowiedź immunologiczną i przebieg choroby.
- Patogeneza łuszczycy (Psoriasis Pathogenesis)
- Mechanizm inicjacji choroby
- Rola cytokin zapalnych
- Szlaki sygnalizacyjne w łuszczycy
- Rola keratynocytów
- Pamięć immunologiczna w łuszczycy
- Rola innych komórek immunologicznych
- Czynniki genetyczne i epigenetyczne
- Mikrobiom a łuszczyca
- Mechanizmy molekularne w patogenezie łuszczycy
- Implikacje terapeutyczne
- Podsumowanie mechanizmów patogenetycznych łuszczycy
Patogeneza łuszczycy (Psoriasis Pathogenesis)
Łuszczyca (psoriasis) to przewlekła, zapalna choroba skóry o złożonej patogenezie. Charakteryzuje się nadmierną proliferacją i nieprawidłowym różnicowaniem keratynocytów oraz masywnym naciekiem komórek zapalnych.12 W ostatnich latach zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw rozwoju łuszczycy znacznie się pogłębiło, co doprowadziło do opracowania skutecznych terapii celowanych. Patogeneza łuszczycy obejmuje wzajemne oddziaływania między predyspozycjami genetycznymi, czynnikami środowiskowymi oraz złożonymi zaburzeniami odpowiedzi immunologicznej wrodzonej i nabytej.34
Mechanizm inicjacji choroby
Rozwój łuszczycy można podzielić na fazę inicjacji i fazę podtrzymania. Faza inicjacji może być wywołana przez czynniki takie jak uraz (zjawisko Koebnera), infekcje, leki czy promieniowanie UV.56 W tej fazie kluczową rolę odgrywają komórki dendrytyczne, które są profesjonalnymi komórkami prezentującymi antygen. Ich aktywacja w łuszczycy nie jest do końca poznana, ale jednym z proponowanych mechanizmów jest rozpoznawanie peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP), które są wydzielane przez keratynocyty w odpowiedzi na uszkodzenie i są charakterystycznie nadekspresjonowane w skórze łuszczycowej.7
W odpowiedzi na uszkodzenie, zestresowane keratynocyty uwalniają własne nukleotydy i peptydy przeciwdrobnoustrojowe, co prowadzi do aktywacji plazmocytoidalnych komórek dendrytycznych (pDC).8 Katelicydyna (LL-37) odgrywa znaczącą rolę w patogenezie łuszczycy, tworząc kompleksy z DNA komórkowym, które stymulują receptor toll-podobny 9 (TLR9) w plazmocytoidalnych komórkach dendrytycznych.9 Prowadzi to do produkcji interferonów typu I, które sprzyjają dojrzewaniu komórek dendrytycznych i napędzają różnicowanie limfocytów Th1 i Th17.10
Rola cytokin zapalnych
Aktywacja adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej poprzez różne podtypy limfocytów T napędza fazę podtrzymania zapalenia łuszczycowego. Cytokiny Th17, a mianowicie IL-17, IL-21 i IL-22, aktywują proliferację keratynocytów w naskórku.11 Łuszczyca charakteryzuje się dysregulacją sieci cytokin z wieloma samowzmacniającymi się pętlami zwrotnymi przyspieszającymi patogenetyczne obwody.12
Szlak zapalny TNF-α–IL-23–Th17 charakteryzuje łuszczycę plackowatą. Rodzina cytokin IL-17 składa się z sześciu członków: IL-17A–F, które są produkowane przez różne typy komórek i są ważnymi regulatorami odpowiedzi zapalnych.13 IL-23 jest heterodimerem składającym się z podjednostki p19 i podjednostki p40, którą dzieli z IL-12. IL-23 jest kluczowym regulatorem ścieżki typu 17, aktywując różne komórki, w tym Th17, Tc17, limfocyty T γδ i wrodzone komórki limfoidalne typu 3 (ILC3), do produkcji IL-17.14
