Gigantocelični arteritis in vaskulitis imunoglobulina A sta primarna sistemska vaskulitisa, ki sodita v skupino kroničnih vnetnih revmatičnih bolezni. Povezana sta z večjo obolevnostjo in zgodnejšo umrljivostjo zaradi srčno-žilnih zapletov in dolgotrajnega zdravljenja z imunosupresivno terapijo. Postavitev diagnoze tako giagantoceličnega arteritisa kot tudi vaskulitisa imunoglobulina A je lahko zahtevna predvsem zaradi nespecifičnih in raznolikih znakov in simptomov bolezni ter v nekaterih primerih atipične klinične slike. Za farmakoterapijo obeh vaskulitisov se priporoča uporaba glukokortikosteroidov, ki povzročajo številne hude neželene učinke. Kljub zdravljenju se pri bolnikih z gigantoceličnim arteritisom še vedno lahko pojavi kasnejše poslabšanje oz. ponoven zagon bolezni ob zniževanju odmerka glukokortikosteroidov. Za bolnike z gigantoceličnim arteritisom in vaskulitisom imunoglobulina A je značilen sistemski vnetni odziv, ki dolgoročno ne izzveni in tako vodi v razvoj kroničnega vnetja. Kronično vnetje spremljajo trajno povišani serumski nivoji proteinov akutne faze, zlasti serumskega amiloida A. Pri tem sta pomembni dve obliki serumskega amiloida A, in sicer serumski amiloid A1 (podtipi α, β in γ) ter serumski amiloid A2 (podtipa α in β), medtem ko se koncentracija serumskega amiloida A4 med vnetjem ne spremeni. Serumski amiloid A lahko s svojim vnetnim delovanjem pospeši nastanek in razvoj ateroskleroze, enega izmed najpogostejših patoloških procesov, ki vodijo do nastanka bolezni srca in ožilja. Posledično imajo bolniki z gigantoceličnim arteritisom in vaskulitisom imunoglobulina A povečano tveganje za razvoj srčno-žilnih zapletov v primerjavi s splošno populacijo. Razumevanje mehanizmov, ki so vpleteni v umiritev vnetnega odziva, lahko tako vodi do razvoja alternativnih možnosti terapije za bolnike s kroničnimi vnetnimi boleznimi, medtem ko razumevanje vloge vnetja in serumskega amiloida A lahko razkrije nove možne vpoglede v mehanizem razvoja ateroskleroze. Raziskovalno delo v okviru doktorske disertacije je bilo tako namenjeno: i) iskanju bioloških označevalcev, ki bi lahko izboljšali diagnostične, prognostične in terapevtske možnosti bolnikov z gigantoceličnim arteritisom in bolnikov z vaskulitisom imunoglobulina A, ii) določitvi vloge avtoprotiteles, usmerjenih proti serumskemu amiloidu A, pri regulaciji vnetnega odziva in iii) doprinosu k boljšemu razumevanju povezave med kroničnim vnetjem, serumskim amiloidom A, imunosupresivno terapijo z glukokortikosteroidi in možnim razvojem ateroskleroze. V okviru doktorske naloge smo se najprej usmerili v pregled obstoječe literature o serumskih in tkivnih označevalcih pri bolnikih z gigantoceličnim arteritisom. Preučili smo prednosti in pomanjkljivosti uporabljenih metod in prepoznali manjkajoče vrzeli v obstoječih študijah. Na podlagi spoznanj smo zasnovali in izvedli tri različne raziskovalne študije. V prvi raziskavi smo odkrili, da bi lahko z merjenjem izražanja molekule mikro RNA-125b v tkivu temporalnih arterij prepoznali tiste bolnike z gigantoceličnim arteritisom, pri katerih ne opazimo značilnih histopatoloških sprememb v temporalnih arterijah. Na ta način bi izboljšali diagnostične možnosti bolnikov z gigantoceličnim arteritisom z neznačilno histopatološko sliko. Odvzem tkiva temporalnih arterij za histološko preiskavo ali merjenje izražanja molekul mikro RNA predstavlja za bolnike invaziven postopek. V naši drugi, presečni