Einfluss von Fumarsäureestern auf T-Zellsubpopulationen bei Patienten mit Psoriasis

Autor: Riemann, Stella, Eming, R. (Prof. Dr.)
Jazyk: němčina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Popis: Psoriasis is a common, chronic inflammatory skin disease typically appearing as erythematous plaques or papules covered with silvery-white scales. Skin changes are normally not life-threatening, nevertheless they are stigmatizing and can put a heavy burden on the patients’ lives. Since sole topical treatment is often not successful, systemic medication is increasingly applied. In Germany, fumaric acid esters (FAE) are the most commonly prescribed first-line systemic treatment for moderate to severe psoriasis. The development of psoriasis appears to be of an immunological origin. Distinct changes on the T-cellular level have been reported for psoriasis. Although the licenced FAE formulation Fumaderm is approved since 1994, the impact of the main active substance dimethyl fumarate (DMF) and its metabolite monomethyl fumarate (MMF) is still not fully elucidated. Thus, the aim of the present study was to investigate the effects of FAE on distinct T cell subsets in patients with psoriasis using the highly sensitive ELISPOT analysis. For this purpose, 15 patients were treated with FAE and based on the secretion of their marker cytokines IFN-γ-, IL-17-, IL-5- and IL-10 after ex vivo activation of peripheral blood mononuclear cells, T helper (Th1), Th17, Th2 and regulatory T cells were followed over a period of up to 12 weeks. FAE-therapy led to an improvement of clinical symptoms in most patients based on the Physician Global Assessment (PGA). The early treatment process was accompanied by a decrease of T cells. A significant reduction was determined for all T cell subsets after stimulation of PBMC with T cell-specific anti-CD3/CD28 beads and the mitogen phytohemagglutinin (PHA), except for PHA-stimulated IL-10-secreting cells. Interestingly, especially IFN-γ-secreting Th1 cells were reduced, while FAE did not seem to induce immunosuppressive IL-10-secreting T cells in vivo. In addition to the ex vivo data during the early course of treatment, in vitro experiments with DMF, MMF and fumaric acid (FA) were performed with PBMC of patients and healthy controls. Here, DMF, but neither MMF nor FA, led to a significant, dose-dependent reduction of all examined T cell frequencies. The discrepancy between the rapid metabolism of DMF in vivo and its distinct effects in vitro, which exceed those of the in vivo active MMF, underlines the need for further research. Another aim of the study was to compare the frequencies of cytokine-secreting cells in patients and healthy controls. Whereas no differences were detected after non-specific cell stimulation (anti-CD3, PHA und anti-CD3/CD28-beads), stimulation with the putative psoriasis-specific autoantigen LL37 induced proinflammatory T cells exclusively in the patient cohort. Performing the ELISPOT assay, LL37-specific T cells were found in 37.5% of the examined patients with psoriasis (LL37-responders). In the control cohort only an anti-inflammatory IL-10-response to LL37 was observed. Furthermore, a tendency towards more severe psoriasis was found in the LL37-responders in comparison to the non-responders, thus confirming the role of LL37 as an autoantigen at least in a subset of patients with psoriasis. Taken together, the results of this study indicate an early reduction of T cells during FAE-treatment. Moreover, the data suggest that the clinical efficacy of FAE in the treatment of psoriasis is mediated by a decrease in Th1- and Th17 cells, and not by an induction of IL-5- and IL-10-secreting T cells. Based on the in vitro data, the observed reduction in T cell frequencies might rather be caused by DMF than its metabolite MMF.