IL-17 wywołuje różnorodne efekty w zapalnej skórze łuszczycowej, w tym aktywację keratynocytów do produkcji peptydów przeciwdrobnoustrojowych, zwiększenie ekspresji ICAM-1 w komórkach śródbłonka w celu promowania zapalenia tkanek oraz wspomaganie infiltracji komórek immunologicznych. Ponadto IL-17 wzmacnia zapalenie poprzez indukcję wielu cytokin i chemokin prozapalnych. IL-17 działa synergistycznie z TNF-α w indukcji hiperproliferacji keratynocytów, zapalenia spolaryzowanego w kierunku Th17 i regulacji w górę genów związanych z łuszczycą.15
Szlaki sygnalizacyjne w łuszczycy
Patogeneza łuszczycy jest regulowana przez złożone interakcje między zewnątrzkomórkowymi szlakami cytokin a wewnątrzkomórkowymi cząsteczkami sygnalizacyjnymi. Różnorodne cytokiny przenoszą sygnały zewnątrzkomórkowe do błony komórkowej, gdzie są rozpoznawane przez powiązane receptory, prowadząc do aktywacji wewnątrzkomórkowych szlaków sygnalizacyjnych i wywołania kaskady zdarzeń, które ostatecznie skutkują zapaleniem.16
TNF-α jest kluczową cytokiną zapalną, która inicjuje dalszą sygnalizację zapalną w łuszczycy. Istnieje wiele czynników wyzwalających wydzielanie TNF-α, w tym uszkodzenie skóry, bodźce środowiskowe, autoantygeny i agoniści TLR. W skórze łuszczycowej TNF-α jest produkowany głównie przez aktywowane limfocyty T i komórki prezentujące antygen (APC), w tym komórki dendrytyczne skóry właściwej. TNF-α działa synergistycznie z IFN-γ, indukując ekspresję chemokin i zapalnych cząsteczek adhezyjnych przez komórki śródbłonka, co promuje infiltrację komórek immunologicznych, zwłaszcza limfocytów T, do skóry.17
IL-23 jest kluczowym regulatorem ścieżki typu 17, aktywując różne komórki do produkcji IL-17. Ponadto IL-23 jest kluczową cytokiną regulującą przeżycie i potencjał patogenny komórek Th17.18 W skórze zmienionej łuszczycowo, poziom członków rodziny IL-17, zwłaszcza IL-17A, IL-17C i IL-17F, jest znacznie podwyższony.19
Rola keratynocytów
Keratynocyty odgrywają kluczową rolę w patogenezie łuszczycy i uczestniczą zarówno w fazie inicjacji, jak i podtrzymania choroby.20 Zestresowane keratynocyty uwalniają autoantygeny i aktywują komórki prezentujące antygen poprzez wydzielanie dużego zestawu czynników odporności wrodzonej (cytokiny, chemokiny, peptydy przeciwdrobnoustrojowe).21
Po aktywacji przez cytokiny prozapalne, keratynocyty wykazują wysoką aktywność proliferacyjną i mogą produkować duże ilości cytokin, takich jak CXCL1/2/3, CXCL8, CCL2 i CCL20, które prowadzą do zwiększonej rekrutacji leukocytów zaangażowanych w zapalenie autoimmunologiczne, w tym komórek dendrytycznych, makrofagów, neutrofilów i limfocytów Th17.22
| Komórki | Główne cytokiny | Funkcje w patogenezie łuszczycy |
|---|---|---|
| Komórki dendrytyczne plazmocytoidalne (pDC) | IFN-α, IFN-β | Inicjacja choroby, aktywacja mDC |
| Komórki dendrytyczne mieloidalne (mDC) | TNF-α, IL-23, IL-12 | Aktywacja i różnicowanie limfocytów T |
| Limfocyty Th17 | IL-17A, IL-17F, IL-22 | Aktywacja keratynocytów, indukcja hiperproliferacji |
| Limfocyty Th1 | IFN-γ, TNF-α | Wzmocnienie stanu zapalnego |
| Keratynocyty | IL-1, IL-6, TNF-α, AMPs, chemokiny | Wzmocnienie stanu zapalnego, rekrutacja leukocytów |
| Neutrofile | IL-17, ROS | Wspomaganie zapalenia, tworzenie NET |
| Makrofagi | TNF-α, IL-23 | Podtrzymanie zapalenia |
| Komórki limfoidalne wrodzone (ILC3) | IL-17, IL-22 | Wspomaganie zapalenia niezależnie od limfocytów T |
