The role of the aromatic hydrocarbon receptor in the pathogenesis of atopic dermatitis

Full Text

Введение

Атопический дерматит — хроническое воспалительное заболевание кожи, характеризующееся нарушением функции эпидермального барьера и сопровождающееся интенсивным зудом. Заболевание поражает около 15–20% детей и 3–10% взрослых [1, 2]. Распространенность атопического дерматита у взрослых в Российской Федерации остается на высоком уровне, составив в 2021 г. 390,4 на 100 тыс. населения [3]. Хроническое рецидивирующее течение заболевания существенно ухудшает качество жизни и снижает удовлетворенность лечением [4].

Кожа играет ведущую роль в механизмах защиты от внешних воздействий. Основным физическим барьером, препятствующим проникновению токсинов и аллергенов, является роговой слой. В физиологических условиях гомеостаз барьерной функции кожи регулируется экспрессией барьерных белков, межклеточных липидов и корнеодесмосом в зернистом и роговом слоях. Основными белками, участвующими в процессе терминальной дифференцировки кератиноцитов, являются инволюкрин (IVL), лорикрин (LOR) и филаггрин (FLG) [5].

Для поддержания гомеостаза клетками кожи экспрессируются ряд белков — химических сенсоров, основную роль среди которых играет рецептор ароматических углеводородов (син. рецептор арилуглеводорода) (AhR) [6, 7].

Арилуглеводородный рецептор (AhR) является лигандзависимым фактором транскрипции, который связывается со структурно разнообразными синтетическими и природными химическими веществами, включая диоксины, флавоноиды, фотопродукты триптофана и микробные биопродукты. После связывания со своими лигандами цитоплазматический AhR перемещается в ядро, соединяется с ядерным транслокатором рецептора арильных углеводородов (ARNT) и опосредует многочисленные биологические и токсикологические эффекты путем индуцирования транскрипции различных AhR-чувствительных генов. Лигирование AhR контролирует окисление/антиокисление, барьерную функцию эпидермиса, фотоиндуцированный ответ, меланогенез и врожденный иммунный ответ [8].

Природные или синтетические лиганды для арилуглеводородного рецептора являются мощными регуляторами экспрессии FLG, LOR и IVL, тем самым влияя на функционирование кожного барьера [9, 10]. AhR является неселективным рецептором и активируется множеством экзогенных и эндогенных лигандов. В физиологических условиях такие лиганды AhR, как фотопродукты триптофана и микробные биопродукты, могут повышать экспрессию генов комплекса эпидермальной дифференцировки (EDC) посредством активации AHR и поддерживать здоровый эпидермальный барьер [11–14].

Учитывая участие AhR в функционировании кожного барьера, целью данной статьи явилось изучение роли арилуглеводородного рецептора в патогенезе атопического дерматита и анализ данных литературы о возможном терапевтическом применении AhR путем модуляции патологических процессов специфической лиганд-зависимой активацией.

Структура и функции AhR

Структура

AhR принадлежит к семейству основных белков типа «спираль-петля-спираль» (bHLH)/PAS. Его первичную структуру можно разделить на три отдельных домена, а именно: N-концевой домен bHLH, домены Per-ARNT-Sim (PAS) (A и B) и C-концевой домен трансактивации (TAD) [15]. Ось активации AhR включает ассоциацию с лигандом, дальнейшую ядерную транслокацию и связывание с элементом ксенобиотического ответа (XRE) генов-мишеней [16].

Хотя трехмерная структура AhR остается недоступной, кристаллическая структура комплекса AhR-ARNT-XRE определена [17]. С опорой на анализ сложной структуры, а также на изучение гомологичных белков семейства bHLH-PAS, предполагается, что стабильность взаимодействия между AhR и ARNT в основном контролируется доменами bHLH и PAS [18]. Домен PAS-B представляет собой участок, связывающий лиганд, основной его функцией является восприятие сигналов ксенобиотиков. В отличие от PAS-B, домен PAS-A в первую очередь контролирует специфичность и стабильность связывания с ARNT. Домен bHLH специфически распознает последовательность XRE (TTGCGTG) и взаимодействует с ней с помощью двух α-спиралей на N-конце [15–18].

