Μελέτη των νευροορμονικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ μελανοκυττάρων - μαστοκυττάρων στην παθογένεια της λεύκης

Abstract

Vitiligo is a cutaneous disease clinically characterized by white patches of variable diameter and location. Vitiligo is strongly associated with psychological stress, especially in dark-skinned individuals. Despite the fact that the diagnosis is clinical, its pathogenesis remains obscure. Autoimmunity, oxidative stress and neurochemical triggers have been primarily implemented as possible pathogenetic mechanisms. The main purpose of this research is to study the possible neurochemical interactions between melanocytes and mast cells, which could contribute to vitiligo lesions. The selection of the mast cells was primarily done as they secrete numerous neuromediators and pro-infflamatory mediators and they have been the key cell in the pathogenesis of other autoimmune skin diseases such as psoriasis. We used molecular techniques such as ELISA and Luminex Microbead Assay to measure the levels of the neuropeptides/ proinnflammatory mediators in the serum, but also real time PCR to study the expression level of various genes of interest. Ours results showed that neuromediators sych as substance P and CRH increase the expression of the functional corticotropin releasing hormone receptor-1 (CRHR-1) on mast cells and their stimulation triggers the secretion of various inflammatory mediators such as the interleukin 8 (IL-8), VEGF and tumor necrosis factor (TNF). Human melanocytes both express and release IL-8 after stimulation by cytokines from mast cells, including histamine, TNF, IL-1 and thymic stromal lymphopoietin (TSLP). In the lesional skin of vitiligo patients we showed increased gene expression of IL-8 and their serums have increased levels of IL-8. IL-8 is a powerful chemokine that has been shown to play a major role in the initiation of several inflammatory conditions but is the first time we show a possible role in vitiligo pathogenesis. Lastly, we showed for the first time a protective role of the natural flavone, luteolin, against the expression and the release of IL-8 from human melanocytes. We showed that melanocytes that are triggered by luteolin for 30min prior to TNF and IL-1, express and release significantly lower levels of IL-8, and that could imply a therapeutic role of the natural flavone, luteolin, in vitiligo.

