2009 Convegno Malattie Rare Fabbri [23 01]

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ETIOPATOGENESI DELLE
DERMATOSI BOLLOSE

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2009 Convegno Malattie Rare Fabbri [23 01]

  1. 1. ETIOPATOGENESI DELLE DERMATOSI BOLLOSE P. Fabbri Direttore Dipartimento Scienze Dermatologiche Università degli Studi di Firenze
  2. 2. DERMATOSI BOLLOSE (DB) ACUTE CRONICHE EREDITARIE ACQUISITE
  3. 3. DB CRONICHE ACQUISITE • DB GRUPPO PEMFIGO • DB GRUPPO PEMFIGOIDI
  4. 4. DB CRONICHE EREDITARIE = EPIDERMOLISI BOLLOSE (EB) • EB SEMPLICE • EB GIUNZIONALE • EB DISTROFICA
  5. 5. DB CRONICHE ACQUISITE DEL GRUPPO DEL PEMFIGO E DEI PEMFIGOIDI A PATOGENESI AUTOIMMUNITARIA DB CRONICHE AUTOIMMUNI
  6. 6. DB EREDITARIE • Mutazione dei geni che codificano proteine strutturali (localizzate a livello epidermico o della GDE) determinanti per la COESIONE TRA EPIDERMIDE E DERMA Abnorme fragilità della cute a microtraumi → → BOLLE (MECHANOBULLOUS DISEASES)
  7. 7. Epidermolisi bollosa giunzionale Epidermolisi bollosa distrofica
  8. 8. PARALLELISMO TRA ALCUNE DB AUTOIMMUNI E DB EREDITARIE (EPIDERMOLISI BOLLOSE) Sono in gioco le stesse PROTEINE STRUTTURALI → DB AUTOIMMUNI TARGET REAZIONE AUTOIMMUNE → FUNZIONALMENTE E DB EREDITARIE STRUTTURALMENTE INADEGUATE (o assenti)
  9. 9. VARIETA’ PROTEINA DERMATOSI COINVOLTA BOLLOSA DI EB AUTOIMMUNE EB Laminina 5 PEMFIGOIDE GIUNZIONALE MUCOSE (Herlitz) EB BP Ag 2 PEMFIGOIDE GIUNZIONALE BOLLOSO (Non Herlitz) α6β4 EB GIUNZION. PEMFIGOIDE CON ATRESIA MUCOSE PILORICA EB Collagene VII EBA DISTROFICA
  10. 10. AUTOIMMUNE BULLOUS DERMATOSES arise in the context of a BREAK IN THE IMMUNE TOLERANCE to “SELF”
  11. 11. The MECHANISMS for abrogation of self immune tolerance appears to be MULTIFACTORIAL (including both genetic and environmental factors), and lead to DISREGULATED IMMUNE-ACTIVATION AGAINST SELF-ANTIGENS and subsequent TISSUE DAMAGE
  12. 12. Genetics factors • MHC genes • Non-MHC genes Unregulated - complement immune Breaking - AIRE activation and immune tissue damages - CTLA-4 tolerance to self-antigen - FAS - FAS ligando - Expression of CKs (TNF-α, IL-10) Enviromental factors • Drugs Autoimmune disease with • Infections autoreactive T • Toxins cells and autoantibodies
  13. 13. ETIOPATOGENESI DB CRONICHE AUTOIMMUNI RISPOSTA IMMUNE DA F. GENETICI PREDISPONENTI AUTOAC E LINF. T F. AMBIENTALI SCATENANTI AUTOREATTIVI SPECIFICI AUTOATG DSGs PR. STRUTT. GDE F. DI REGOLAZIONE E CONTROLLO (T-Reg) LESIONE CUTANEA
  14. 14. DERMATOSI BOLLOSE DEL GRUPPO DEL PEMFIGO • P. volgare cronico • P. eritematoso • P. vegetante • P. erpetiforme • P. foliaceo endemico • P. IgA a tipo DPS • P. foliaceo sporadico • P. IgA a tipo DNI • P. Paraneoplastico (POEMS) AUTO-ATC TARGET: DSGs
  15. 15. DB DEL GRUPPO DEL PEMFIGO FATTORI GENETICI PREDISPONENTI SIGNIFICATIVA CORRELAZIONE TRA DBGP E HLA DR4 (DRβ1*0402) DR14 (DR β1*1401; *1404) PVC DQ1 (DQ β1 *0503;*0302) DR1 (DRβ1*0102) PF SPORADICO DR4 (DR β1*0402; *0403; *0404) DR14 (DQ β1*1401; *1402; *1406) DR1 (DRβ1*0102) DR4 (DR β1*0404; *0406; *0410) PF ENDEMICO DR16 (DQ β1*1602)