Свое название рецептор ароматических углеводородов получил ввиду участия в метаболизме ксенобиотиков, в частности, формирования соединений с ароматическими углеводородами [19]. Первоначально он обозначался именно как рецептор диоксина, и ранние исследования AhR были в основном сосредоточены на токсикологических аспектах, обусловленных его активацией диоксинами (токсинами окружающей среды) [20–22].

При отсутствии лигандов AhR находится в цитоплазме, где образует белковый комплекс с белком теплового шока 90 (HSP90), X-ассоциированным белком 2-го типа вируса гепатита В (XAP-2), p23 и протеинкиназой c-Src [8]. Основной сигнальный путь, по которому рецептор ароматических углеводородов AhR влияет на экспрессию генов, включает транслокацию AhR из цитоплазмы в ядро при связывании лиганда с последующей гетеродимеризацией с ядерным транслокатором рецептора ароматических углеводородов (ARNT), который необходим для связывания ДНК с диоксин-реагирующими элементами (DREs) [23]. Далее AhR активирует транскрипцию генов-мишеней, в частности, ферментов семейства цитохрома P450 (CYP1A1, CYP1A2 и CYP1B1), которые принимают активное участие в первой фазе метаболизма ксенобиотиков [21, 24].

В 1976 г. исследование, проведенное A. Poland и соавт., продемонстрировало, что одно из самых токсичных веществ антропогенного происхождения — 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин (TCDD) — связывается с клеточной молекулой AhR с высоким сродством в клетках печени мыши, что было ключевым шагом, ведущим к определению печеночной абсорбции соединения [25]. Последующие исследования показали, что AhR эволюционно стабилен как в своих доменных структурах, так и в функциях, выраженных в различных тканях, и играет различные роли в гомеостазе [26]. Уровни экспрессии AhR особенно высоки в печени и в барьерных органах, включая легкие, кишечник и кожу [19].

AhR может связываться и активироваться лигандами с приблизительным размером трех бензольных колец [27]. Такие лиганды можно подразделить на три группы. Во-первых, экзогенные/синтетические, такие как высокоактивный загрязнитель окружающей среды TCDD и другие полициклические ароматические углеводороды (например, бифенилы, 7,12-диметилбензантрацен, метилхолантрен или бензапирен). Второй группой являются экзогенные/природные соединения, которые содержатся в пищевых растениях или метаболизируются из них, такие как глюкозинолаты и флавоноиды. Эти вещества могут попадать в кожу либо через пищевую цепь, либо путем прямого контакта (например, если они присутствуют в косметике или солнцезащитных кремах). Кроме того, микрофлора кожи также может продуцировать лиганды. К третьей группе относят образующиеся в организме эндогенные лиганды AhR: кинуренины или 6-формилиндоло[3,2-б]карбазол (FICZ), димер триптофана [27, 28]. Ряд исследователей относят FICZ к экзогенной группе, поскольку он образуется под воздействием УФВ-излучения или солнечного света, а не метаболическим путем. Поскольку воздействие различных лигандов приводит к разным результатам, то можно предположить, что природа лиганда определяет ответ AhR [29].

AhR также играет важную роль в развитии некоторых органов и тканей. Так, исследования на мышах показали, что дефицит AhR вызывает гипертрофию сердца и гиперплазию эпидермиса, подчеркивая, что AhR важен для нормального развития in vivo [30].

Влияние AhR на окислительные реакции в коже

Исследования, проведенные за последние два десятилетия, выявили множество экзогенных и эндогенных лигандов AhR и раскрыли многочисленные физиологические функции рецептора [8, 19, 31, 32]. Основные реализуемые эффекты AhR определяются связываемыми лигандами. Так, при связывании с полиароматическими углеводородами и диоксинами окружающей среды арилуглеводородный рецептор способен индуцировать окислительный стресс, генерируя образование избытка активных форм кислорода (АФК) [8, 19, 21].

