La malattia di Dupuytren può essere trattata con inibitori di citochine / JAK

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Una condizione che causa la deformità della mano – che porta nei casi più gravi a compromissione e disabilità – può ora essere trattata con successo usando farmaci sviluppati negli ultimi anni per il trattamento di diverse forme di artrite, hanno scoperto i ricercatori dell’Università di Glasgow.

La malattia di Dupuytren è un disturbo fibroproliferativo comune e progressivo della mano, che di solito attira il mignolo o l’anulare verso il palmo della mano.

La deformità può compromettere i movimenti della mano nella misura in cui limita gravemente le attività quotidiane, inclusa la cura di sé e l’occupazione, riducendo la qualità della vita correlata alla salute.

Non ci sono trattamenti approvati per le prime fasi della malattia e un’alta recidiva nella malattia in fase avanzata quando le terapie includono la chirurgia e la terapia di iniezione che funzionano solo per un periodo di tempo limitato.

In tutto il Regno Unito, la prevalenza della malattia è di circa il 20%. In Scozia la prevalenza è molto più elevata – il 40% della popolazione – e nei paesi scandinavi colpisce circa il 30% degli uomini con più di 60 anni.

Questo perché la malattia è genetica; Gli scozzesi sono colpiti più di altre parti del Regno Unito perché più persone portano geni celtici o irlandesi.

Ora, tuttavia, un team guidato da Neal Millar, docente senior di chirurgia ortopedica presso l’Istituto di infezione, immunità e infiammazione dell’Università, ha scoperto che due farmaci sviluppati negli ultimi anni per il trattamento di diverse forme di artrite possono bloccare la risposta fibrotica trovata nella malattia di Dupuytren.

I farmaci sono:

  • Inibitori delle citochine che sono stati usati con successo nel trattamento dei reumatoidi e di altre forme di artrite da circa 15 anni
  • Inibitori di JAK che sono diventati disponibili circa cinque anni fa ed è anche usato per il trattamento dell’artrite infiammatoria.

Millar ha dichiarato: “Il nostro lavoro utilizzando campioni di pazienti della malattia di Dupuytren ha scoperto un ruolo chiave per questi farmaci. Siamo stati in grado di invertire questi cambiamenti fibrotici nelle cellule umane. Fino ad ora, non c’era niente là fuori per questi pazienti. “

I due farmaci per l’artrite sono autorizzati per l’uso nel trattamento di quella malattia, ma in base alle normative sui farmaci, devono sottoporsi a ulteriori test per l’uso nel trattamento di una malattia diversa.

Il signor Millar e il suo team hanno presentato un brevetto per la scoperta del nuovo uso dei farmaci. Hanno anche ricevuto una sovvenzione dal programma EMINENT del MRC (Medical Research Council) per condurre sperimentazioni terapeutiche sperimentali che, secondo lui, potrebbero iniziare tra un anno. Tutto bene, i farmaci potrebbero essere eliminati per l’uso nella malattia di Dupuytren tra due o tre anni.

Un ulteriore potenziale utilizzo è stato anche scoperto a seguito del lavoro del team sulla malattia di Dupuytren. Sono stati in grado di prelevare tessuti da pazienti affetti da questa malattia da utilizzare come surrogato per test correlati ad altre malattie fibrotiche, come la fibrosi polmonare e renale.

“Uno dei problemi associati a queste malattie è la difficoltà di ottenere tessuti dai pazienti. Abbiamo usato i tessuti della malattia di Dupuytren come surrogati poiché conosciamo il processo del suo sviluppo come accade nella fibrosi epatica e renale.

Riteniamo che questi farmaci possano anche essere efficaci nel trattamento di altre malattie fibrotiche. Ciò offrirebbe un importante passo avanti nel trattamento di condizioni potenzialmente letali che colpiscono centinaia di migliaia di pazienti “, ha affermato Millar.


DISCUSSIONE

Questo studio dimostra che l’ambiente di tessuto locale nella malattia di Dupuytren è caratterizzato da un ambiente di cellule infiammatorie e citochine, che non solo guidano la precoce transdifferenziazione dei miofibroblasti ma forniscono anche l’ambiente per la cronicità fibroproliferativa di questa malattia debilitante.

Troviamo un ambiente di citochine che guidano i cambiamenti fenotipici sulle cellule stromali e questi fenomeni dipendono dalla fosforilazione STAT (Fig. 6), che siamo in grado di inibire in vitro.

Insieme, i nostri risultati suggeriscono che la malattia di Dupuytren ha una componente immunitaria e infiammatoria vitale che guida la cronicità fibroproliferativa che può essere efficacemente trattata prendendo di mira il percorso STAT.