Bei Psoriasis handelt es sich um eine häufige, typischerweise chronisch verlaufende, entzündliche Hauterkrankung, die circa 2% der Gesamtbevölkerung betrifft. Die Hautveränderungen sind durch erythematöse, scharf begrenzte Plaques oder Papeln gekennzeichnet, die von silbrig-weißen Schuppen bedeckt sind. Während die Erkrankung in der Regel nicht lebensbedrohlich ist, sticht eine hohe psychische Belastung der Patienten durch Stigmatisierung hervor. Da sich die Symptome mithilfe einer topischen Therapie oft nicht ausreichend kontrollieren lassen, werden zunehmend systemische Medikamente verordnet. In Deutschland gehören Fumarsäureester (FAE) zu den häufigsten verschriebenen First-Line-Systemtherapeutika für die Behandlung der Psoriasis. Bisherige Forschungsergebnisse zu den Pathomechanismen der Psoriasis deuten auf immunologische Prozesse, insbesondere auf ein Mitwirken von T-Zellen, hin. Obwohl FAE mit dem Präparat Fumaderm bereits 1994 zur Behandlung der moderaten bis schweren Psoriasis zugelassen wurden, konnte der Einfluss des Hauptwirkstoffs Dimethylfumarat (DMF) und seines in vivo Metaboliten Monomethylfumarat (MMF) auf verschiedene T-Zellpopulationen nicht vollständig geklärt werden. Mithilfe der vorliegenden Studie wurden daher die Effekte von FAE auf T-Zellen bei Patienten mit Psoriasis mithilfe des ELISPOT-Verfahrens (enzyme-linked immunospot assay), einer äußerst sensitiven Methode zur Bestimmung von Zellfrequenzen anhand ihrer Zytokinsekretion, weitergehend untersucht. Hierfür wurde bei 15 Patienten mit Psoriasis eine FAE-Therapie eingeleitet und über einen Beobachtungszeitraum von bis zu 12 Wochen die Frequenzen von T-Helfer (Th) 1-, Th17-, Th2- und regulatorischer T(reg)-Zellen anhand ihrer Markerzytokine IFN-γ-, IL-17-, IL-5- und IL-10 in ex vivo aktivierten peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC) gemessen. Die FAE-Therapie führte innerhalb dieses Zeitraums bei der Mehrheit der untersuchten Patienten zu einer Symptomverbesserung mit Verringerung des fünfstufigen Physician Global Assessment (PGA). Die Therapie wurde frühzeitig von einem Rückgang der zytokinsezernierenden T-Zellen begleitet. So ergab die vorliegende Studie einen signifikanten Abfall von allen untersuchten T-Zellpopulationen nach Stimulation mit T-Zell-spezifischen anti-CD3/CD28-beads sowie für sämtliche mit dem Mitogen Phytohämagglutinin (PHA) stimulierten PBMC in Ausnahme der IL-10-sezernierenden Zellen. Es wurde insbesondere ein Abfall der IFN-γ-sezernierenden Th1-Zellen beobachtet. Eine Induktion von immunsuppressiv wirksamen, IL-10-sezernierenden T-Zellen unter der Therapie mit FAE wurde ex vivo nicht nachgewiesen. Um den Einfluss des jeweiligen Wirkstoffs auf die verschiedenen T-Zellsubpopulationen zu testen, wurde zusätzlich zu den longitudinal erhobenen ex vivo Daten PBMC von Patienten und gesunden Kontrollen in vitro entweder mit DMF, MMF oder Fumarsäure (FA) behandelt. Im Unterschied zu MMF und FA zeigte dabei DMF in beiden Kohorten einen signifikanten, dosisabhängigen Abfall sämtlicher untersuchter T-Zellfrequenzen. Diese Ergebnisse verdeutlichen weiteren Forschungsbedarf angesichts des ungeklärten Widerspruchs zwischen dem rasanten Metabolismus von DMF zu MMF in vivo und den ausgeprägten in vitro Effekten von DMF, welche die Wirkung des in vivo aktiven MMF deutlich übertreffen. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit bestand in dem Vergleich der Frequenzen von zytokinsezernierenden T-Zellen zwischen der Patienten- und der Kontrollkohorte. Während nach antigenunspezifischer Stimulation (anti-CD3, PHA und anti-CD3/CD28-beads) keine signifikanten Unterschiede detektiert werden konnten, wurde nach Verwendung des potenziellen Psoriasis-spezifischen Autoantigens LL37 ausschließlich in der Patientenkohorte eine Induktion pro-inflammatorischer T-Zellen beobachtet. Mithilfe des ELISPOT-Verfahrens wurden bei 37,5% der untersuchten Psoriasispatienten LL37-spezifische T-Zellen detektiert. In der Kontrollkohorte (gesunde Probanden) wurde hingegen ausschließlich eine anti-inflammatorische IL-10-Antwort beobachtet. Eine Subanalyse unter den LL37-Respondern der Patientenkohorte zeigte zudem Hinweise auf eine ausgeprägtere Krankheitsschwere der Psoriasis gegenüber den Patienten ohne LL37-spezifische T-Zellen (LL37-Non-Responder). Die Rolle von LL37 als ein Autoantigen in einer Subgruppe von Patienten mit Psoriasis konnte somit bestätigt werden. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Studie, dass FAE frühzeitig zu einer Reduktion verschiedener T-Zellsubpopulationen im peripheren Blut führen. Die Daten deuten darauf hin, dass in vivo insbesondere die Abnahme von Th-1- und Th-17-Zellen und weniger eine Induktion von IL-5- oder IL-10-sezernierenden T-Zellen für die klinische Verbesserung durch eine FAE-Therapie verantwortlich ist. Anhand der in vitro Daten lässt sich ein Rückgang dieser T-Zellsubpopulationen eher auf DMF als auf MMF zurückführen.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: