Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia
advertisement
P R A C A P O G L Ą D O W A Review Article Acta Haematologica Polonica 2006, 37, Nr 1 str. 47–59 EWA ROBAK, LILIANA KULCZYCKA, JOANNA TOMCZAK, ANNA SYSA-JĘDRZEJOWSKA Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia rumieniowatego The role of angiogenesic cytokines in systemie lupus erythematosus pathogenesis Z Kliniki Dermatologii i Wenerologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Kierownik Kliniki: Prof. dr hab. med. Anna Sysa-Jędrzejowska SŁOWA KLUCZOWE: Układowy toczeń rumieniowaty - Angiogeneza - Cytokiny angiogenne KEY WORDS: Systemie lupus erythematosus - Angiogenesis - Angiogenic cytokines STRESZCZENIE: Układowy toczeń rumieniowaty (SLE - systemie lupus erythematosus) jest modelową chorobą autoimmunologiczną o przewlekłym przebiegu i zróżnicowanym obrazie klinicznym. Patogeneza tocznia pozostaje niewyjaśniona i jest nadal przedmiotem badań. Dowiedziono, że istotną rolę odgrywają przede wszystkim nieprawidłowości immunologiczne, ale także czynniki genetyczne, środowiskowe czy hormonalne. W ostatnim czasie zwrócono szczególną uwagę na proces angiogenezy — nowotworzenia naczyń, jako jednej z przyczyn rozwoju układowych chorób tkanki łącznej, w tym SLE. W piśmiennictwie wskazuje się na szczególne znaczenie czynników takich jak: VEGF (vascular endothelial growth factor), ludzkiej angiogeniny, FGF (fibroblast growth factor), TNFa (tumor necrosis factor a), IL-6, IL-12, IL-15 oraz endostatyny jako cytokin odgrywających znaczącą rolę w procesie angiogenzy u chorych na SLE. SUMMARY: Systemie lupus erythematosus (SLE) is a model, chronić, autoimmune disease which has a variety of clinical manifestations. The pathogenesis of SLE remains unknown and therefore it is still being researched. It has been proved that immunological irregularities play basie role in the ethiology of SLE but other factors such as genetic, environmental or hormonal ones are also very important. Recently many research studies have been focused on angiogenesis (new blood vessels formation) as one of the causes of connective tissue diseases development, for example SLE. Last papers demonstrate that such factors as: VEGF (vascular endothelial growth factor), ANG (angiogenin), FGF (fibroblast growth factor), TNFa (tumor necrosis factor a), IL-6, IL-12, IL-15 and endostatin play an essential role in angiogenesis in patients with SLE. Praca finansowana z funduszu prac statutowych nr 502-11-354 [47] 48 E. ROBAK, L. KULCZYCKA, J. TOMCZAK, A. SYSA-JĘDRZEJOWSKA Układowy toczeń rumieniowaty (SLE — systemie lupus erythematosus) zaliczany do autoimmunizacyjnych, wielonarządowych chorób tkanki łącznej, jest przewlekłą chorobą zapalną przebiegającą z okresami zaostrzeń i remisji. Obraz kliniczny SLE może być bardzo zróżnicowany, nawet u tego samego pacjenta, na przestrzeni lat. W roku 1982 Amerykańskie Towarzystwo Reumatologiczne opracowało kryteria diagnostyczne, zmodyfikowane w 1997 roku (1). Spełnienie 4 z 11 stanowi podstawę do rozpoznania SLE. W celu oceny nasilenia procesu chorobowego jak również odpowiedzi pacjenta na stosowane leczenie wykorzystuje się kryteria oceny aktywności choroby. Obecnie istnieje wiele skal, jednakże w praktyce klinicznej znajdują najczęściej zastosowanie: SLEDAI oraz SLAM. Dają one możliwość pełnej oceny pacjenta, zarówno pod względem klinicznym jak i laboratoryjnym (2 — 5). PATOGENEZA SLE Patogeneza SLE pozostaje ciągle niewyjaśniona. Uznaje się, że podstawową rolę odgrywają zaburzenia immunologiczne jak również czynniki genetyczne, hormonalne oraz środowiskowe, w tym szczególnie: infekcje wirusowe, promieniowanie ultrafioletowe oraz czynniki chemiczne. Wśród zaburzeń immunologicznych w chorobie tej stwierdza się nadmierną aktywację limfocytów B, zaburzony stosunek limfocytów T CD4 do CD 8 oraz zmniejszenie aktywności limfocytów cytotoksycznych przy zwiększonej aktywności limfocytów T pomocniczych. Wynikiem tych zjawisk jest wytwarzanie autoprzeciwciał, które wywołują bezpośredni efekt cytotoksyczny, bądź też tworzą kompleksy immunologiczne odkładające się w tkankach i w ten sposób inicjują procesy zapalne. Wśród najczęściej wykrywanych w SLE przeciwciał przeciwjądrowych (ANA — antinuclear antibodies) wyróżnia się: przeciwciała przeciw dwuniciowemu DNA (antydsDNA), przeciw nukleosomom, przeciw rozpuszczalnym antygenom jądra komórkowego, przeciwciała przeciw antygenowi Sm (anty-Sm) oraz anty-Ro i antyLa. W