Pamięć immunologiczna w łuszczycy
Łuszczyca jest przewlekłą chorobą immunozależną, a formowanie odpowiedzi immunologicznej limfocytów T, rozwijające zapalenie autoimmunologiczne, odgrywa główną rolę w jej patogenezie. Zachowanie komórek pamięci T po wystąpieniu łuszczycy stanowi formowanie pamięci immunologicznej choroby; wyjaśniają one jej nieuleczalność i nawrotowy przebieg.23
W łuszczycy limfocyty T infiltrujące zmiany skórne wykazują znacznie zwiększoną ekspresję receptorów chemokinowych, w tym receptora wędrującego do skóry CCR4 i CCR6. Ponadto występuje zwiększona frakcja limfocytów T CCR4+ i CCR6+ we krwi obwodowej. Z powodu zwiększonej ekspresji receptorów chemokinowych, limfocyty T wędrujące do skóry u pacjentów z łuszczycą reagują na niższe stężenia chemokin, w tym CCL20, i wykazują silniejsze odpowiedzi chemotaktyczne w porównaniu z limfocytami T osób zdrowych.24
Rola innych komórek immunologicznych
W patogenezie łuszczycy uczestniczy wiele typów komórek immunologicznych. Limfocyty T, zwłaszcza komórki Th17, wraz z komórkami dendrytycznymi są głównymi uczestnikami patogenezy łuszczycy. Niemniej jednak różne inne typy komórek immunologicznych, w tym neutrofile, monocyty, makrofagi, komórki tuczne i ILC, również uczestniczą w patogenezie łuszczycy. Ogólnie rzecz biorąc, komórki odpornościowe wrodzonej, zwłaszcza neutrofile, są kluczowymi komórkami we wczesnych fazach rozwoju łuszczycy, podczas gdy zapalenie zdominowane przez limfocyty T jest cechą stabilnych blaszek w późniejszych fazach.25
Neutrofile uczestniczą w inicjacji choroby i wczesnych fazach progresji zapalenia łuszczycowego. Wczesne zmiany i skóra przedłuszczycowa przylegająca do aktywnych zmian charakteryzują się silną infiltracją neutrofilów CD15+. Przewlekłe zmiany są również infiltrowane przez neutrofile. Neutrofile są również wzbogacone we krwi obwodowej pacjentów z łuszczycą i znajdują się w stanie preaktywacji.26
W zmianach łuszczycowych neutrofile IL-17+ wraz z komórkami tucznymi IL-17+ występują w większej gęstości niż limfocyty T IL-17+. Wydaje się, że neutrofile nie wytwarzają IL-17A, ale mogą ją gromadzić i uwalniać podczas tworzenia pułapek zewnątrzkomórkowych neutrofilów (NET).27
Czynniki genetyczne i epigenetyczne
Genetyka łuszczycy jest związana z immunogenetyką IL-23. Mimo solidnych dowodów na znaczenie genetyczne w patogenezie łuszczycy, żaden pojedynczy wariant genetyczny nie wydaje się być wystarczający, aby samodzielnie odpowiadać za rozwój choroby. W związku z tym należy wziąć pod uwagę środowisko wieloczynnikowe, obejmujące wiele mutacji genetycznych i czynników środowiskowych, którym przypisano do 30% ryzyka choroby.28
Poszukiwanie brakującej dziedziczności związanej z genami kandydującymi łuszczycy zainspirowało poszukiwanie modyfikacji epigenetycznych. Mechanizmy epigenetyczne modyfikują ekspresję genów bez zmiany sekwencji genomowej; niektóre przykłady obejmują: długie niekodujące RNA (lncRNA), wyciszanie mikroRNA (miRNA) i metylację cytozyny i guaniny (CpG).29
Mikrobiom a łuszczyca