Ряд лигандов AhR проявляют антиоксидантную активность, активируя антиоксидантный транскрипционный ядерный фактор, связанный с эритроидом 2 (NRF2) [20, 33]. NRF2 повышает экспрессию генов различных антиоксидантных ферментов, таких как гемоксигеназа 1 (HMOX1), NAD(P)H дегидрогеназа и хинон 1 (NQO1), и эти антиоксидантные ферменты нейтрализуют АФК [33].

Сигнальный путь AhR также может запускать путь отрицательной обратной связи посредством стимуляции репрессора AhR (AhRR). Экспрессия AhRR регулируется геном XRE и усиливается при активации лиганда AhR. AhRR структурно подобен AhR и образует гетеродимер с ARNT, подавляя тем самым транскрипционную активность AhR [18, 34].

Механизм развития избытка АФК в клетке реализуется по следующему пути: CYP1A1 пытается метаболизировать TCDD, однако данный механизм не срабатывает, поскольку TCDD структурно стабилен [35]. В процессе метаболизма CYP1A1 генерируется избыточное количество АФК, что индуцирует окислительное повреждение в клетке [29, 36].

В результате функционирования оси AHR-CYP1A1-ROS и повышения АФК стимулируется выработка провоспалительных цитокинов: IL-1, IL-6 и IL-8 [37, 38]. В дальнейшем эта активация может подавляться ингибитором AhR, подавлением CYP1A1/1A2 и активацией антиоксидантного фактора транскрипции NRF2, который в свою очередь стимулирует экспрессию антиоксидантных ферментов фазы II, т. е. глутатион S-трансфераз, гемоксигеназы 1 (HMOX1), NAD(P)H дегидрогеназы, хинон 1 (NQO1) и уридин 5-ифосфоглюкуронозилтрансфераз [39, 40].

В отличие от провоспалительной индукции AHR-CYP1A1-ROS, предполагается, что ось AHR-NRF2 является противовоспалительной и снижает выработку провоспалительных цитокинов [41, 42].

Участие AhR в терминальной дифференцировке кератиноцитов

Многие молекулы, связанные с поддержанием барьерной функции кожи, экспрессируются в зернистом слое и генетически связаны с локусом хромосомы 1q21.3, который называется комплексом эпидермальной дифференцировки (EDC). Так, гены, ответственные за синтез белков филаггрина, лорикрина и инволюкрина (FLG, LOR и IVL соответственно), расположены в генах EDC [43].

J. Loertscher и соавт. (2001) были первыми, кто продемонстрировал, что воздействие 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксина (TCDD) вызывает преждевременную или ускоренную терминальную дифференцировку эпидермальных кератиноцитов с повышенной экспрессией IVL, LOR и FLG в модели трехмерного кожного эквивалента и модели in vivo [44, 45].

В настоящее время доказано, что активация системы AhR/ARNT с помощью TCDD усиливает экспрессию генов IVL, LOR, FLG и FLG2, а также других генов EDC [44, 46]. Активация продуктов генов EDC посредством активации AhR/ARNT подчеркивает существенное участие системы AhR/ARNT в терминальной дифференцировке эпидермиса и барьерной функции кожи.

Были идентифицированы лиганды AhR, которые действуют либо как полные антагонисты, либо как селективные модуляторы AhR. Было показано, что антагонисты AhR GNF351 и CH223191 ингибируют экспрессию FLG и IVL [47]. Также TCDD-индуцированная активация AhR/ARNT увеличивала экспрессию 75% генов, необходимых для биосинтеза церамидов de novo, что приводило к перепроизводству церамидов 1–7 и 9, не влияя на уровни холестерина и свободных жирных кислот [46].

AhR может активироваться многими другими лигандами, такими как биопродукты комменсальных или симбиотических микроорганизмов (малассезия и эпидермальный стафилококк) [12, 13], косметические средства [48], различные фитохимические вещества [49, 50] и лекарственные средства [40, 51]. Все эти лиганды AhR, как известно, усиливают экспрессию FLG, IVL, LOR [13, 40, 48–51].

Кроме того, возможно повышение экспрессии FLG и LOR посредством стимуляции AhR через другой фактор транскрипции — OVO-like1 (OVOL1), универсальный консервативный ген, участвующий в развитии эпителиальной ткани [49, 50]. В то же время OVOL1 относительно необязателен для AhR-индуцированной активизации IVL [51]. При этом гены, кодирующие FLG, OVOL1 и IL-13, считаются тремя генами, обуславливающими предрасположенность к атопическому дерматиту [52].