  16. 16. IMPORTANZA ASSOCIAZIONE APLOTIPI HLA E PEMFIGO Questi alleli codificano speciali molecole MHC II classe (che sono espresse alla superficie di APC) che accolgono in una tasca i peptidi antigenici (desmogleine) in modo particolarmente stabile. Solo così possono presentare questi peptidi antigenici in maniera efficiente ai LINFOCITI T
  17. 17. DB DEL GRUPPO DEL PEMFIGO F. AMBIENTALI SCATENANTI PE sticides (organochlorine, organophosphates) Malignancy P harmaceuticals H ormones (pillola contraccettiva) I nfectious agents (HHV8, CMV, Arbovirus) G astronomy (f. Alliacee; S=S) U ltraviolet radiation (A, B, InfraR, Rx), ustioni S tress FUMO: EFFETTO PROTETTIVO
  18. 18. FARMACI CAPACI DI SCATENARE QUADRI DI PVC O PF (pemfigo farmaco-indotto) 1. FARMACI CONTENENTI GRUPPI SULFIDRILICI (penicillamina, captopril, auritiomalato di N, tiopiridossina, tiopronina, 2-mercaptopropionilglicina) 2. FARMACI CONTENENTI GRUPPI FENOLICI (cefedroxil, rifampicina, levodopa, eroina) 3. Altri: ACE-inibitori, Ca-antagonisti, NSAIDS, glibenclamide, sartanici
  19. 19. FARMACI CAPACI DI SCATENARE QUADRI DI PVC O PF (pemfigo farmaco-indotto) GRUPPI SULFIDRILICI, DISOLFURICI, FENOLICI DI ALIMENTI E FARMACI modificano le proprietà adesive o le caratteristiche conformazionali delle desmogleine
  20. 20. DBC DEL GRUPPO DEL PEMFIGO: PATOGENESI • Produzione automantenentesi nel tempo di autoanticorpi IgG 1-4 antidesmogleine • Questi autoatc non soltanto DIAGNOSTICI ma anche DETERMINANTI → LESIONE ACANTOLITICA • Le DBG del gruppo del pemfigo non sono malattie CON autoAc, ma malattie DA autoAc
  21. 21. IgG1 IgG2 IgG4 IgG3
  22. 22. • PF → DSG 1 → SOLO L. EPIDERMICHE • PVC → DSG 3 → SOLO LES. MUCOSE • PVC → DSG 3 + DSG 1 → L. CUTANEE E MUCOSE
  23. 23. LA RISPOSTA AUTOANTICORPALE E’ DIRETTA →EPITOPI CONFORMAZIONALI CA- DIPENDENTI LOCALIZZATI NEI DOMAINS 1 E 2 DELLA PORZIONE EXTRACELLULARE DELLE DSG1 e 3 SOLO GLI AUTO-ATC CON QUESTA SPECIFICITA’ ANTIGENICA SONO DOTATI DI ATTIVITA’ PATOGENA
  24. 24. PROVE DELLA “PATOGENICITA’” DEGLI AUTOAC ANTI-DESMOGLEINE NEL PEMFIGO 1. PROVE INDIRETTE a. Concordanza tra sede di fissazione ATC e sede iniziale formazione bolla b. Correlazione tra titolo ATC e “CLINICA” c. Neonati di madri con pemfigo → eruzioni transitorie P-like d. Allontanamento ATC attraverso plasmaferesi o immunoassorbimento con DSG ricombinanti → risoluzione lesioni
  25. 25. PROVE DELLA “PATOGENICITA’” AUTOAC ANTI-DSG NEL PEMFIGO 2. PROVE DIRETTE a. Riproduzione delle lesioni istologiche del P. attraverso l’iniezione i.d. di siero del paziente nella cute umana normale, cute di scimmia b. IgG pemfigo → intraperitoneo topi BALB-c → riproduzione malattia c. Incubazione IgG (Fab’ monovalente) → cute coltivata (skin organ-culture system) → riproduzione malattia (CL, IST, IMM) d. Topi DSG3-null: fenotipo = pazienti con PVC.