Mikrobiom skóry odgrywa aktywną rolę w regulacji immunologicznej i obronie przed patogenami, stymulując produkcję peptydów przeciwbakteryjnych i poprzez tworzenie biofilmu. W kilku chorobach dermatologicznych, w tym w atopowym zapaleniu skóry, łuszczycy i trądziku pospolitym, stwierdzono odmienną mikrobiotę kolonizującą w porównaniu ze zdrową skórą. Przypuszcza się, że w patogenezie chorób autoimmunologicznych bierze udział nieprawidłowa aktywacja immunologiczna wywołana przez mikrobiom skóry.30
Zmiana mikrobioty jelitowej zarówno w składzie, jak i potencjale funkcjonalnym została potwierdzona u pacjentów z łuszczycą w porównaniu ze zdrowymi osobami. Dysbioza mikrobioty jelitowej może zwiększyć przepuszczalność jelit, znana również jako nieszczelne jelito, poprzez zmniejszenie grubości warstw śluzu, zakłócenie proliferacji i metabolizmu komórek nabłonka jelitowego oraz wpływ na produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP).31
Mechanizmy molekularne w patogenezie łuszczycy
Oś IL-23/Th17
Oś IL-23/Th17 jest uważana za główny czynnik napędzający łuszczycę. IL-17A, główna cytokina pochodna IL-23, jest najsilniej zaangażowana i dobrze zbadana w patogenezie łuszczycy.32 IL-17A wiąże się ze swoimi receptorami na keratynocytach, poprzez wiele szlaków sygnalizacyjnych komórkowych, indukuje produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych pochodzących z keratynocytów (np. S100A7, LL37 i DEFB4A) w celu aktywacji odporności wrodzonej, chemokin (np. CXCL1, CXCL8 i CCL20) w celu rekrutacji leukocytów takich jak neutrofile, komórki Th17, mDC i makrofagi, oraz wielu genów prozapalnych (takich jak IL-1, IL-6, IL-8 i TNF-α), tym samym wzmacniając oś IL-23/IL-17A i tworząc pętle zapalne typu feed-forward.33
Rodzina cytokin IL-36
Cytokiny rodziny IL-36 pojawiają się jako kluczowi gracze w patogenezie łuszczycy.34 Warto zauważyć, że IL-36 wywiera swoją patogenną rolę poprzez promowanie proliferacji keratynocytów i wzmacnianie produkcji cytokin zapalnych i chemokin w celu wzmocnienia zapalenia łuszczycowego.35
Stres oksydacyjny
Stres oksydacyjny (OS) jest ważnym czynnikiem w patogenezie łuszczycy. Pojawia się w wyniku nierównowagi między produkcją reaktywnych form tlenu (ROS) a funkcjonowaniem systemu antyoksydacyjnego. Rozwój OS w keratynocytach wpływa na wyzwalanie odpowiedzi zapalnej poprzez wpływ na kilka szlaków sygnalizacyjnych, takich jak NF-κB, MAPK i STAT3, co prowadzi do produkcji cytokin prozapalnych.36
W warunkach zwiększonego OS keratynocyty zaczynają wydzielać białka do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, które są rozpoznawane przez komórki immunologiczne jako autoantygeny. OS przyczynia się również do tego etapu patogenezy łuszczycy, ponieważ ROS są stymulatorami prezentacji antygenu przez komórki dendrytyczne.37
Połączenie mózg-skóra
Połączenie mózg-skóra było szeroko badane, ponieważ skóra ma w pełni funkcjonalny obwodowy odpowiednik osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA). Udokumentowano, że serotonina działa jako mediator między skórą a systemem neuroendokrynnym. Serotonina przyczynia się również do efektów psychologicznego stresu na zakłócenie homeostazy skóry, a stres uznano za czynnik zaostrzający łuszczycę.38
Nowe dowody sugerują, że oprócz modelu immunopatogenezy łuszczycy, inne składniki, takie jak neuropeptydy uwalniane przez skórny układ nerwowy i mikrobiom skóry, mogą również być mediatorami w tym procesie. Serotonina wspomaga proliferację komórek, regulację chemotaksji leukocytów, produkcję cytokin i aktywację komórek T, między innymi funkcjami.39
