Journal of Autoimmune Diseases, 2006; 3: 5-5 (más artículos en esta revista)

Disminución de los niveles de metalloproteinase-9 y factores angiogénicos por lesiones en la piel de los pacientes con artritis psoriásica después de la terapia con anti-TNF-α

BioMed Central
Paola Cordiali-Fei (cordiali-fei@ifo.it) [1], Elisabetta Trento (trento@ifo.it) [1], Giovanna D'Agosto (dagosto@ifo.it) [1], Valentina Bordignon (Bordignon @ ifo.it) [1], Anna Mussi (mussi@ifo.it) [2], Marco Ardigò (ardigo@ifo.it) [2], Antonio Mastroianni (mastroianni@ifo.it) [2], Antonella Vento ( vento@libero.it) [1], Francesco Solivetti (solivetti@ifo.it) [3], Enzo Berardesca (berardesca@berardesca.it) [2], Fabrizio Ensoli (ensoli@ifo.it) [1]
[1] Patología Clínica y Laboratorio de Microbiología, San Gallicano de Dermatología del Instituto, 00144 Roma, Italia
[2] División de Dermatología Clínica, San Gallicano de Dermatología del Instituto, 00144 Roma, Italia
[3] Radiología División - San Gallicano de Dermatología del Instituto, 00144 Roma, Italia

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Resumen
Fondo

La inflamación representa una pronta y acontecimiento clave en el desarrollo de la psoriasis cutánea y artritis psoriásica. Obligar a las evidencias indican que la producción de TNF-α desempeña un papel central en la psoriasis por mantener el proceso inflamatorio en la piel, así como en las articulaciones. Entre los múltiples efectos producidos por el TNF-α en los queratinocitos, la inducción de la metaloproteasa de matriz extracelular-9 (MMP-9), la colagenasa implicados en la artritis inflamatoria común que actúa como un factor de promoción de la angiogénesis, podría representar un mecanismo clave en la patogénesis de la enfermedad. Los objetivos del presente estudio fueron a investigar a) el papel de MMP-9 en el desarrollo de la psoriasis de evaluar la presencia de MMP-9 en la piel lesional y en el suero de pacientes psoriásica, b) la asociación de MMP-9 con la actividad de la enfermedad, c) la relación entre MMP-9 y TNF-α producción.

Métodos

Once pacientes psoriásica, la presentación conjunta clínicamente los síntomas asociados a la enfermedad cutánea, se incluyeron en un protocolo terapéutico basado en la administración de anti-TNF-α anticuerpo monoclonal (Infliximab). Los sueros y biopsias de piel fueron recolectadas antes del tratamiento y después de 6 semanas de tratamiento. Los tejidos se mantienen en corto plazo, las culturas y la producción de mediadores solubles como el TNF-α, MMP-9, MMP-2, VEGF y E-selectina, que incluyen angiogénicos moléculas asociadas al desarrollo de la psoriasis en placas, se midieron en la cultura de sobrenadantes inmunoenzimático ensayos (ng / ml o pg / ml por mg de tejido). MMP-9 las concentraciones se mide también en el suero. La actividad cutánea de la enfermedad fue evaluada por la Psoriasis Area Severity Index y (PASI).

Resultados

Clínica y de laboratorio de evaluación se indica que todos menos uno habían pacientes una mejora significativa de la puntuación PASI después de tres meses de terapia. La mejoría clínica se asoció a una disminución significativa de MMP-9 (P = 0,017), TNF-α (P = 0,005) y E-selectina (P = 0,018) los niveles, de forma espontánea en libertad lesional biopsias antes y después de la terapia. Además, correlaciones significativas se encontraron entre el PASI mediciones y TNF-α (r 2 = 0,33, P = 0,005), MMP-9 (r 2 = 0,25, P = 0,017), E-selectina (r 2 = 0,24, P = 0,018) de producción. MMP-9 niveles fueron significativamente correlacionado con las de TNF-α (r 2 = 0,30, P = 0,008). Una disminución significativa de MMP-9 en los sueros, asociado a la mejoría clínica también se encontró.

Conclusión

Nuestros resultados muestran la existencia de una relación directa entre MMP-9 y TNF-α producción sugiriendo fuertemente que MMP-9 pueden desempeñar un papel clave en el proceso inflamatorio de piel en la psoriasis.