študiji smo se zato osredotočili na iskanje serumskih analitov, ki bi bili uporabni za pomoč pri postavitvi diagnoze gigantoceličnega arteritisa in napovedovanje zapletov, povezanih s samo boleznijo. Serumski vzorci se namreč pridobijo na enostaven način, z minimalno invazivnim postopkom in lahko predstavljajo dragocen vir bioloških označevalcev. Bolnikom z gigantoceličnim arteritisom smo serumske vzorce odvzeli, še preden so prejeli odmerek glukokortikosteroidov, koncentracije serumskih analitov pa primerjali s koncentracijami pri zdravih krvodajalcih. Ugotovili smo, da imajo bolniki z gigantoceličnim arteritisom značilno povišane serumske nivoje vnetnih citokinov (interlevkin-1β, -6, -18, -23, -27 in -31), kemokinov (npr. interlevkin-8), proteinov akutne faze (npr. serumski amiloid A, α1-kisli glikoprotein), vaskularne celične adhezijske molekule-1 in metaloproteinaz matriksa-1 ter -9, medtem ko so bile koncentracije interlevkina-13, metaloproteinaze matriksa-2 in α-fetoproteina značilno znižane v primerjavi z zdravimi posamezniki. Največje razlike med bolniki z gigantoceličnim arteritisom in zdravimi krvodajalci smo opazili pri koncentracijah serumskega amiloida A (83-krat), interlevkina-23 (58-krat) in interlevkina-6 (11-krat), kar jih uvršča med možne terapevtske tarče za zdravljenje gigantoceličnega arteritisa. Bolniki z gigantoceličnim arteritisom in motnjami vida so imeli nižje koncentracije serumskega amiloida A, C-reaktivnega proteina in zmanjšano hitrost sedimentacije eritrocitov v primerjavi z bolniki brez motenj vida. Bolniki s kasnejšim poslabšanjem bolezni so imeli v času pred uvedbo terapije povišane serumske nivoje serumskega amiloida A in C-reaktivnega proteina ter zvečano hitrost sedimentacije eritrocitov v primerjavi z bolniki brez kasnejšega poslabšanja bolezni. V tretji, longitudinalni študiji pri bolnikih z gigantoceličnim arteritisom smo poročali o povečanem izražanju adhezijske molekule L-selektina na nevtrofilnih granulocitih v periferni krvi bolnikov z aktivno, nezdravljeno boleznijo. Izražanje molekule L-selektina se je po začetku zdravljenja z glukokortikosteroidi zmanjšalo in se postopno spet povečalo v 48. tednu po začetku zdravljenja, ko so bolniki že prejemali nižje odmerke glukokortikosteroidov. Pri bolnikih z gigantoceličnim arteritisom, ki so prejemali kombinirano terapijo glukokortikosteroidov in leflunomida, ni bilo opaziti progresivnega zvečanja izražanja L-selektina, kar kaže, da bi lahko dodatek leflunomida dolgoročno vplival na uravnavanje adhezije nevtrofilnih granulocitov. Običajno se za spremljanje aktivnosti gigantoceličnega arteritisa določata hitrost sedimentacije eritrocitov in koncentracija C-reaktivnega proteina, ki pa nista vedno najzanesljivejša označevalca. V naši raziskavi smo se zato osredotočili na iskanje alternativnih serumskih označevalcev. Nezdravljeni bolniki z gigantoceličnim arteritisom, ki so kasneje doživeli poslabšanje bolezni, so imeli povišane srednje vrednosti serumskih nivojev interlevkina-23 v primerjavi z bolniki brez kasnejšega poslabšanja bolezni. Koncentracije interlevkina-23 so bile višje tudi pri vseh treh bolnikih s poslabšanjem bolezni v serumskih vzorcih, odvzetih ob času poslabšanja, v primerjavi z zadnjim odvzemom pred poslabšanjem. V vzorcih, odvzetih 12 tednov po poslabšanju bolezni in sočasni terapiji z leflunomidom, so se serumske vrednosti interlevkina-23 ponovno znižale. Merjenje serumskega interlevkina-23 bi nam tako lahko služilo za
spremljanje aktivnosti gigantoceličnega arteritisa in morda tudi za napoved odziva na zdravljenje. Podobno kot pri bolnikih z gigantoceličnim arteritisom, smo tudi pri odraslih bolnikih z vaskulitisom imunoglobulina A še pred uvedbo terapije določili višje nivoje serumskega amiloida A, interlevkina-6 in interlevkina-8 v primerjavi z zdravimi krvodajalci, vendar ta razlika ni bila tako izrazita kot pri bolnikih z gigantoceličnim arteritisom. Bolniki z vaskulitisom imunoglobulina A, ki so bili vključeni v našo študijo, so imeli tudi višje izmerjene serumske koncentracije imunoglobulina A in višji delež nevtrofilnih granulocitov v krvi v primerjavi z zdravimi krvodajalci. S tem smo potrdili teorijo nastanka bolezni, v kateri sodelujejo imunoglobulini A, endotelijske celice v stenah žil in nevtrofilni granulociti, kar privede do poškodbe žilne stene. Naša raziskava je potrdila tudi povezavo razmerja med nevtrofilnimi granulociti in limfociti v krvi bolnikov z razvojem kliničnih znakov na prebavnem traktu. Ugotovili smo, da so imeli bolniki z vaskulitisom imunoglobulina A in prizadetostjo prebavnega trakta zmanjšano izražanje adhezijske molekule integrin αM na nevtrofilnih granulocitih v periferni krvi v primerjavi z bolniki z omejeno kožno prizadetostjo. Molekula integrin αM bi lahko služila kot označevalec razvoja prizadetosti prebavnega trakta, vendar bi za to potrebovali še potrditveno študijo na večji skupini bolnikov z vaskulitisom imunoglobulina A. Naši rezultati kažejo, da je vnetna komponenta lahko bolj ali manj izražena pri nezdravljenih bolnikih z gigantoceličnim arteritisom ali vaskulitisom imunoglobulina A, pri katerih so serumski nivoji proteinov akutne faze, še zlasti serumskega amiloida A, povišani. Če pri teh bolnikih ne pride do umiritve vnetnega odziva, se lahko pojavijo poškodbe tkiv in organov, razvoj ateroskleroze pa je pospešen. Eden od možnih mehanizmov, ki bi lahko sodeloval pri umiritvi vnetnega odziva, vključuje avtoprotitelesa proti proteinom akutne faze, ki lahko bodisi nevtralizirajo vnetno delovanje samih proteinov bodisi spodbujajo njihovo odstranitev iz telesa. Da bi preverili to hipotezo, smo optimizirali hišno encimsko-imunsko metodo na trdnem nosilcu za določanje prisotnosti in nivojev avtoprotiteles imunoglobulina G proti dvema rekombinantno pridobljenima oblikama serumskega amiloida A: serumskemu amiloidu A1α (aminokislinsko zaporedje je enako kot pri endogeni človeški obliki proteina) in serumskemu amiloidu A (aminokislinsko zaporedje vsebuje dele aminokislinskega zaporedja dveh endogenih človeških oblik, in sicer 1α in 2β). V serumskih vzorcih 300 zdravih krvodajalcev smo z omenjenima metodama odkrili prisotnost obeh avtoprotiteles. Najvišje nivoje avtoprotiteles proti serumskemu amiloidu A in proti obliki A1α smo določili pri posameznikih, starih med 41 in 50 let. Ugotovili smo tudi, da so avtoprotitelesa razreda G proti obema proteinoma prisotna v terapevtskih pripravkih intravenskih imunoglobulinov G in smo jih lahko izolirali z afinitetno kromatografijo. Izolirane frakcije imunoglobulinov G so zmanjšale sproščanje interlevkina-6 iz perifernih mononuklearnih celic, izoliranih iz polne krvi zdravih krvodajalcev in stimuliranih s serumskim amiloidom A ali A1α. Avtoprotitelesa proti serumskemu amiloidu A bi lahko predstavljala fiziološki mehanizem uravnave pretirane in škodljive vnetne funkcije samega