chorobie tej ponadto można stwierdzić przeciwciała skierowane przeciwko antygenom różnych komórek i czynnikom, np.: przeciw trombocytom, leukocytom, czynnikom krzepnięcia, przeciwkardiolipidowe czy czynnik reumatoidalny. Badania ostatnich lat wskazują na rolę przeciwciał przeciw komórkom śródbłonka (AECA — anti endothelial cells antibodies), które obok kompleksów immunologicznych mogą odpowiadać za uszkodzenie ściany naczyniowej a tym samym inicjować okołonaczyniowy proces zapalny (6). Wykazano również, że poziom opisywanych przeciwciał koreluje ze stopniem aktywności choroby oraz z występowaniem glomerulopatii, a być może także zmian neurologiczno-psychiatrycznych (2 — 5). Stąd też w ostatnim okresie coraz więcej uwagi poświęca się angiogenezie i roli, jaką mogą odgrywać jej zaburzenia w rozwoju różnych chorób, w tym również w patogenezie tocznia rumieniowatego. Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego locznia rumieniowatego 49 ANGIOGENEZA Angiogeneza (inaczej neowaskularyzacja) polega na tworzeniu nowych naczyń krwionośnych przez komórki śródbłonka (EC — endothelial cells) w obrębie już istniejącego łożyska naczyniowego. Jest to aktywny proces, w warunkach fizjologicznych pozostający w równowadze kontrolowanej przez czynniki pro- i antyangiogenne, z przewagą angiosupresji (Tabela 1) (7, 8). Tabela 1. Czynniki pro- i antyangiogenne Table 1. Pro- and antiangiogenic factors Czynniki angiogenne Czynniki antyangiogenne 1. Molekuły adhezyjne: E-selektyna, VE-kadheryny, PECAM (CD31), VCAM-1 2. Antygeny powierzchniowe komórek: AC (CD) 133 3. Chemokiny: IL-8, MCP-1 4. Interleukiny: IL-6, IL-15 5. Cyklooksygenazy i inne podobne enzymy: COX-2, syntaza tlenku azotu 6. Czynniki rozwoju i dojrzewania: Efryny, Idl/Id3, Notch 7. Czynniki wzrostu i różnicowania: angiopoetyna 1, receptor dla angjopoetyny 1, endogliny i ich receptory, aFGF, bFGF, PDGFBB, SF/HGF, TGFP L TNFa, VEGF, VEGFR, neuropiliny 8. Hormony: leptyna 9. Integryny: avP3, ayp5, aspi 10. Proteinazy. metaloproteinazy, aktywatory plazminogenu, inhibitor aktywatora plazminogenu typ 1 Angioproteina 2 Angiostatyna Kanastatyna, proliferin-related protein, restyna Endostatyna INF a, P, Y IP-10 IL4 IL-6 IL-12 IL-18 Czynnik płytkowy 4 Prolaktyna VGI Osteoponina Mapsyna Meth-1, Meth-2 Retinoidy SPARC TIMPs, MMP inhibitory, PEX Trombospondyna-1, 2 Wazostatyna Bliskoznaczny termin waskulogeneza określa powstawanie nowych naczyń z komórek prekursorowych (angioblastów) podczas embriogenezy. Sieć kapilarnych naczyń krwionośnych zaopatruje w substancje odżywcze i w tlen każdą tkankę i narząd. Dlatego też angiogeneza to proces leżący u podstaw rozrodu, rozwoju i naprawy. W warunkach fizjologicznych nowe naczynia powstają jedynie w jajnikach, jajowodach, błonach śluzowych macicy i łożysku, a także w procesie gojenia się ran. W pozostałych narządach i układach dominuje angiosupresja. Nadmierne tworzenie naczyń krwionośnych ma miejsce wszędzie tam gdzie toczy się proces chorobowy, najczęściej zapalny lub nowotworowy (Tabela 2) (7). W procesie angiogenezy podstawową rolę przypisuje się komórkom śródbłonka. Ich cechą charakterystyczną są rzadkie podziały, które w zależności od narządu odbywają się średnio co trzy lata (w przypadku komórek siatkówki nawet co czternaście). Biorąc pod uwagę szybkość odnawiania się komórek szpiku kostnego (około pięciu dni), istnieje prawdopodobieństwo, że również komórki śródbłonka 50 E. ROBAK, L. KULCZYCKA, J. TOMCZAK, A. SYSA-JĘDRZEJOWSKA Tabela 2. Choroby przebiegające z zaburzenimi angiogenezy Table 2. Angiogenic diseases Nowotwory Przykład Nowotwory naczyniowe i malformacje naczyniowe 1. Naczyniaki, 2. Naczyniakowtókniaki 3. Malformacje tętniczo-żylne Choroby układu rozrodczego 1. Endometrioza 2. Niewydolność łożyska 3. Stan przedrzucawkowy Choroby układu sercowo-naczyniowego, oddechowego i nerwowego 1. Procesy miażdżycowe 2. Zaniki naczyniowe 3. Procesy restenozy/reperfuzji 4. Zwłóknienie płuc 5. Choroba Alzheimera 6. CADASIL (cerebral autosomally dominant arterio-pathy with subcortical infarcts and leukoencephalo-pathy) Zespoły chorobowe 1. Zespół Maffucciego 2. Choroba Rendu-Webera-Oslera 3. Zespół von Hippel-Landau Choroby narządu wzroku 1. Unaczynienie przeszczepu rogówki 2. Retinopatia cukrzycowa 3. Retinopatia niedokrwienna 4. Jaskra naczyniowa 5. Zwłóknienie pozasoczewkowe 6. Jaglica Przewlekłe stany zapalne, zaburzenia gojenia się ran, choroby metaboliczne 1. Choroba Crohna 2. Cukrzyca 3. Ziamina 4. Wylewyy dostawowe w przebiegu hemofilii 5. Blizny przerostowe 6. Brak zrostu złamań 7. Otyłość 8. Martwica popromienna kości 9. Łuszczyca 10. Ziarniniak ropotwórczy 11. Zapalenie ozębnej 12. Reumatoidalne zapalenie stawów 13. Twardzina układowa mogą dzielić się szybciej (7). EC mają zdolność wytwarzania różnych cytokin, cząsteczek adhezyjnych, czynników wzrostu, wazoaktywnych peptydów, enzymów proteolitycznych (metaloproteinazy) oraz aktywatorów plazminogenu. Angiogenezę charakteryzuje wieloetapowy przebieg (9). Wyróżnić w nim można: 1. Zainicjowanie procesu. 