Fig. 6 Mirare alla fosforilazione di STAT nella malattia di Dupuytren.
Diagramma schematico che illustra l’ambiente guidato dalle citochine in cui può manifestarsi la malattia di Dupuytren. La presenza di cellule T secernenti IFN-γ determina la produzione di IL-13 da mastociti oltre ai fibroblasti sottoposti a transdifferenziazione dei miofibroblasti in presenza di TGF-β. Queste interazioni infiammatorie guidano il rimodellamento fibroproliferativo, che può essere inibito dall’uso di inibitori STAT come tofacitinib.

IL-13 è sinonimo di disturbi fibrotici (19, 36, 37) e abbiamo stabilito una maggiore presenza di IL-13 derivata dai mastociti nel tessuto di Dupuytren. Uno dei principali meccanismi attraverso i quali l’IL-13 promuove la fibrosi è la proliferazione delle cellule stromali residenti.

Questa iperproliferazione, precedentemente attribuita nella malattia di Dupuytren alle risposte del TGF-β, incoraggia le cellule a rilasciare un aumento delle proteine ​​della matrice promuovendo la formazione di cordone clinico e noduli.

I nostri dati suggeriscono che la presenza di un altro mediatore centrale della fibrosi, IL-13, può anche indurre una significativa proliferazione di miofibroblasti e la produzione di ECM nella fibrosi di Dupuytren.

Le cellule T sono anche una fonte nota di IL-13 e si trovano in abbondanza nel tessuto di Dupuytren. Tuttavia, abbiamo identificato la maggior parte delle cellule T nel tessuto di Dupuytren erano cellule produttrici di IFN-γ.

Sebbene IFN-γ non sia sinonimo di fibrosi (38, 39) a differenza di altre citochine (cioè IL-4, IL-13, TGF-β), è stato anche implicato nelle vie fibrotiche e nella patogenesi (23, 24, 40– 42).

Simile alle precedenti pubblicazioni (23, 24), abbiamo scoperto che l’IFN-γ (in combinazione con TGF-β) era in grado di indurre i mastociti umani a produrre IL-13.

Riteniamo che l’IFN-γ delle cellule T possa indurre i mastociti a rilasciare IL-13 con conseguenti cambiamenti fibroproliferativi osservati nella malattia. I dati evidenziano un ambiente di citochine che agiscono in modo cooperativo per indurre la patogenesi fibrotica multicellulare osservata nella malattia di Dupuytren.

Piuttosto che essere un percorso gerarchico lineare, è probabile che un ambiente fluido dinamico porti alle molteplici caratteristiche dei disturbi fibrotici (Fig. 6). Recenti scoperte supportano anche il ruolo della citochina e del cross-talk cellulare nella guida della malattia fibrotica (11).

Entrambi i macrofagi e, in particolare, i mastociti sono sinonimo di malattia fibrotica, che è ulteriormente elegantemente evidenziata dallo studio. Sebbene lo studio si sia concentrato principalmente sugli effetti combinati di TNF-α e IL-33, riteniamo che supporti i nostri risultati.

Izadi e colleghi non hanno registrato molto rilascio spontaneo di IL-13 (11), che potrebbe essere dovuto alla latenza delle cellule a seguito della disaggregazione dal tessuto; È noto che IL-33 guida il rilascio di IL-13 dai mastociti nella malattia (43).

Il presente studio ha dimostrato che il rilascio di IL-13 e i suoi effetti fibrotici a valle sono obiettivi vitali per la terapia. Pertanto, i risultati di entrambi gli studi confermano che la malattia fibrotica è il risultato di un ambiente complesso di cellule e citochine che agiscono in modo cooperativo nella patogenesi della fibrosi.

I nostri dati supportano ulteriormente l’idea che il fenotipo miofibroblasto ad alta espressione di α-SMA è principalmente dovuto al TGF-β (fig. S3C) ma rivelano che i miofibroblasti di Dupuytren ne descrivono un altro, a nostra conoscenza, sfaccettatura priva di documenti: maggiore espressione di IL-13Rα1.

Inoltre, siamo stati in grado di indurre questa caratteristica nei fibroblasti di controllo in seguito all’esposizione all’IFN-γ in combinazione con TGF-β, un fenomeno precedentemente dimostrato negli eosinofili (30).

Come nella maggior parte dei casi con IFN-γ (32), la variazione indotta da IL-13Rα1 dipendeva dalla fosforilazione di STAT1. Abbiamo trovato in modo importante un aumento del legame con STAT1 sul gene IL-13Rα1 nei siti di potenziamento e intronici, facilitando così la risposta a valle di IL-13.

Questo esclusivo motivo di legame di STAT1 sembra essere un segno distintivo dei miofibroblasti di Dupuytren e potrebbe rappresentare un interessante intervento terapeutico in futuro attraverso il targeting epigenetico.

Il percorso STAT è stato un approccio terapeutico in altre patologie patologiche attraverso l’uso di inibitori JAK (44, 45), un gruppo di chinasi associate al recettore che sono essenziali per la cascata di segnalazione a valle di un numero di recettori delle citochine.

