Μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς των μιτοχονδρίων και των ρυθμιστών τους στην ψωρίαση

Abstract

SUMMARY Psoriasis is characterized by keratinocyte proliferation and chronic inflammation, but the pathogenesis is still unclear. Dysregulated mitochondria could lead to reduced apoptosis and extracellular secretion of mitochondrial DNA (mt DNA), acting as “innate pathogen” triggering inflammation. Serum was obtained from healthy volunteers and psoriatic patients. Mitochondrial DNA was extracted from the serum and amplified with quantitative PCR (qPCR). Punch biopsies were obtained from lesional and non-lesional psoriatic skin (10 cm apart) and from healthy volunteers, were placed in RNA later and were stored at -80°C until RNA was extracted and cDNA was synthesized; gene expression of uncoupling protein 2 (UCP2), Dynamin-related protein 1 (Drp1) and calcineurin, involved in the regulation of mitochondria function, was detected with qPCR. Mitochondrial DNA was significantly increased (7s, p=0.0496 and Cytochrome B, CytB, p=0.0403) in the serum of psoriatic patients (n=63) as compared to controls (n=27). Gene expression was significantly reduced for UCP2 (p=0.0218), Drp1 (p=0.0001) and calcineurin (p=0.0001) in lesional psoriatic skin, as compared to non-lesional or control skin. Increased serum extracellular mtDNA in psoriatic patients and decreased expression of mitochondrial regulatory proteins in psoriatic skin suggest increased inflammation and reduced keratinocyte apoptosis, respectively. Inhibitors of mtDNA secretion and/or UCP2 stimulants may be potential treatment options.

ΠΕΡΙΛΗΨΗΗ ψωρίαση είναι μια φλεγμονώδης νόσος που χαρακτηρίζεται από πολλαπλασιασμό κερατινοκυττάρων και χρόνια φλεγμονή, αλλά η παθογένεση δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί. Τα μιτοχόνδρια θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μειωμένη απόπτωση και εξωκυτταρική έκκριση του μιτοχονδριακού DNA (mt DNA), το οποίο λειτουργώντας ως "έμφυτο παθογόνο" επάγει την φλεγμονή. Ορός συλλέχθηκε από υγιείς εθελοντές και ασθενείς με ψωρίαση. Το μιτοχονδριακό DNA εκχυλίστηκε από τον ορό και ενισχύθηκε με ποσοτική PCR (qPCR). Βιοψίες δέρματος ελήφθησαν από ψωριασικές πλάκες, μη παθολογικό ψωριασικό δέρμα (10 cm μεταξύ τους) και από δέρμα υγιών εθελοντών, τοποθετήθηκαν σε υγρό RNA later και αποθηκεύθηκαν στους -80 °C μέχρις ότου το RNA εκχυλίστηκε και συντέθηκε cDNA. Η γονιδιακή έκφραση της πρωτεΐνης αποσύνδεσης 2 (UCP2), η σχετιζόμενη με τη δυναμική πρωτεΐνη 1 (Drp1) και η καλσινευρίνη, που εμπλέκονται στη ρύθμιση της λειτουργίας των μιτοχονδρίων, ανιχνεύθηκαν με qPCR. Το μιτοχονδριακό DNA βρέθηκε στατιστικώς σημαντικά αυξημένο (mitochondrial 7s, p = 0,0496 και Cytochrome B, CytB, p = 0,0403) στον ορό των ψωριασικών ασθενών (n = 63) σε σύγκριση με τους μάρτυρες (n = 27). Η γονιδιακή έκφραση για το UCP2 (p = 0.0218), το Drp1 (p = 0.0001) και την καλσινευρίνη (p = 0.0001) βρέθηκε στατιστικώς σημαντικά μειωμένη στις ψωριασικές πλάκες, σε σύγκριση με το μη παθολογικό δέρμα και το δέρμα υγιών μαρτύρων. Το αυξημένο εξωκυτταρικό mtDNA ορού σε ασθενείς με ψωρίαση και η μειωμένη έκφραση των μιτοχονδριακών ρυθμιστικών πρωτεϊνών στο ψωριασικό δέρμα, υποδηλώνουν αυξημένη φλεγμονή και μειωμένη απόπτωση κερατινοκυττάρων, αντίστοιχα. Αναστολείς έκκρισης mtDNA ή/και αγωνιστές της UCP2 μπορεί να είναι πιθανές επιλογές θεραπείας για την ψωρίαση στο μέλλον.