Fondo

La psoriasis es una enfermedad crónica inflamatoria enfermedad de la piel caracterizada por hyperproliferation de células epidérmicas con prominentes vasos sanguíneos y una gruesa infiltrado linfocitario perivascular [1]. La etiología de la psoriasis es aún desconocida. Si la enfermedad el resultado de una primaria anormalidad en los queratinocitos epidérmicos o depende de una desregulación del sistema inmunitario que ha sido motivo de polémica debatiendo [2]. Hay pruebas recientes, sin embargo, indicó que activan los linfocitos y queratinocitos son necesarios para el desarrollo de lesión psoriásica [3]. De hecho, la crónica, auto-agresiva, epidérmica activación de células T, característico de la enfermedad, podría ser iniciado por común de las infecciones por estreptococos (β-haemolitic estreptococos) que, a su vez, podrían dar lugar a un cruce entre el reconocimiento inmunológico estreptococo M proteínas y los keratins que son patológicamente hasta reguladas en las lesiones psoriásicas [4]. Un auto-respuesta inmune puede ser sostenido por un mecanismo de mimetismo molecular. De hecho, psoriásica queratinocitos exhiben un fenotipo alterado caracterizado por una activación costitutive Stat3 [3] y una respuesta diferente a IFN-γ en comparación a la normalidad queratinocitos [5, 6].

Alrededor de un tercio de los pacientes con psoriasis también sufre de una artritis inflamatoria con características clínico-biológicas que son en parte similares a la artritis reumatoide (AR) [7]. Aunque, la clasificación sistemática y los criterios diagnósticos para esta forma de artritis están aún en fase de validación [8], la artritis psoriásica (PSA) ha sido reconocida como una entidad clínica distinta de la AR, debido a la ausencia del factor reumatoide, así como a la presencia de determinadas características clínicas. Erosiones articulares en el PSA se producen con menor frecuencia que en la AR y la progresión conjunta de la destrucción se produce a un ritmo más lento, no obstante, puede conducir a la discapacidad [9].

Obligar a las evidencias indican que el TNF-α desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la psoriásica proceso inflamatorio en la piel, así como en las articulaciones [9, 10]. En la piel psoriásica, TNF-α es la prevalencia de citoquinas: puede ser producida por varios tipos de células incluyendo las células T activadas, queratinocitos, macrófagos y células de Langerhans [11]. Por otra parte, en los queratinocitos epidérmicos, TNF-α regula genes implicados en inmune y la respuesta inflamatoria, incluidos los que participan en la motilidad celular o citoesqueleto o cambios en la matriz extracelular remodelación [12]. En las articulaciones afectadas TNF-α aparece así como responsables de la regulación positiva y la sobreexpresión de quimiocinas, citocinas y moléculas angiogénicos que pueden dar lugar a la proliferación y activación de células sinovial que, a su vez, dar lugar a cartílago y hueso destrucción [13]. Por otra parte TNF-α ha sido implicado en la promoción de osteoclastogenesis en PSA [14].

Enfoques terapéuticos sobre la base de anti-TNF-α agentes han proporcionado pruebas indirectas en apoyo a esta hipótesis, ya que son muy eficaces para controlar tanto la piel y manifestaciones conjuntas en los pacientes con PSA [15, 16]. Recientemente hemos demostrado que la notable mejora tanto en la piel y manifestaciones conjuntas tras la terapia con infliximab, un anticuerpo monoclonal quimérico que se une específicamente a humano TNF-α [17], se asoció significativamente a la disminución de los niveles séricos de TNF-α, angiogénicos moléculas y MMP-2 [18]. MMPs pertenecen a una familia de enzimas proteolíticas que son capaces de degradar todos los componentes de la matriz extracelular, un acontecimiento clave en el desarrollo de destrucción del cartílago y erosión del conjunto [19]. Estudios cinéticos utilizando sustratos conocida modelo han demostrado que ambos MMP2 y MMP9 son más eficaces en degradantes colágeno en comparación con otras MMPs [20] y han sido específicamente implicados en la artritis inflamatoria, incluyendo la angiogénesis [21 - 23]. En un reciente trabajo se describe la disminución significativa de IL-6, VEGF, FGF-b y E-selectina temprana después de infusiones de infliximab y el correlaciones significativas entre el PASI y MMP-2, FGF-b o VEGF [18].