2. Proliferację i migrację komórek śródbłonka. 3. Różnicowanie i dojrzewanie komórek śródbłonka. Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia rumieniowatego 51 4. Formowanie zawiązków naczyń krwionośnych. 5. Syntezę nowej błony podstawnej. 6. Ostatecznie wytwarzanie światła naczynia i wykształcanie dojrzałych naczyń włosowatych. Proces ten kontrolowany jest zarówno przez czynniki pro-, antyangiogenne jak i cząsteczki adhezyjne oraz enzymy proteolityczne (Tabela 1). Większość z nich jest syntetyzowana przez komórki śródbłonka i makrofagi. Czynniki angiogenne odpowiadają za kontrolę poszczególnych etapów angiogenezy. Pod ich wpływem dochodzi do aktywacji komórek śródbłonka, które wydzielają enzymy proteolityczne w tym metaloproteinazy macierzy pozakomórkowej i aktywatory plazminogenu. Enzymy te uszkadzając błonę podstawną uwalniają komórki endotelium oraz wywołując destrukcję okołonaczyniowej macierzy zewnątrzkomórkowej, umożliwiają ich migrację poza naczynie. Uwolnione do przestrzeni okołonaczyniowej komórki śródbłonka podlegają następnie procesom proliferacji, różnicowania i dojrzewania, a w efekcie nowotworzenia naczyń (7, 8). Rola czynników antyangiogennych to hamowanie proliferacji komórek śródbłonka i inaktywacja tych komórek, hamowanie przekazywania sygnałów, hamowanie migracji komórek lub hamowanie wytwarzania prekursorów dla komórek endotelium (7, 8). Fizjologicznie równowaga między tymi procesami powoduje, że angiogeneza jest szybko hamowana, podczas gdy patologiczna angiogeneza przedłuża się na miesiące lub lata, stając się procesem ciągłym i niekontrolowanym. Obserwacje te były podstawą do podjęcia badań nad rolą procesu nowotworzenia naczyń w patogenezie wielu chorób zapalnych o przewlekłym przebiegu, w tym w układowych chorobach tkanki łącznej (tj. RZS, SLE, SSc, PM/DM, SS, MCTD) a także w innych chorobach przebiegających z zapaleniem naczyń (8). Podstawowymi cechami immunopatologicznymi obserwowanymi w SLE jest stan zapalny naczyń z obecnością kompleksów immunologicznych, które odkładają się w ścianach drobnych naczyń. Najlepiej udokumentowano zmiany obserwowane w nerkach i układzie nerwowym. W mikroskopie elektronowym stwierdzono, że kompleksy lokalizują się w mezangium, okolicach subendotelialnych i subepitelialnych błony podstawnej kłębków nerkowych. W ostatnim okresie coraz więcej uwagi zwraca się na rolę autoprzeciwciał kierowanych przeciwko komórkom śródbłonka, które wiążąc się w naczyniu mogą doprowadzić do destrukcji błony podstawnej i indukcji procesu angiogenezy (10). Dotychczas najlepiej udokumentowano znaczenie procesu angiogenezy w rozwoju RZS (8), istnieją jednak doniesienia potwierdzające udział komórek śródbłonka i niektórych cytokin pro- i anty-angiogennych w rozwoju procesu chorobowego w SLE. ZNACZENIE CYTOKIN W PATOGENEZIE SLE W złożonym procesie obrony immunologicznej istotną rolę odgrywają leukocyty, które migrują pomiędzy naczyniami krwionośnymi a tkankami. Odpowiedź na reakcję zapalną zainicjowana jest przemieszczaniem granulocytów z naczyń do 52 E. ROBAK, L. KULCZYCKA, J. TOMCZAK, A. SYSA-JĘDRZEJOWSKA zajętych procesem chorobowym tkanek. Proces ten poprzedzony jest kontaktem migrujących leukocytów z komórkami endotelialnymi, które następnie podlegają zjawisku toczenia się wzdłuż ściany naczynia. Jeżeli w tym czasie limfocyt otrzyma właściwy sygnał aktywacyjny, jest w stanie przylegać do ściany naczynia, a następnie migrować do otaczających tkanek między komórkami śródbłonka. Kaskada zjawisk doprowadzająca do przenikania leukocytów poza naczynie, regulowana jest przez różne współdziałające sygnały pobudzające i molekuły przylegania (11, 12). I tak za proces przylegania i toczenia odpowiadają selektyny i ich mucynowe receptory, za aktywację chemokiny i receptory typu serpentyn (13, 14). Molekuły adhezyjne klasyfikowane są w trzech grupach: selektyny, integryny i rodzina