Участие AhR в патогенезе атопического дерматита

В настоящее время существуют две гипотезы, объясняющие патофизиологические механизмы, лежащие в основе атопического дерматита: «снаружи-внутрь» (нарушение барьерной функции кожи) и «наружу-изнутри» (иммунная дисрегуляция) [7]. Согласно первой модели — «снаружи-внутрь» — развитие атопического дерматита обусловлено нарушением целостности эпидермального барьера кожи, которое приводит к проникновению антигенов (в том числе аллергенов), активации клеток иммунной системы и последующему развитию Тh2-пути воспалительной реакции. Напротив, в модели «наружу-изнутри» атопический дерматит рассматривается как заболевание, связанное с иммунными нарушениями, при которых активация Th2-лимфоцитов, врожденных лимфоидных клеток 2-го типа (ВЛК2) и других клеток иммунной системы и продукция ими Th2-цитокинов, включая ИЛ-4 и ИЛ-13, приводят к поражению кожи и дальнейшему поддержанию Th2-воспаления [53].

Хотя преимущественными генетическими факторами риска развития атопического дерматита являются мутации гена FLG, они не были обнаружены у всех пациентов с атопическим дерматитом, реже встречались, например, у пациентов, проживающих на юге Европы, отсутствовали у больных атопическим дерматитом из некоторых африканских стран [52, 54, 55]. Можно предположить, что мутации гена FLG лишь частично объясняют подавление синтеза белка FLG при атопическом дерматите.

Тh2-цитокины, характерные для данного типа воспаления, активируют сигнальные и эффекторные пути, опосредующие патологические изменения кожи. Особо важную роль в патогенезе атопического дерматита играют IL-4 и IL-13, не только опосредующие иммунную дисрегуляцию посредством направления дифференцировки наивных Т-хелперов в Th2-клетки и переключения В-клеток на синтез IgE, но и стимулирующие утолщение эпидермиса, снижение продукции антимикробных пептидов, барьерных белков (в том числе филаггрина) и липидов кожи, включая церамиды, тем самым обуславливая характерные для атопического дерматита симптомы [5, 56].

Показано, что IL-4 и IL-13 снижали уровень экспрессии FLG [9, 57, 58] in vitro. Таким образом, Th2-путь при атопическом дерматите может иметь большее влияние на подавление экспрессии FLG, чем мутация гена FLG [59, 60].

Одним из механизмов в развитии дисфункции кожного барьера при атопическом дерматите является снижение выработки белков терминальной дифференцировки: FLG, LOR и IVL [61]. Ключевые цитокины Th2-воспаления IL-4 и IL-13 ингибируют экспрессию этих молекул путем активации преобразователя сигнала и активатора транскрипции STAT3 [62]. Существенное значение в нарушении барьерной функции при атопическом дерматите отводят трансэпидермальной потере воды как в пораженных, так и в непораженных участках кожного покрова, следствием чего являются сухость, зуд и шелушение [52, 63]. Наряду с нарушением целостности кожного барьера при атопическом дерматите отмечается повышенная колонизация микроорганизмов, преимущественно золотистым стафилококком, что еще больше усугубляет Th2-опосредованное воспаление кожи [64]. Повышается уровень интерлейкинов IL-4 и IL-13, которые подавляют экспрессию антимикробных пептидов [65]. Кроме того, хроническая колонизация кожи золотистым стафилококком может привести к повышению уровня IL-17, вызывая высвобождение провоспалительных цитокинов, таких как IL-6 и IL-8 [66, 67]. Длительное хроническое воспаление приводит к дисбалансу соотношения Th1, Th2 и Th17-лимфоцитов. В результате инфильтрации клеток Th17 эпителиальные клетки продуцируют IL-22 и IL-17A, что приводит к фиброзу тканей и хроническому воспалению [68, 69].