Implikacje terapeutyczne
Terapie celowane
Leki celujące w TNF-α, IL-23 i IL-17 oraz szlaki sygnalizacyjne, takie jak JAK/STAT, są skuteczne w klinicznym leczeniu łuszczycy plackowatej. Jednakże alternatywne szlaki zapalne mogą być ważne dla odrębnych wariantów łuszczycy.40
Podczas gdy oś TNF-α–IL-23–Th17 odgrywa centralną rolę w łuszczycy plackowatej mediowanej przez komórki T, wrodzony system immunologiczny wydaje się odgrywać bardziej znaczącą rolę w odmianach krostkowych łuszczycy. Różne mechanizmy patogenetyczne są związane z odmiennymi podtypami łuszczycy.41
Nowe podejścia terapeutyczne
Ostatnie odkrycia naukowe wskazują również na ważną rolę wrodzonych komórek limfoidalnych (ILC) w patogenezie łuszczycy. ILC3 mogą wnieść znaczący wkład w patogenezę łuszczycy poprzez produkcję kluczowych cytokin przeciwzapalnych IL-17 i IL-22. Dlatego modulacja ILC jest nowym podejściem terapeutycznym w przyszłym leczeniu pacjentów z łuszczycą.42
Mechanizm rozwoju łuszczycy podczas leczenia biologicznymi lekami modyfikującymi (GEBD) nie jest w pełni zrozumiały. Najbardziej prawdopodobna jest hipoteza rozwoju zaburzenia równowagi między cytokinami TNF-α i INF-α u pacjentów przyjmujących biologiczne leki modyfikujące.43
Badania przedwstępne sugerują, że wczesna interwencja za pomocą selektywnych inhibitorów IL-23 może mieć głęboki wpływ na łuszczycę, który wykracza poza krótkoterminowe usunięcie zmian skórnych łuszczycowych i może prowadzić do długotrwałej, trwałej odpowiedzi klinicznej u niektórych pacjentów.44
Potencjalna modyfikacja choroby
Dotychczasowa wiedza sugeruje, że naskórkowe TRM generowane przez wyzwania immunologiczne w tkankach obwodowych utrzymują się w poprzednio zmienionych miejscach skóry łuszczycowej po wygojeniu. Ostatnie odkrycia sugerują, że IL-23 jest zaangażowana w różnicowanie i przeżycie patogennych TRM.45
To immunologiczne zrozumienie długoterminowej remisji bez leków byłoby krokiem w kierunku modyfikacji choroby, zasady, która została opisana dla leczenia innych chorób autoimmunologicznych (np. RZS i choroby Leśniowskiego-Crohna) za pomocą czynników biologicznych, ale nie jest jeszcze jasno zdefiniowana dla łuszczycy.46
Podsumowanie mechanizmów patogenetycznych łuszczycy
Łuszczyca wykazuje wyraźne mechanizmy patogenetyczne związane z autoimmunizacją. Ta bardzo ważna dziedzina badań pozwoli na głębsze zrozumienie, w jakim stopniu limfocyty T swoiste dla autoantygenów przyczyniają się do rozwoju, przewlekłości i ogólnego przebiegu choroby.47
Od ubiegłego wieku nasza wizja patogenezy łuszczycy znacznie się zmieniła. Koncepcja wadliwego funkcjonowania układu odpornościowego zastąpiła dominującą teorię kluczowej roli pierwotnej nieprawidłowości różnicowania keratynocytów. Zakłada się, że zmiana równowagi w kierunku zwiększonej syntezy cytokin prozapalnych przez komórki immunokompetentne prowadzi do rozwoju objawów łuszczycowych na skórze.48
Skomplikowany mechanizm rozwoju łuszczycy obejmuje współdziałanie między keratynocytami, limfocytami T, komórkami dendrytycznymi, neutrofilami i makrofagami, które wspólnie tworzą obwód zapalny przyczyniający się do patogenezy i rozwoju łuszczycy.49
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.