  26. 26. PROVE DIRETTE PATOGENICITA’ ATC ANTI- DSG NEL PV/PF MODELLI SPERIMENTALI MURINI 1. SCID mice → PBMC di pazienti con PVC → riproduzione della patologia spontanea dell’uomo. Juhasz et al. J Clin Invest 92;2401;1993
  27. 27. MODELLI SPERIMENTALI MURINI 2. DSG3 -/- mice ↑ Immunizzato con rDSG3 I suoi splenociti → Rag2 -/- immunodeficient mice Riproduzione patologia spontanea dell’uomo. Amagai et al. J Clin Invest 105;625;2000
  28. 28. • Le DESMOGLEINE sono molecole adesive transmembranarie calcio- dipendenti che mediano i contatti cellula- cellula, appartenenti alla famiglia delle caderine desmosomiali. • Nei desmosomi sono accoppiate ad altre glicoproteine transmembranarie denominate DESMOCOLLINE
  29. 29. MECCANISMI MOLECOLARI DI INDUZIONE DELLA LESIONE ACANTOLITICA NEL PEMFIGO • Esclusi 2 meccanismi inizialmente proposti: A. Attivazione C’ B. Attivazione di un meccanismo proteasico ↑ (↑ attivatori urokinasici del plasminogeno con formazione di plasmina) a) Frammenti Fab degli ATC anti-DSG → lesione in topi neonati b) IgG anti-DSG → lesioni P in “plasminogen activator knock-out mice”
  30. 30. MECCANISMI MOLECOLARI DI INDUZIONE DELLA LESIONE ACANTOLITICA NEL PEMFIGO 1. STERIC HINDRANCE (IMPEDIMENTO STERICO) Gli epitopi riconosciuti dagli autoac anti-DSG nel P sono localizzati sulle stesse sequenze aminoacidiche delle DSG (EC1) che assicurano l’adesione cellula-cellula. L’unione AUTOATC/DSG altera la funzione adesiva (modif. conformazionali) delle DSG → ACANTOLISI Shimitzu et al. J Invest Derm 122:1145;2004
  31. 31. MECCANISMI MOLECOLARI DI INDUZIONE DELLA LESIONE ACANTOLITICA NEL PEMFIGO 2. Attivazione di un meccanismo proteinasico MMP-9-dipendente Cirillo et al. J Cell Physiol 212:36;2007 3. Deplezione delle desmogleine di superficie attraverso la loro accelerata internalizzazione e distruzione Chernyavsky et al. J Biol Chem 282:13804;2007
  32. 32. MECCANISMI MOLECOLARI DI INDUZIONE DELLA LESIONE ACANTOLITICA NEL PEMFIGO 4. “ANTIBODY-MEDIATED INTRACELLULAR SIGNALING”. L’interazione AUTO-ATC/DSG attiva un meccanismo di trasduzione di segnale all’interno della cellula ↑ inositolo-trifosfato, mobilizzaz. Ca++ intracellulare • • Formazione di diacil-glicerolo • Fosforilazione e/o glicosilazione di proteine citoplasm.