proteina oz. prekomernega vnetnega odziva in možnost alternativne terapije za bolnike s kroničnimi vnetnimi boleznimi. Da bi potrdili prisotnost avtoprotiteles proti serumskemu amiloidu A1α še z drugo metodo, smo razvili nov imunološki test za hkratno določanje prisotnosti in nivojev avtoprotiteles proti serumskemu amiloidu A1α in α1-kislemu glikoproteinu v serumskih vzorcih. Pri testu gre za vezavo primarnih aminov antigena na karboksilne skupine, izpostavljene na površini magnetnega delca, in specifično vezavo med antigenom na magnetnemu delcu ter protitelesom v vzorcu. Detekcijski sistem pa meri jakost fluorescence sekundarnega, s fluoroforom označenega protitelesa. Pokazali smo, da lahko avtoprotitelesa, usmerjena proti serumskemu amiloidu A1α in α1-kislemu glikoproteinu, s to metodo določimo v serumskih vzorcih zdravih posameznikov, bolnikov s sistemskimi avtoimunskimi boleznimi (gigantocelični arteritis, vaskulitis imunoglobulina A, sistemski lupus eritematozus, sistemska skleroza, revmatoidni artritis in antifosfolipidni sindrom) in v intravenskih pripravkih imunoglobulinov G. Kronično vnetje je tesno povezano z nastankom in razvojem ateroskleroze ter bolezni srca in ožilja, pri čemer ima vlogo tudi serumski amiloid A. Aterosklerotične lehe se običajno razvijejo v koronarnih arterijah, kjer aktivacija endotelija predstavlja enega ključnih in zgodnjih korakov. Za proučevanje mehanizmov endotelne aktivacije in znotrajcelične sinteze serumskega amiloida A smo zato uporabili in vitro kulturo humanih koronarnih endotelijskih celic. Ugotovili smo, da se izražanje podtipov serumskega amiloida A1 in A2 na nivoju informacijske RNA poveča v koronarnih endotelijskih celicah po stimulaciji z vnetnim citokinom interlevkinom-1β, medtem ko se izražanje podtipa A4 ne spremeni. Obenem pa stimulacija koronarnih endotelijskih celic z interlevkinom-6 ali glukokortikosteroidi ni vplivala na spremenjeno sintezo serumskih amiloidov A1, A2 in A4. Vse tri oblike proteina so bile lokalizirane okoli jeder tako v nestimuliranih kot tudi v koronarnih endotelijskih celicah, predhodno stimuliranih z interlevkinom-1β. Opazili smo tudi, da se vse tri oblike nahajajo v tunelskih membranskih nanocevkah, ki povezujejo celice, kar nas je vodilo v nadaljnje raziskovanje morebitnega medceličnega prenosa serumskega amiloida A1. Tako smo dokazali, da se lahko serumski amiloid A1 med celicami prenaša, kar je bilo izrazitejše po stimulaciji z interlevkinom-1β. Predvidevamo, da lahko prisotnost stresnega signala (npr. prisotnost vnetja in zvišan nivo interlevkina-1β) poveča sintezo znotrajceličnih serumskih amiloidov A1 in A2 ter pospeši medcelični prenos serumskega amiloida A1. V doktorski nalogi smo določili celične in molekulske označevalce gigantoceličnega arteritisa in vaskulitisa imunoglobulina A, ki bi nam lahko služili za pomoč pri postavitvi diagnoze in bi jih lahko določali pri spremljanju aktivnosti gigantoceličnega arteritisa ter odzivu na zdravljenje. Odkrili smo, da lahko avtoprotitelesa razreda G proti serumskemu amiloidu A delujejo kot fiziološki regulatorji vnetnega odziva, tako da zmanjšajo sproščanje interlevkina-6 iz perifernih mononuklearnih celic, stimuliranih s serumskim amiloidom A. Nazadnje smo pokazali, da vnetni citokin interlevkin-1β v koronarnih endotelijskih celicah poveča znotrajcelično sintezo serumskih amiloidov A1 in A2, obenem pa tudi spodbuja medcelični prenos serumskega amiloida A1.
|