En el presente estudio se investigaron las modificaciones de TNF-α, MMP-9 y MMP-2, publicado por el celular elementos situados en la piel lesional de tejidos de los pacientes con PSA, durante el tratamiento con Infliximab. También se determinó la cantidad de activación endotelial VEGF y E-selectina moléculas, que están significativamente asociados a la actividad de la enfermedad psoriasis en placas [24, 25]. MMP-9 niveles fueron determinadas en el suero.

Los resultados mostraron una disminución significativa de lesional cantidades de MMP-2, MMP-9, TNF-α y E-selectina, en asociación con la mejoría clínica de los síntomas de la enfermedad, se producen después de tres semanas de monoterapia con infliximab. Existe una correlación significativa se encontró también entre los niveles periféricos de MMP-9 y PASI, a diferencia de lo que anteriormente el análisis de MMP-2 niveles séricos [18].

Pacientes y métodos
Los pacientes

Once pacientes (9 varones, 2 mujeres) con edades 35-60 años con un diagnóstico clínico de PSA se incluyeron en el estudio sobre la liberación de un consentimiento informado por escrito. Formaban parte de un grupo más amplio de pacientes partecipating a un protocolo terapéutico de monoterapia basada en Infliximab administración. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital. El diseño del estudio y la enrollement criterios ya han sido descritas [18]. En pocas palabras, Infliximab (5 mg / kg) se administra por perfusión intravenosa en la semana 0 y en las semanas 2 y 6, y posteriormente cada 12 semanas. La actividad de la enfermedad se controla en la línea de base, y antes de cada infusión programadas. Cuidado de la Piel participación fue evaluada con Psoriasis Area Severity Index y (PASI) [26]. La artritis se evaluó tras la American College of Rheumatology criterios (ACR) [27] con el examen clínico de la oferta y articulaciones tumefactas, pruebas de laboratorio de marcadores de inflamación (velocidad de sedimentación globular = VSG y proteína C reactiva = CRP) y radiológico, examen de conjunto daños. Una respuesta eficaz a la terapia fue clasificado sobre la base de la mejora del PASI y / o ACR superior al 50% en comparación con los valores basales.

A corto plazo órgano culturas

Lesional de tejido (4 mm ponche biopsias) fueron adoptadas en la enrollement visita y en la semana 6, antes de la tercera infusión de drogas, en la misma zona de la piel. Cada muestra de tejido se rinced fría en medio estéril, pesadas después de eliminar el exceso de líquido, y se mantuvo en corto plazo la cultura polypropilene en un tubo con 1 ml de medio completo (RPMI 1640, 10% FCS, 2 mM L-glutamina, antibióticos) en un 5% de CO2 atmósfera a 37 ° C. Tras 36 horas de incubación, el sobrenadante fue recogido, spinned en una fría microcentrífuga a 1000 × g y se subdivide en pequeñas alícuotas que se almacenan congelados a -80 ° C, hasta los ensayos. Después de la cultura, las biopsias fueron congelados y cryostatic secciones de tejidos fueron examinados: la estructura de la piel está bien preservada y se incluirán hasta la dermis reticular para la región.

Sera

Se tomaron muestras de sangre antes de la infusión de drogas entre las semanas 0 y 6. Los sueros fueron congelados almacenados en las pequeñas alícuotas para los ensayos de citoquinas.

Ensayos de citoquinas

Los importes de los diferentes mediadores biológicos (TNF-α, VEGF, E-selectina, MMP-2, MMP-9) publicó en la cultura sobrenadantes de las muestras de tejido lesional se mide por cuantitativos inmunoensayos enzimáticos (Quantikine inmunoensayos, R & D Systems, Minneapolis, MN , EE.UU.), a raíz de las instrucciones del fabricante. Las muestras y las normas fueron analizados por duplicado. Los resultados se expresaron como pg / ml o ng / ml por miligramo de tejido. La sensibilidad de cada ensayo, de acuerdo con el fabricante, se presentan en la Tabla 1. MMP-9, además, las cantidades se miden en el suero de los pacientes recogidos concomitantemente a biopsias de piel.