białek kodowanych przez supergeny immunoglobulinowe (IGSF — immunoglobulin supergene family). Grupa selektyn charakteryzuje się obecnością Nterminalnej domeny homologicznej z lektynami zależnymi od wapnia. Ekspresję Eselektyny na śródbłonku naczyń zwiększają niektóre cytokiny takie jak: IL-1 i TNF-a. Wszystkie selektyny wiążą się z odpowiednimi receptorami a interakcja ta odgrywa istotną rolę w przyleganiu krążących leukocytów i ich toczeniu. Na powierzchni leukocytów również dochodzi do ekspresji integryn takich jak LFA-1 (funkcjonalnie związany z leukocytami antygen-1 — lymphocyte function-associated antigen-1) i VLA-4 (bardzo wolny antygen-4 — very late atigen-4). Mają one istotną funkcję związaną ze stymulacją chemokin i wiązaniem ich z odpowiednimi receptorami należącymi do grupy IGSF a także z molekułą adhezyjną ICAM-1 (intercellular adhesion malecule-1) i VCAM-1 (vascular celi adhesion molecule-1). Wzajemne oddziaływania tych cytokin stymulują rozwój reakcji zapalnej obserwowanej w SLE. Naczyniowo-śródbłonkowy czynnik wzrostu — VEGF Naczyniowo-śródbłonkowy czynnik wzrostu — VEGF — (vascular endothelial growth factor) jest glikoproteiną produkowaną przez komórki śródbłonka, makrofagi, fibroblasty, komórki mięśni gładkich oraz komórki nowotworowe. Ma on zdolność wiązania się z receptorami komórek śródbłonka (VEGFR-1 i 2) co prowadzi do indukcji procesu angiogenezy. Należy do grupy czynników związanych z heparyną bądź siarczanem heparanu w macierzy zewnątrzkomórkowej. Podczas procesu angiogenezy VEGF, a także inne czynniki wzrostowe, są uwalniane z macierzy przez heparynazę i plazminę pochodzące z endotelium. Rola VEGF polega m.in. na zwiększaniu przepuszczalności naczyń, przez co stymuluje przechodzenie leukocytów poza ścianę naczynia do miejsc zajętych procesem zapalnym. Ponadto w badaniach in vitro stymuluje komórki endotelium do proliferacji (9). Najnowsze badania dowodzą, że VEGF działa angiogennie poprzez pobudzenie COX-2 (cyklooxygenaza 2) (8). Istnieją także doniesienia sugerujące ochronną rolę VEGF w stosunku do komórek śródbłonka, przez indukcję DAF (czynnik przyspieszający rozkład), co ma je chronić przed uszkodzeniem zależnym od dopełniacza (8). Wyniki naszych badań, podobnie jak obserwacje innych autorów, wskazują, iż istnieje wyraźna korelacja między poziomem VEGF a występowaniem SLE (15, 16). Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia rumieniowatego 53 Ponadto poziom tej glikoproteiny jest istotnie wyższy u pacjentów z aktywną postacią choroby (ocenianą wg skali SLAM). Natomiast poziom tego czynnika u osób będących w remisji klinicznej pozostaje zbliżony do poziomu występującego u osób zdrowych. Stężenia VEGF są wyższe w grupie osób z obecnością złogów immunologicznych na granicy skórno-naskórkowej oraz u osób, u których w krążeniu stwierdzono przeciwciała typu dsDNA. Wskazuje się także na rolę VEGF w angiogenezie stymulowanej promieniami UVB, gdzie dochodzi do zwiększenia liczby i średnicy naczyń skóry (17). Nadwrażliwość na promieniowanie UV jest częstym objawem u chorych na SLE, uwzględnionym także w kryteriach diagnostycznych. Wzajemne zależności pomiędzy udziałem promieniowani UV i tworzeniem nowych naczyń krwionośnych u chorych na SLE potwierdza rolę angiogenezy w rozwoju objawów chorobowych układowego tocznia rumieniowatego. Blokowanie VEGF prowadzi do zahamowania neowaskularyzacji, co zostało wykorzystane w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) blokerem TNFainfliximabem, który także zmniejsza ekspresję VEGF w błonie maziowej. Istnieją jednak doniesienia o możliwości indukowania polekowego SLE po zastosowaniu inflbumabu, co sugeruje, że aniogeneza w rozwoju tocznia jest procesem bardziej złożonym niż w przypadku RZS (18). Z drugiej jednak strony infliximab podawany chorym na SLE powodował szybkie zmniejszenie reakcji zapalnej. Szczególnie korzystny efekt terapeutyczny obserwowano u chorych z toczniem nerkowym (19). Angiogenina Ludzka angiogenina (ANG) jest jednołańcuchowym białkiem o ciężarze 14,1 kD), wiążącym heparynę, złożonym ze 183 aminokwasów (20, 21). Jej obecność stwierdzono w komórkach nowotworowych i wykazano, że poprzez aktywację komórek śródbłonka naczyń, zwiększenie ich proliferacji i migracji odgrywa istotną rolę we wczesnej fazie angiogenezy (22). ANG należy do nadrodziny rybonukleaz i w warunkach fizjologicznych jest wytwarzana przez komórki wątroby (23). Istnieją sugestie, że ANG wiąże się z aktyną tworząc