  33. 33. M. MOLECOL. INDUZIONE ACANTOLISI • Fosforilazione e/o glicosilazione di proteine citoplasmatiche “membrane bound” A. PLACOGLOBINE → rottura legame con DSG EGF-R ACANTOLISI B. PROTEINKINASI C (PKC): Fosforilazione P38 MITOGEN ACTIVATED PK MAPK2 HSP27 Collasso citoscheletro APOPTOSI (FI di CK e actina) ACANTOLISI
  34. 34. APOPTOSI E ACANTOLISI • Aumentata attività apoptotica nella cute lesionale e perilesionale di p. con PV • Atc pemfigo sono capaci di indurre apoptosi in K in coltura (frammentazione di DNA; ↑ espressione di molecole proaptotiche FasR, FasL, Bax, P58; deplezione di molecole antiapoptotiche: Bcl2 e FLIPL; attivazione caspasi 1,3,8).
  35. 35. Apoptosis is not required for acantholysis in pemphigus vulgaris Enno Schmidt,1* Judith Gutberlet,2* Daniela Siegmund,3 Daniela Berg,3 Harald Wajant,3and Jens Waschke2* Am J Physiol Cell Physiol 296: C162–C172, 2009. Taken together, our study demonstrates that acantholysis in early pemphigus skin lesions as well as in keratinocyte cultures in vitro occurs in the absence of apoptosis and that inhibition of apoptosis does not ameliorate the effects of PV-IgG such as keratinocyte dissociation and loss of desmosomes. Therefore, apoptosis, which is detectable in some PV skin lesions and also may occur under some experimental conditions in vitro, appears to arise secondary to acantholysis, a process that is referred to as anoikis.
  36. 36. L’ACANTOLISI NEL PEMFIGO E’ SOLTANTO LA CONSEGUENZA DELL’INTERAZIONE DSGs AUTOAC ANTI-DSG? SONO PRESUMIBILMENTE COINVOLTI ALTRI SISTEMI: • RECETTORI MUSCARINICI PER L’ACH (α9, α3) /ATC-SPECIFICI α 80-85% P. con PVC • PEMFAXINA (75 Kd) / ATC-SPECIFICI
  37. 37. LA PATOGENESI DELLE DBG PEMFIGO E’ PATOGENETICAMENTE CORRELATA: • NON SOLO ALLA PRODUZIONE DI SPECIFICI AUTO-ATC ANTI-DSGs • MA ANCHE ALL’ATTIVITA’ DI LINFOCITI T AUTOREATTIVI (CHE RICONOSCONO GLI STESSI EPITOPI IMMUNODOMINANTI DELLE DSGs)
  38. 38. LINFOCITI T AUTOREATTIVI E DBG PEMFIGO (e pemfigoidi) • Linfociti T autoreattivi anti-DSG: 1. Determinano l’attivazione di linfociti B specifici → autoAc antiDSGs (Th1, Th2) 2. Controllano la risposta autoimmune (linfociti T reg) 3. Contribuiscono amplificazione e automantenimento flogosi tissutale (linfociti T effettori cutanei)
  39. 39. Linfociti T autoreattivi anti-DSG attivano i linfociti B
  40. 40. Linfociti T regolatori controllano risposta autoimmune
  41. 41. 2) Nel Pemfigo volgare cronico: a. Significativa riduzione quantitativa n T Reg (CD4+, CD25 high+, FOX P3+), agiscono con meccanismo di interazione cellulare (Sugiyamo et al. Exp dermatol 2007;214:210) b. Significativa riduzione quantitativa TR1 (adaptative Treg secernenti IL-10) (Veldman et al. J Immunol 2004;172:648)
  42. 42. 3) LINFOCITI T AUTOREATTIVI sono dimostrabili anche nella cute lesionale del PVC e del PF. • Sono CD4+, CD25+, DR+, CD30+ (E/D) • Producono IL-4, IL-5 (Th2) • Contribuiscono all’amplificazione e all’automantenimento flogosi cutanea → richiamo GN e GE; attivazione K → α IL1α, IL6 → acantolisi Caproni et al. J Immunol 2006
  43. 43. Malattie Autoimmuni GDE Clinical, Histologic, and Immunopathologic Features of Bullous, Gestational, and Mucous Membrane Pemphigoid gruppo pemfigoidi • Pemfigoide bolloso • Pemfigoide gravidanza • Pemfigoide cicatriziale • Dermatite IgA lineari marker immunopatologico deposito in situ di autoanticorpi rivolti contro antigeni specifici della GDE Yancey, K. B. et al. JAMA 2000;284:350-356.