El análisis estadístico

Mediciones de citocinas liberadas antes del tratamiento se compararon con las que determinen después de la terapia, por la prueba t "pareada, para el grupo de variables mostraron una distribución normal de la Kolmogorov-Smirnov (KS) prueba. Las diferencias se consideraron significativas cuando dos de cola P <0,05 se obtuvo. La correlación entre la puntuación PASI y la lesional los niveles de citoquinas y MMPs y fue evaluado por el coeficiente de correlación de Pearson de r 2 y dos de cola P valor. El análisis estadístico se realizó mediante el Pad de Software Gráfico Prisma 4 (GraphPad Software Inc, San Diego, CA).

Resultados y discusión
Evaluación clínica

La terapia biológica basada en los anticuerpos monoclonales contra el TNF-α ha demostrado ser eficaz en pacientes con artritis psoriásica en los arthropaty y los síntomas cutáneos de la enfermedad [15, 16, 28]. Hoy hay tres principales agentes biológicos destinados a TNF-α, que ya están en uso para el tratamiento de PSA. Estos son los quiméricos anticuerpo monoclonal IgG1 humana con infliximab constante y variable murino regiones, el plenamente humano anti-TN F-α anticuerpo monoclonal adalimumab y la recombinación del 75-kDa TNF receptor IgG1 proteína de fusión etanercept [29]. Todas las capturas soluble TNF-α en el plasma, sólo etanercept también se unen a TNF-β. Infliximab y adalimumab también se unen a la membrana celular obligado TNF-α, lo que puede provocar la lisis celular. Hay varios informes sobre la eficacia de infliximab en el PSA [16, 18]. Datos recientes procedentes de grandes estudios controlados con placebo han demostrado que la medicación es altamente efectiva [30, 31].

En el presente estudio un grupo de pacientes con PSA, que se sometió a una monoterapia con infliximab, también mostraron mejoras clínicas en la piel y enfermedad común, tal como se indica en un estudio anterior [18]. En la semana 6 ACR índices muestran una mejora del 50% en comparación con los valores basales (semana 0) a todos los pacientes. La puntuación PASI al inicio del estudio varió entre 8,9 y 30,2, valor medio: 19,06 ± 7,78; en la semana 6, que oscilaron entre 4,5 y 12,3, valor medio: 7,4 ± 2,68 (P = 0,0002). Diez pacientes mostraron una mejoría> = 50% de las lesiones cutáneas (valor medio de la mejora PASI: 62,65% ± 8,95 SD). Un paciente con enfermedad de la piel leve (puntuación PASI basal = 10,1), no mostraron una mejoría significativa después de 6 semanas (puntuación PASI = 10,0). Los datos se describen en detalle en el cuadro 1.

Los niveles de la citocina

En el presente estudio se encontró que la mejoría clínica de la piel expresión de la enfermedad en pacientes con artritis psoriásica en virtud del Infliximab se correlacionaron con la disminución de lesional MMP-9 en asociación con la disminución de TNF-α, o VEGF y E-selectina , Moléculas bioactivas ya que se sabe están implicados en la patogenia y la actividad clínica de la enfermedad [32]. El enfoque utilizado en el presente estudio para medir el nivel lesional de las moléculas solubles ha sido ya adoptadas en anteriores estudios demostrativos de la presencia de citoquinas inflamatorias en el tejido lesional psoriásica en comparación con los ajenos, así como muestras de piel normal [33, 34].

Mediante el uso de esta metodología, los valores medios de TNF-α, VEGF, E-selectina, MMP-2 y MMP-9 en libertad lesional de los tejidos antes o después de la terapia han sido medidos y los resultados se resumen en la Tabla 1. Una disminución significativa de todas las moléculas se encontró después de la terapia. Para establecer una relación cuantificable entre la severidad de la enfermedad cutánea y la expresión lesional los niveles de TNF-α, VEGF, E-selectina, MMP-2 o MMP-9, los coeficientes de correlación de cada una de citoquinas y la puntuación PASI, adoptada en la misma tiempo que el correspondiente de la biopsia lesional, se calcularon con el coeficiente de correlación de Pearson. El diagrama en la Fig. 1 muestra los resultados trazado de correlación y regresión lineal. De forma estadísticamente significativa se encontró correlación entre la puntuación PASI y TNF-α, MMP-9 o E-selectina concentraciones. Expresión de TNF-α y MMP-9 también se correlacionó significativamente.