kompleks aktynowo-angiogeninowy, który następnie aktywuje tkankowy aktywator plazminogenu. Efektem tego działania jest generowanie plazminy degradującej lamininę i fibronektynę w błonie podstawnej (22, 24). W warunkach in vivo i in vitro jej wydzielane jest regulowane jako białko ostrej fazy (25). Potencjalna rola angiogeniny w chorobach zapalnych związana jest z jej aktywnością proangiogenną. Wykazano, że w warunkach in vitro angiogenina hamuje degranulację granulocytów obojętnochłonnych oraz wykazuje działanie immunosupresyjne (26, 27). Intrleukina-6, która stymuluje i reguluje wydzielanie białek ostrej fazy stymuluje także syntezę i uwalnianie angiogeniny oraz zwiększa ekspresję mRNA dla angiogeniny na komórkach ludzkiego wątrobiaka HepG2 w 24-godzinnej hodowli (28). Angiogenina wiążąc się prawdopodobnie z receptorami na powierzchni komórek śródbłonka (proteina o ciężarze 170 kD lub 42 kD) indukuje proliferację komórek, wpływa na zwiększone uwalnianie proteaz zależnych 54 E. ROBAK, L. KULCZYCKA, J. TOMCZAK, A. SYSA-JĘDRZEJOWSKA od EC i w efekcie przyczynia się do wzrostu migracji i inwazji tych komórek (22, 29, 30). Jej bezpośrednie działanie związane z indukcją aktywności biologicznej EC zależne jest od translokacji jądra w komórkach śródbłonka. W przypadku hamowania przemieszczania jądra komórkowego angiogenna aktywność tej cytokiny jest zniesiona (31, 30). Kischimoto i wsp. w swych badaniach wykazali, że stymulacja takimi cytokinami jak VEGF, bFGF, aFGF i EGF komórek endotelialnych w ludzkich naczyniach żylnych pępowiny przez 4 godziny wpływała na jądrową akumulację angiogeniny. Zjawisko to mogło być związane z przesuwaniem tej cytokiny z magazynów komórkowych np. z cytoplazmy, bądź też z pobudzaniem syntezy endogennej angiogeniny, ponieważ w eksperymencie tym nie dodawano egzogennej angiogeniny. Obserwacja ta upoważniła do wysunięcia wniosku, iż wpływ innych cytokin angiogennych na komórki endotelialne przyczynia się do aktywacji EC i stymulacji procesu angiogenezy (32). Powyższe obserwacje wskazują, że u chorych na SLE dochodzi do pobudzenia procesu angiogenezy nie tylko w wyniku działania uszkadzającego kompleksów immunologicznych i czynników prozapalnych na komórki śródbłonka, ale także w wyniku ich aktywacji związanej ze zwiększonym uwalnianiem cytokin proangiogennych. Czynnik wzrostu fibroblastów — FGF Czynnik wzrostu fibroblastów — FGF — (fibroblasts growth factor) to druga pod względem siły działania po VEGF cytokina proangiogenna związana z siarczanem heparanu. Jest to białko występujące w dwóch postaciach: zasadowej (bFGF) i kwaśnej (aFGF). FGF jest wytwarzany przez komórki śródbłonka, komórki mięśni szkieletowych, ale także przez komórki nowotworowe. Obie formy czynnika działają za pośrednictwem tych samych receptorów (a/bFGFR). Wiążąc się z komórkami śródbłonka pobudzają angiogenezę, a ponadto stymulują proliferację fibroblastów. Pobudzają one niemal wszystkie etapy angiogenezy (9). Nasze badania wykazały jednak, że nie ma różnicy w stężeniu FGF u chorych na SLE i u osób zdrowych (15). bFGF był wykrywalny tylko u 70% chorych i u 65% zdrowych, co mogło być spowodowane mniejszą czułością zastosowanych testów. W badaniach Kadono i wsp. cytokina ta była praktycznie nieoznaczalna, zarówno u osób zdrowych jak i chorych. Wykazano natomiast istnienie dodatniej korelacji między stężeniem bFGF a aktywnością twardziny układowej i zapalenia skórnomięśniowego (16). Bezpośredni i pośredni wpływ tej cytokiny na EC oraz na proces neowaskularyzacji wskazuje na jej udział w rozwoju SLE, a także na konieczność doskonalenia metod detekcji tej proteiny. Czynnik martwicy nowotworów alfa — TNF-a W patogenezie SLE podkreśla się także rolę czynnika martwicy nowotworów TNF-a — (tumor necrosis factor a). Cytokina ta wytwarzana jest głównie przez makro fagi i limfocyty. Wykazuje ona plejotropizm działania, wpływając także na Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia rumieniowatego 55 komórki zaangażowane w procesie tworzenia naczyń krwionośnych takie jak komórki śródbłonka i fibroblasty. TNF-a stymuluje angiogenezę in vivo. W badaniach in vitro stwierdzono wpływ tej cytokiny na chemotaksję komórek endotelium i formowanie nowych naczyń. W wyższych stężeniach może jednak hamować mitozy komórek śródbłonka. Wydaje się, że ma większy wpływ na różnicowanie się komórek endotelium niż na ich proliferację (9). Studnicka-Benke i wsp. (33) wykazali podwyższony poziom TNF-a i jego