  44. 44. DERMAL- DERMAL-EPIDERMAL JUNCTION AND AUTOIMMUNE BULLOUS DISEASES BP230 BP, CP BP180 BP, PG, CP, LAD α 6β 4 CP lam 5 CP Yancey KB. JCI, 2005
  45. 45. PEMFIGOIDE BOLLOSO: FATTORI GENETICI PREDISPONENTI • Associazione altamente significativa con antigeni MHC di II classe • DQ1 → Allele DQβ1*301 β
  46. 46. PEMFIGOIDE BOLLOSO: FATTORI AMBIENTALI SCATENANTI 1. Radiazioni UVA, UVB, PUVA, radioterapia 2. Ustioni da calore e chimiche 3. Polimicrotraumatismi 4. Farmaci (furosemide, fenacetina, penicillamina, ampicillina, fluorouracile topico)
  47. 47. PEMFIGOIDE BOLLOSO: PATOGENESI Produzione automantenentesi nel tempo di autoanticorpi contro antigeni glicoproteici dell’emidesmosoma dei cheratinociti basali BPAg1 (230 kD) BPAg2 (180 kD)
  48. 48. GLI AUTOATC DEL PB SONO IgG1 NELLE FASI INIZIALI IgG4 NELLE FASI TARDIVE FISSAZIONE DEL C’ SU SEZIONI CUTANEE CRIOSTATATE IgG2 IgG1 IgG4
  49. 49. ANTIGENI RICONOSCIUTI DAGLI AUTO-Ac DIMOSTRABILI NEL PB 1. BPAg1 (230 kD) appartenente alla famiglia delle desmoplachine è contenuto all’interno dell’emidesmosoma e ha la funzione di ancorare i filamenti intermedi di CK al desmosoma. FUNZIONE DI STABILIZZARE IL CITOSCHELETRO DEI K BASALI 2. BPAg2 (180 kD) proteina trnsemidesmosomiale corrispondente ai filamenti ancoranti della ME, localizzata (nella sua parte extramembranaria) in LL. FUNZIONE: ANCORAGGIO EMIDESMOSOMA KB ALLA GDE
  50. 50. BP230 (BPAg1) - 6p11-p12 6p11- proteine citoplasmatiche HD famiglia delle plachine organizzazione citoscheletro COOH- COOH- filamenti di cheratina NH2- BP180 e integrina β4 BP180 (BPAg2) - 10q24.3 proteine transmembrana HD ancoraggio del K alla membrana basale NH2 ICD -integrina β4, plectina NC16A - integrina α6 Autoatc “PATOGENI” ECD - laminina-5 laminina- Borradori L, Sonnenberg A. Structure and function of hemidesmosomes: more than simple adhesion complexes. J Invest Dermatol, 1999
  51. 51. PROVE INDIRETTE DELLA”PATOGENICITA’” DEGLI ANTICORPI ANTI-BPAg2 1. Sede di fissazione in lamina lucida esattamente dove ha inizio la lesione bollosa 2. Correlazione titolo autoanticorpale e “clinica” 3. Immunoassorbimento attraverso BPAg2 ricombinante → risoluzione delle lesioni 4. Neonati di p. HG → lesioni PB-like
  52. 52. PROVE DIRETTE DELLA”PATOGENICITA’” DEGLI ANTICORPI ANTI-BPAg 1. Riproduzione delle lesioni del PB attraverso l’iniezione di IgG di pazienti nella cornea di coniglio 2. Sezioni di cute umana normale cementati con IgG1 di pz con PB → separazione d-e, attivazione C’, adesione di leucociti neutrofili alla g.d.e. 3. Passive transfer di auto-Ac anti-BPAg2 in topi neonati → riproduzione malattia modello sperimentale determinante per comprendere meccanismi molecolari lesione