Η λεύκη αποτελεί μια νόσο αποχρωματισμού του δέρματος, που κλινικά χαρακτηρίζεται από αχρωμικές, σαφώς αφοριζόμενες κηλίδες ποικίλης διαμέτρου και εντόπισης. Η νόσος μπορεί να έχει έντονη ψυχολογική επιβάρυνση, κυρίως σε άτομα με σκουρόχρωμο δέρμα. Παρόλο που η κλινική διάγνωση της νόσου είναι σχετικά εύκολη, οι ανοσολογικοί και βιοχημικοί μηχανισμοί που οδηγούν στην ανάπτυξη αυτών των αχρωμικών κηλίδων στο δέρμα των ασθενών δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή. Η αυτοανοσία, το οξειδωτικό στρες και τα νευροχημικά συμβάντα έχουν πρωταρχικώς συσχετιστεί με την καταστροφή του μελανοκυττάρου στο παθολογικό – με λεύκη – δέρμα. Πολυάριθμες μελέτες έχουν καταδείξει το δέρμα ως το ισοδύναμο του άξονα υποθάλαμος – υπόφυση – επινεφρίδια, με το τελευταίο να δρα ως κεντρικός ρυθμιστής της απόκρισης στο στρες. Ποικίλα διαφορετικά τμήματα της επιδερμίδας επικοινωνούν μεταξύ τους και ρυθμίζουν την τοπική ομοιστασία, και αυτό το επιτυγχάνουν μέσω της παραγωγής νευροδιαβιβαστών του στρες, νευροπεπτιδίων και νευρο-ορμονών που δρουν σε ειδικούς υποδοχείς με εκλεκτικό τρόπο. Παραδείγματα δραστικών επιδερμιδικών προϊόντων αποτελούν, μεταξύ άλλων, οι βιογενείς αμίνες (επινεφρίνη, νορεπινεφρίνη, σεροτονίνη, ισταμίνη), η μελατονίνη και οι μεταβολίτες της, η ACTH η εκκρινόμενη από την προ-οπιομελανοκορτίνη, η β-ενδορφίνη και τα πεπτίδια MSH, η εκλυτική ορμόνη της κορτικοτροπίνης και οι σχετιζόμενες με αυτό ουροκορτίνες, και οι σχετιζόμενες με το θυρεοειδή ορμόνες. Ο κύριος στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη πιθανών νευροχημικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ μελανοκυττάρων και μαστοκυττάρων που θα μπορούσαν να συμβάλλουν στην παθογένεια της λεύκης. Επελέγησαν τα μαστοκύτταρα προς μελέτη 1) δεδομένων των πολυάριθμων μεσολαβητών που εκκρίνουν και 2) λόγω του ενεργού τους ρόλου στην παθογένεια άλλων αυτοάνοσων δερματικών νόσων όπως της ψωρίασης και της ατοπικής δερματίτιδας. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε μοριακές μεθόδους όπως οι ELISA και Luminex για να μετρήσουμε τα επίπεδα νευροπεπτιδίων και κυτταροκινών που απελευθερώνονται από /ή ενεργοποιούν τα μαστοκύτταρα στον ορό ενηλίκων με λεύκη και υγιών μαρτύρων. Επίσης, χρησιμοποιήσαμε ανθρώπινη σειρά μαστοκυττάρων και μελανοκυττάρων για να ελέγξουμε τις δράσεις των εν λόγω μορίων/ κυτταροκινών. Η γονιδιακή έκφραση στο δέρμα των μορίων στόχων μετρήθηκε με τη μέθοδο real-time PCR. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι νευρορμόνες όπως η ουσία P αυξάνει την έκφραση του υποδοχέα της εκλυτικής ορμόνης τη κορτικοτροπίνης (CRH-R) στα μαστοκύτταρα, ενεργοποίηση των οποίων επάγει την απελευθέρωση άλλων χυμοκινών και μεσολαβητών, όπως των IL-8, του αγγειακού αυξητικού παράγοντα του όγκου (VEGF) και του παράγοντα νέκρωσης του όγκου (TNF). Καλλιέργειες ανθρώπινων μελανοκυττάρων εκκρίνουν IL-8, μετά από ερεθισμό με κυτταροκίνες των μαστοκυττάρων, όπως η ισταμίνη, ο TNF, η ιντερλευκίνη IL-1β και η λυμφοποιητίνη του στρώματος του θύμου (TSLP). Στο παθολογικό επίσης δέρμα των ασθενών βρέθηκε στατιστικά αυξημένη έκφραση της IL-8 σε σύγκριση με το δέρμα υγιών μαρτύρων, ενισχύοντας την υπόθεσή μας ότι στα αρχικά στάδια αποχρωματισμού, η IL-8 μπορεί να διαδραματίζει ρόλο χυμοκίνης προς ενεργοποίηση άλλων ραστικών μορίων κατά των μελανοκυττάρων. Πολυάριθμες μελέτες, κυρίως στην ψωρίαση, έχουν καταδείξει τον προστατευτικό ρόλο των φυσικών φλαβονοειδών όπως της κουερσετίνης και της λουτεολίνης στην επιδείνωση των δερματικών βλαβών. Στην παρούσα μελέτη, θέλαμε επιπλέον να μελετήσουμε αν η λουτεολίνη θα μπορούσε να έχει προστατευτικό ρόλο στη λεύκη. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι το φυσικό φλαβονοειδές λουτεολίνη μπλοκάρει την έκκριση της IL-8 από τα ανθρώπινα μαστοκύτταρα, τα ενεργοποιημένα με TNF και IL-1β, αναστέλλοντας τη φλεγμονή, γεγονός που δίνει ελπίδα και στη δημιουργία νέων φαρμάκων με βάση τα φυσικά φλαβονοειδή.