rozpuszczalnych receptorów u pacjentów z SLE. Ponadto, stężenia te korelowały z aktywnością choroby (ocenianej wg skali ECLAM), jak i z poziomem przeciwciał anty ds-DNA. Istnieją także doniesienia negujące zwiększone wytwarzanie TNF-a u chorych na SLE, jak również jego wpływ na aktywność procesu chorobowego (19). Nasze wcześniejsze badania wskazują na wzrost stężenia TNF-a w surowicy osób chorych na SLE, szczególnie w aktywnym okresie choroby. Ponadto stwierdziliśmy wyższe stężenie rozpuszczalnego receptora dla TNF-a w grupie chorych na SLE, które nie korelowało z aktywnością tej choroby (34). W piśmiennictwie istnieją doniesienia o toczniu indukowanym lekami po zastosowaniu etanerceptu (rozpuszczalne receptory dla TNF-a). Badania przeprowadzone na modelu zwierzęcym dla SLE wskazują, że egzogenny TNF-a może pełnić funkcję protekcyjną, przez co opóźnia rozwój choroby (19, 35). Na podstawie powyższych obserwacji należy sądzić, że rola TNF-a w patogenezie tocznia jest złożona i wymaga dalszych badań. Interleukina 6 W patogenezie tocznia rumieniowatego układowego podkreśla się także rolę interleukiny-6 (IL-6). Ta prozapalna cytokina, zwana także czynnikiem różnicującym komórki B lub też czynnikiem stymulującym hepatocyty, wytwarzana jest przez: limfocyty T, makrofagi, limfocyty B, fibroblasty oraz komórki śródbłonka. Stymuluje różnicowanie limfocytów B w komórki produkujące przeciwciała. Ponadto odgrywa rolę w hematopoezie, wpływa na wzrost wytwarzania białek ostrej fazy przez hepatocyty, uczestniczy także w wielu innych procesach. Jest cytokina 0 szerokim zakresie działania na wiele układów. Przypisuje się jej udział w patogene zie chorób zapalnych i autoimmunologicznych. Rola IL-6 w procesie angiogenezy jest niejasna. Z jednej strony stymuluje ona migrację komórek endotelium, z drugiej jednak blokuje proliferację komórek śródbłonka (9). Nasze badania wykazały, że stężenie tej cytokiny w surowicy jest istotnie wyższe u pacjentów z SLE i koreluje ze stopniem aktywności choroby. Nie stwierdzono jednak takich zależności w przypadku rozpuszczalnego receptora dla IL-6 (34). Interleukina 12, interleukina 15 Zwraca się także uwagę na możliwość regulacji procesu angiogenezy przez IL-12 1 IL-15. Interleukina 12 (IL-12) hamuje angiogenezę na drodze pośredniej, przy udziale IFN-y, poprzez indukcję angiostatycznej chemokiny IP-10 (proteina 56 E. ROBAK, L. KULCZYCKA, J. TOMCZAK, A. SYSA-JĘDRZEJOWSKA indukująca IFN-y). Zaobserwowano, że w SLE poziom IP-10 korelował dodatnio z aktywnością choroby i poziomem przeciwciał anty-DNA, podczas gdy poziom IFN-y, znacząco podwyższony u pacjentów z SLE, nie wykazywał zależności z aktywnością choroby (9, 36). W naszych badaniach stężenie IL-12 było wyższe w grupie pacjentów z SLE jednak nie wykazywało zależności z aktywnością procesu chorobowego (37). Podobne wyniki uzyskali Tokano i wsp. (36) oraz Wong i wsp. (38). Interleukina 15 (IL-15) również indukuje nowotworzenie naczyń krwionośnych Aringer i wsp. wykazali podwyższony poziom IL-15 u pacjentów z toczniem. Pozostawał on jednak bez związku z aktywnością choroby (39). Wyniki przeprowadzonych przez nas badań wykazały, że poziomy IL-15 korelują z poziomem IL-12 w surowicy (40). Obserwacja ta jest ciekawa z tego powodu, iż IL-12 jest uznawana za cytokinę antyangiogenną, podczas gdy IL-15 ma działanie proangiogenne. Może to świadczyć o złożoności procesu angiogenezy w SLE. Endostatyna Endostatyna należy również do białek antyangiogenennych. Jej ciężar cząsteczkowy wynosi 20 kD. Powstaje w wyniku proteolitycznego odszczepienia NCI — terminalnego fragmentu kolagenu XVIII, który lokalizuje się w błonie podstawnej ściany naczyń. Wraz z nim endostatynę znajdywano w błonie podstawnej naczyń w okresie embriogenezy (41). Wiele badań ostatnich lat wskazuje, że domena NCI kolagenu XVIII wraz ze związaną endostatyna, wykazują działanie antagonistyczne do wolnej endostatyny, stymulując migrację komórek śródbłonka i innych typów komórek biorących udział w procesie angiogenezy do macierzy zewnątrzkomórkowej. Endostatyna natomiast ma zdolność swoistego hamowania proliferacji, a także migracji tych komórek (42). Molekularny mechanizm komórkowego działania endostatyny nie jest w pełni poznany. Niektóre badania wskazują, że endostatyna trzykrotnie zwiększa wewnątrzkomórkowe stężenie jonów wapnia Ca2 + (43). Jej terapeutyczne zastosowanie u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów powodowało znaczącą poprawę kliniczną (44). W naszych badaniach nie wykazano związku między stężeniem tej cytokiny a występowaniem SLE (16). Endostatyna jako inhibitor angiogenezy najprawdopodobniej nie odgrywa roli w rozwoju choroby, co może stanowić potwierdzenie poglądu o dominacji neowaskularyzacji nad angiosupresją w autoimmunizacyjnych chorobach zapalnych. Angiogeneza oraz krążące prekursory śródbłonka są wciąż przedmiotem intensywnych badań, które umożliwiają poznawanie nowych markerów i nowych mechanizmów patogenetycznych wielu chorób, w tym także układowych chorób tkanki łącznej, takich jak SLE. Nowotworzenie naczyń krwionośnych może być celem do wykorzystania w podejmowaniu odpowiedniego postępowania terapeutycznego, którego ostatecznym efektem będzie doprowadzenie do stanu równowagi pomiędzy czynnikami pro- i antyangiogennymi. W literaturze istnieje wiele doniesień Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia rumieniowatego 57 na temat angiogenezy, szczególnie w chorobach nowotworowych. W grupie układowych chorób tkanki łącznej proces ten najlepiej udokumentowano w RZS. Stosunkowo niewiele jest doniesień na temat angiogenezy w SLE. Dlatego też istnieje potrzeba prowadzenia nowych badań, które będą wykorzystane w podejmowaniu odpowiednich działań terapeutycznych. PIŚMIENNICTWO 1. Hochberg MC. Updating the American College of Rheumatology revised criteria for the classification of systemie lupus erythematosus. Arthritis Rheum 1997; 40: 1725 2. Schroeder JO, Euler HH. Recogniton and management of systemie lupus erythematosus. Drugs 1997; 54: 422-434. 3. Mills JA. Systemie lupus erythematosus [review]. N Engl J Med 1994; 330: 1871-1879. 4. Samborski W, Żaba R. Nowe poglądy na temat patogenezy tocznia rumieniowatego układowego — objawy kliniczne, rozpoznanie i leczenie. PdA 2001; 18: 5—10. 5. Swaak AJ, Nossent JC, Smeenk RJT. Systemie lupus erythematosus. Int J Clin Lab Res 1992; 22: 190-195. 6. Kluz J, Adamiec R, Tubek S. Rola przeciwciał przeciwko komórkom śródbłonka w patogenezie naczyniowych powikłań układowego tocznia rumieniowatego. Poi Arch Med. Wewn 2004; 111: 727 — 734. 7. Polverini PJ. Angjogenesis in health and diseaes: insights into basie mechanisms and therapeutic opportunities. J Dent Educ 2002; 66: 962-975. 8. Bodolay E, Koch AE, Kim J, Szegedi G, Szekanecz Z. Angiogenesis and chemokines in rheumatoid arthritis and other systemie infalmmatory rheumatic diseases. J Celi Mol Med 2002; 6: 357—376. 9. Szekanecz Z, Szegedi G, Koch AE. Angiogenesis in rheumatoid arthritis: pathogenic and clinical significance. J Investig Med 1998; 46: 27-34. 10. Song J, Park YB, Lee Wki, Lee KH, Lee SK. Clinical associations of anti-edothelial celi antibodies in patients with systemie lupus erythematosus. Rheumatol Int 2000; 20: 1 — 7. 11. Spinger TA. Traffic signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration: multistep paradigm. CeU 1994; 76: 301-314. 12. Butcher EC, Picker LJ. Lymphocyte homing and homeostasis. Science 1996; 272: 60-66. 13. Kansas GS. Selectins and their ligands: current concepts and controversies. Blood 1996; 88: 3259-3287. 14. Baggiolini M. Chemokines and leukocyte traflic. Naturę 1998; 392: 565-568. 15. Robak E, Sysa-Jędrzejowska A, Robak T. Vascular endothelial growth factor and its soluble receptors VEGFR-1 and VEGFR-2 in the serum of patients with systemie lupus erythematosus Mediat Infiamm. 2003; 12: 293-298. 16. Robak E, Woźniacka A, Sysa-Jędrzejowska A, Stępień H, Robak T. Circulating angiogenesis inhibitor endostatin and positive endothelial growth regulators in patients with systemie lupus erythematosus. Lupus 2002; 11: 348-355. 17. Woźniacka A. Preparaty antymalaryczne w leczeniu tocznia rumieniowatego. Przegl Lek 2002; 59: 179-182. 18. Samborski W. Farmakoterapia tocznia rumieniowatego układowego — nowe kierunki i metody eksperymentalne. PdiA 2004; 21: 30-35. 19. Aringer M, Smolen JS. Tumor necrosis factor and other proinflammatory cytokines in systemie lupus erythematosus: a rationale for therapeutic intervention. Lupus 2004; 13: 344—347. 20. Shapiro R, Strydom DJ, Olsonb KA, Valee BL. Isolation of angiogenin from normal human plasma. Biochemistry 1987; 26: 5141-5146. 58 E. ROBAK, L. KULCZYCKA, J. TOMCZAK, A. SYSA-JĘDRZEJOWSKA 21. Shapiro R, Riordan JF, Vallee BL. Characteristic ribonucleolytic activity of human angiogenin. Biochemistry 1986; 25: 3527-3532. 22. Hu GF, Riordan JF. Angiogenin enhances actin acceleration of plasminogen activation. Biochem Biophys Res Commun 1993; 19: 682-687. 