  53. 53. • Solo gli autoAc anti-BPAg2 (collagene XVII) sono patogeneticamente rilevanti • Questi auto-atc riconoscono (nella grande maggioranza dei casi) sequenze aminoacidiche contenute nel domain non collagenico 16 (NC16A)
  54. 54. proteina transmembrana orientamento tipo II NH2- citoplasma del K basale COOH- COOH- extracellulare forme solubili LAD-1 (120kd) LAD- LABD97 (97kd) alternanza di domini collagenici (C) non collagenici (NC) Zillikens D. Keio J Med, 2002 la porzione EC del 16th domino non-collagenico (NC16A), non- suddiviso in sei frammenti (NC16A1-NC16A5) di 15aa, è (NC16A1- il target maggiore degli autoanticorpi nel PB e nell’HG (epitopi MCW-0 - MCW3) MCW-
  55. 55. BP180 - DETERMINANTI ANTIGENICI nei pemfigoidi (BP - HG) ICD AA 151-170 AA 176-203 MCW-1 ECD AA 1080-1107 AA 1331-1404 Zillikens D et al. J Invest Dermatol 1997 Lin MS et al. Clin Immunol, 1999 Schmidt E et al. Br J Dermatol 2001 Di Zenzo G et al. J Invest Dermatol 2004
  56. 56. MECCANISMI MOLECOLARI DI INDUZIONE DELLA BOLLA NEL PB • IgG1 anti-BPAg2 → fissazione sullo specifico autoAg (epitopo NC16A) • Attivazione C’ (via classica) ↑ Permeabilità microvasi Eritema, edema, Chemiot. G.E • C3a C5a C5-6-7 Degranulaz. mastociti ↑ Chemiotassi neutrofilica
  57. 57. PB: MECCANISMO DI FORMAZIONE DELLA BOLLA G. EOSINOFILI → GELATINASI BOLLA G. NEUTROFILI → ELASTASI Adesione FC delle IgG1 Danneggiamento fissate alla GDE emidesmosoma Frammentazione BPAg2 BPAg1 IgE antiBPAg2 fissate sui AutoAc anti-BPAg1 mastociti
  58. 58. L’elastasi dei neutrofili gioca un ruolo determinante nella formazione del distacco D-E
  59. 59. L’ ELASTASI NEUTROFILICA E’ FISIOLOGICAMENTE DEGRADATA α DALL’α1 ANTIPROTEINASI TISSUTALE • QUESTA DEGRADAZIONE E’ INIBITA DALLA MMP-9 o GELATINASI-B • L’MMP-9 E’ ATTIVATA DALLE CHIMASI MASTOCITARIE E DALLA PLASMINA CHERATINOCITARIA
  60. 60. meccanismo del danno tissutale 1. legame 5. distacco autanticorpi dermo- dermo-epidermico a BP180 amplificazione del danno tissutale 2. attivazione 4. rilascio di proteasi complemento e degradazione delle e mast cellule molecole di adesione 3. recruitment e attivazione citochine neutrofili chemochine eosinofili NC16A+ T linfociti
  61. 61. RUOLO DEI LINFOCITI T NEL PB 1. Attivazione linfociti B 2. Controllo risposta autoimmune (linfociti T Reg → Tr-1 non quantitativamente ridotti) 3. Amplificazione ed automantenimento del danno (linfociti T effettori prev. Th2: • Chemiotassi GE e attivazione M (IL-4, IL-5) ↑ α • Attivazione K (↑IL-8, IL-1, TNF-α)

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