In seguito all’impegno di citochine e recettori, i JAK iniziano la fosforilazione di STAT, portando alla dimerizzazione di STAT e, in definitiva, all’induzione del gene target (44). Abbiamo scelto di utilizzare tofacitinib come inibitore del pan JAK, poiché in precedenza ha dimostrato di essere efficace contro la segnalazione in vitro di IFN-γ (46) e IL-13 (35) e la sicurezza e l’efficacia sono state dimostrate in numerosi studi clinici ( 44) compreso il trattamento dell’artrite reumatoide.

Abbiamo inibito con successo la fosforilazione di STAT1, a seguito della stimolazione dell’IFN-γ, nei mastociti e nei fibroblasti di controllo, con conseguente aumento a valle della secrezione di IL-13 e dell’espressione di IL13Rα1, rispettivamente.

Inoltre, il trattamento con tofacitinib ha inibito la fosforilazione di STAT6 indotta da IL-13 nei miofibroblasti malati, portando a una ridotta proliferazione cellulare e up-regolazione delle proteine ​​matricellulari.

Insieme, dimostriamo che il targeting della via JAK / STAT può inibire la produzione di citochine, la transdifferenziazione da fibroblasti a miofibroblasti e la fibroproliferazione di miofibroblasti, sostenendolo come obiettivo traslazionale nella malattia di Dupuytren.

Mentre dimostriamo un efficace targeting della produzione e della segnalazione di IL-13, riconosciamo un ruolo fondamentale del TGF-β nella guida della malattia di Dupuytren. Molti degli effetti che abbiamo osservato si verificano in presenza di TGF-β, mentre la transdifferenziazione dei miofibroblasti attraverso l’espressione α-SMA dipende principalmente dal TGF-β (47).

Tuttavia, l’inibizione diretta e universale del TGF-β potrebbe non essere adatta data la sua funzione in una vasta gamma di percorsi fisiologici e varie isoforme (7, 48), mentre studi in vivo hanno documentato un aumento dell’infiammazione, della produzione di tumore e della tossicità (49– 51). Inoltre, studi clinici hanno dimostrato finora un’efficacia limitata a lungo termine nei disturbi fibrotici (47). Inoltre, l’espressione α-SMA può essere solo un indicatore delle condizioni fibrotiche e non causale (52); pertanto, il targeting diretto può essere inutile.

Riconosciamo che i nostri set di dati sperimentali mancano di dati sugli animali in vivo. Sebbene siano stati utilizzati numerosi modelli animali per studiare la patogenesi fibrotica guidata dalle citochine, non è disponibile un modello in vivo ben descritto per la malattia di Dupuytren.

Ci sono stati tentativi di descrivere i modelli di roditori; tuttavia, questi modelli di xenotrapianto si basano sull’impianto di cellule umane in topi o ratti (53, 54).

Inoltre, i risultati dell’utilizzo di questi studi modello non documentano alcun risultato di tipo clinico, ma piuttosto quelli già studiati in vitro (cioè i livelli di TGF-β e l’espressione di α-SMA e collagene) (55–57).

Inoltre, mentre siamo stati in grado di misurare i livelli di proteine ​​di collagene dopo la stimolazione dell’IL-13, misuriamo l’espressione dell’mRNA per altre proteine ​​della matrice (tenascin-C e periostina).

Tuttavia, questo era principalmente per evidenziare che i cambiamenti in questi geni erano dovuti direttamente a IL-13, e qualsiasi successivo intervento nel percorso di IL-13 avrebbe impedito i cambiamenti in questi geni. Infine, sebbene non statisticamente significativo, notiamo anche che i nostri campioni di fascia di controllo erano in media 7 anni più giovani di quelli dei campioni di Dupuytren, e quindi alcuni aspetti potrebbero essere dovuti agli effetti dell’invecchiamento.

In sintesi, l’attuale studio stabilisce cambiamenti epigenetici indotti dall’infiammazione nei fibroblasti e nella produzione di IL-13 nella patogenesi della malattia di Dupuytren. La dissezione delle vie molecolari coinvolte rivela la manipolazione farmacologica delle vie STAT come obiettivi terapeutici per down-regolare la differenziazione e l’attività dei miofibroblasti.

Sulla base dei nostri risultati, suggeriamo che il riutilizzo di questi agenti farmaceutici prontamente disponibili potrebbe fornire nuovi studi di prova del concetto nella malattia di Dupuytren.

Risorsa: https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eaaz8272.full


Ulteriori informazioni:  Moeed Akbar et al. Attenuazione della fibrosi di Dupuytren attraverso il targeting della risposta IL-13Rα1 modulata STAT1,  Science Advances  (2020). DOI: 10.1126 / sciadv.aaz8272

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