TNF-α se considera un regulador clave de citocinas en la psoriasis [35]. Como era de esperar, los lesional cantidades de TNF-α se correlaciona directamente con la puntuación PASI, el mantenimiento de su rol patogénico en el desarrollo de la psoriasis cutánea. La correlación encontrada entre MMP-9 y PASI, sugiere que esta molécula también puede estar implicada en el proceso inflamatorio que conduzcan a las lesiones cutáneas. De hecho, TNF-α actúa como un potente inductor de MMP-9 en los queratinocitos [12]. Por lo tanto, TNF-α mediada por la inducción de MMP-9 podría ser responsable de la sobreexpresión y la actividad de esta molécula que se encuentran en células de la sinovial y la piel de los pacientes con PSA [36 - 38, 22]. Por otra parte, MMP-9 también puede ser secretada por las células inflamatorias, como neutrófilos, a la activación de la IL-8 proteínas de la familia [39]. Por otra parte, MMP-9 media terminal división de IL-8, por lo tanto, potenciando la IL-8 inducida por la activación de los neutrófilos [40]. Esto hace pensar que, MMP-9 puede participar como mediador de la IL-8 inducida por procesos inflamatorios en la piel psoriásica [41]. El uso de sobrenadantes de corto plazo cultivadas ponche biopsias no puede permitir que para definir el objetivo de las células que producen MMP-9. Sin embargo, los últimos datos obtenidos por el análisis inmunohistoquímico de la piel psoriásica y synovia a personas que se encuentran bajo tratamiento con infliximab mostró que el fármaco redujo la neoangiogenesis y la reducción de la activación de las células endoteliales lo que disminuyó la infiltración celular y la mejoría clínica [42].

A diferencia de la que se encuentra en el suero [18], MMP-2 cantidades en las lesiones cutáneas fueron apenas modificados por la monoterapia con infliximab (P = 0,048), mientras que MMP-9 lesional y los niveles séricos fueron fuertemente reducidos. MMP-9 se encuentran en los niveles en el suero recogido antes de la tercera infusión de drogas se redujo significativamente en comparación con los valores basales (Fig. 2a]. Por otra parte, el suero MMP-9 y TNF-α niveles fueron significativamente correlacionado como se muestra en la parcela de muestra en la Fig. 2b, refiriéndose a las medidas acumulativas. A pesar de que el coeficiente de correlación son bajos valores, la significación estadística en el complejo principal modelo de sistema de la cultura, como la piel y en la relativamente pequeña población del tamaño de la muestra estudiada aquí sugieren que las correlaciones observadas podrían ser de importancia biológica.

Este hallazgo podría sugerir que MMP-2, un tipo colagenasa IV secretada por fibroblastos, participa principalmente en lesiones conjunta de PSA, mientras que MMP-9 contribuye al proceso inflamatorio crónico en la piel psoriásica de los pacientes, ya sea directamente, por el mantenimiento de la inflamación y el proceso de destrucción de tejido o indirectamente, al permitir el tráfico de células inflamatorias y el aumento de la actividad de citoquinas inflamatorias. De hecho, las evidencias experimentales indican que MMPs puede mediar en el proceso proteolítico conducentes a la liberación de los solubles, activa la molécula de TNF-α de una membrana celular-molecular achored forma [43]. Además, debido a su actividad proteolítica, MMP-9 podría contribuir a la generación de fragmentos inmunogénicos normal de las proteínas que pueden ofrecer la base para la apertura de locales autoinmune respuestas celulares.

El efecto inhibidor de anti-TNF-α puede ofrecer así una doble eficacia a través de la reducción de MMP-9 y los niveles de inhibición de la transformación de TNF-α precursor en su forma activa molecular.

El conocimiento de la multa mecanismo de regulación de factores solubles como el MMPs, que también tienen un papel clave en la reparación tisular [44], puede ayudar a la comprensión mecanismos patogénicos que subyacen a la generación de lesiones psoriásicas y pueden tener importantes implicaciones terapéuticas que representan una poderosa herramienta con el que dirigir nuevas estrategias terapéuticas.

Abreviaturas

PSA: artritis psoriásica

RA: artritis reumatoide

MMPs: metaloproteinasas de la matriz

PASI: Psoriasis Area Severity Index y

TNF-α: factor de necrosis tumoral-α

VEGF: factor de crecimiento endotelial vascular