23. Weiner HL, Weiner LH, Swain JL. Tissue distribution and development expression of messenger RNA encoding angiogenin. Science 1987; 237: 280-282. 24. Lyons RM, Gentry LE, Purchio AAF, Moses HL. Mechanism of activation of latent recombinant transforming growth factor beta 1 by plasmin. J Celi Biol 1990; 110: 1361-1367. 25. Olson KA, Verselis SJ, Fett JW. Angiogenin is regulated in vivo as an acute phase protein. Biochem Biophys Res Commun 1998; 242: 480-483. 26. Tschesche H, Kopp C, Horl WH, Hempelmann U. Inhibition of degranulation of polymononuclear leukocytes by angiogenin and its tryptic fragment J Biol Chem 1994; 269: 3274-3280. 27. Matousek J, Soucek J, Riha J, Zankel TR, Benner SA. Immunosupressive activity of angiogenin in comparison with bovine seminal rybonuclease and pancreatic rybonuclease. Comp Biochem Physiol 1995; 112: 235-241. 28. Verselis SJ, Olson KA, Fett JW. Regulation of angiogenin expression in human HepG2 hepatoma cells by mediators of the acute-phase response. Biochem Biophys Res Commun 1999; 259: 178 — 184. 29. Hu GF, Riordan JF, Vallee BL. A putative angiogenin receptor in angiogenin-responsive human endothelial ceUs. Proc Natl Acad. Sci USA 1997; 94: 2204-2209. 30. Hu GF, Riordan JF, Vallee BL. An agiogenin-binding protein from endothelial celss. Proc Natl Acad Sci USA 1991; 8& 2227-2231. 31. Moroianu J, Riordan JF. Nuclear translocation of angiogenin in proliferating endothelial cells is essentiale to its angiogenic activity. Proc Natl Acad Sci USA 1994; 91: 1677-1681. 32. Kishimoto K, Liu S, Tsuji T, Olson KA, Hu G. Endogenous angiogenin in endotelial cells is a generał reąuirement for celi proliferation and angiogenesis. Oncogene 2005; 24: 445—456. 33. Studnicka-Benke A, Steienr G, Petera P, Smolen JS. Tumor necrosis factor alpha and it's soluble receptors parallel clinical disease and autoimmune activity in systemie lupus erythematosus. Br J Rheumatol. 1996; 35: 1067-1074. 34. Robak E. The serum concentrations of interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-a (TNFa) and their soluble receptors in relation to clinical activity of systemie lupus erythematodes. Anna Acad Med Lodź. 1999; suppl. 33: 213-215. 35. Shakoor N, Michalska M, Harris CA, Błock JA. Drug-induced systemie lupus erythematosus associated with etanercept therapy. Lancet 2002; 359: 579-580. 36. Tokano Y, Morimoto S, Kanneko H et al. Levels of IL-12 in the sera of patients with systemie lupus erythematosus (SLE) - relation to Thl and Th2 derived cytokines. Clin Exp Immunol 1999; 116: 1107-1118. 37. Robak E, Trzcińska E, Smolewski P. Komórki dendrytyczne we krwi obwodowej chorych na układowy toczeń rumieniowaty. Acta Haematol Poi. 2004; 35: 351-362. 38. Wong CK, Ho CY, Li EK, Lam CWK. Elevation of proinflammatory cytokine (IL-18, IL-17, IL-12) and Th2 cytokine (IL-4) concentrations in patients with systemie lupus erythematosus. Lupus 2000; 9: 589-593. 39. Aringer M, Stummvoll, Steiner G i wsp. Serum interleukin-15 is elevated in systemie lupus erythematosus. Rheumatology 2001; 4(h 876-881. 40. Robak E, Robak T, Woźniacka A, Żak-Prelich M, Sysa-Jędrzejowska A, Stępień H. Proinflam matory interferon-y-iducing monokines (interleukin-12, interleukin-18, interleukin-15) — serum profile in patients with systemie lupus erythematosus. Eur Cytokine Netw 2002; 13: 364—368. 41. O'Reillly MS, Boehm T, Shing Y, Fukai N, Vasios G, Lane WS, Flynn E, Birkhead JR, Olsen BR, Folkman J. Endostatin: an endogenous inhibitor of angiogenesis and tumor growth. 1997; 8: 277—285. Rola cytokin angiogennych w patogenezie układowego tocznia rumieniowatego 59 42. Ergun S, Kilic N, Wurmbach JH i wsp. Endostatin inhibits angiogenesis by stabilization of newly formed endothelial tubes. Angiogenesis 2001; 4: 193-206. 43. Jiang L, Jha V, Dhanabal M, Sukhatme VP, Alper SL. Intacellular Ca(2+) signaling in endothelial cells by the angiogenesis inhibitors enostatin and angiostatin. Am J Physiol Celi Physiol 2000; 280: 1140-1150. 44. Matsuno H, Yudoh K, Uzuki M, i wsp. Treatment with the angiogenesis inhibitor endostatin: a novel therapy in rheumatoid arthritis. J Rheumatol 2002; 29: 262-266. Praca wpłynęła do Redakcji 16.12.2005 r. i została zakwalifikowana do druku 23.02.2006 r. Adres Autorów. Katedra i Klinika Dermatologii i Wenerologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Łódź, ul. Krzemieniecka 5 Tel. 0-22 686-79-81 Fax 0-22 688-45-65 e-mail: [email protected]