E. Lee и соавт. (2022) изучали потенциальные терапевтические микробиомы кожи, подавляющие иммунные реакции, вызванные золотистым стафилококком, и повышающие регуляцию генов, связанных с барьерной функцией кожи через сигнальный путь AhR. Полученные результаты свидетельствовали о том, что потенциальные терапевтические микробиомы кожи могут предотвращать нарушение кожного барьера, индуцированное IL-4/IL-13 подавлением FLG, LOR и IVL, вызванным колонизацией золотистого стафилококка, путем двойной активации AhR/NRF2. Кроме того, экспрессия OVOL1 также может модулироваться функциональными микробиомами посредством двойной активации AhR/ NRF2 [70].

По данным Z. Z. Li и соавт. (2019) было установлено, что полиморфизмы гена AhR rs10249788 и rs2066853 обнаружены у пациентов с атопическим дерматитом, псориазом и здоровых лиц контрольной группы, но не было обнаружено существенных различий в частотах генотипов или аллелей между тремя группами. При этом было показано, что генотипы AhR rs2066853 (AG + AA) или rs10249788 (CT + TT) являются фактором риска развития выраженной сухости кожи в китайской популяции пациентов с атопическим дерматитом [71]. Следует отметить, что rs10249788 существует в промоторной области AhR, где ядерный фактор 1C (NF1C) связывается и подавляет транскрипцию и экспрессию белка AhR. Примечательно, что ядерный фактор 1C (NF1C) чаще ассоциируется с аллелем C по сравнению с аллелем T в rs10249788. Таким образом, субъекты с аллелем rs10249788 (CC) экспрессируют меньше AhR, чем субъекты с аллелем rs10249788 (TT) [72]. Фактически уровни мРНК AhR для генотипа TT в 1,7 раза выше, чем для генотипа CC. Не было получено существенных различий в продукции AhR между генотипами CC и CT [73].

При атопическом дерматите сообщалось об иммуногистохимических исследованиях и ПЦР-анализе в реальном времени на AhR [74, 75]. C. H. Hong и соавт. (2016) показали повышенную экспрессию как AhR, так и ARNT без индукции CYP1A1 в пораженной коже пациентов с атопическим дерматитом по сравнению со здоровой кожей [74]. Альтернативно, H. O. Kim и соавт. (2014) продемонстрировали повышенную экспрессию ARNT и CYP1A1, но не AhR в пораженной коже при атопическом дерматите [75].

Поскольку Th2-воспаление снижает выработку филаггрина и других белков, связанных с кожным барьером, повышенная регуляция AhR/ARNT может быть компенсаторной для ослабления Th2-опосредованного снижения продукции филаггрина. Недавнее исследование продемонстрировало возможность того, что в условиях Th2-воспаления уменьшается выработка эндогенного лиганда AhR, такого как индол-3-альдегид, комменсальной микробиотой кожи [13]. Эти результаты в совокупности предполагают, что большинству молекул AhR, вероятно, недостаточно физиологических лигандов в среде, подверженной Th2-воспалению при атопическом дерматите. Следовательно, быстрометаболизирующиеся лиганды AhR, такие как FICZ и индол-3-альдегид, соответствующим образом активируют ось AhR/ARNT/FLG, что может быть использовано в терапевтических целях [13, 14]. При этом продолжительная активация оси AhR/ARNT/FLG медленно метаболизирующимися диоксинами и загрязнителями окружающей среды может усилить барьерную дисфункцию и усугубить течение атопического дерматита [74].

Роль AhR в реализации эффекта фототерапии атопического дерматита

Методы фототерапии нашли широкое применение в лечении хронических заболеваний кожи. УФ-излучение способно модифицировать врожденный и адаптивный иммунный ответ, опосредуя механизмы воздействия на цитокины, Т-лимфоциты, белки кожного барьера, комменсальный микробиом кожи. Это послужило основой для терапевтического применения спектральных диапазонов УФА и УФВ для лечения воспалительных аутоиммунных заболеваний, включая атопический дерматит [76–78].

Воздействие УФ-излучения на клетки-мишени и ткани запускается путями молекулярного и клеточного повреждения, которые индуцируются, когда ультрафиолет поглощается хромофорами, находящимися в коже. Урокановая кислота (UCA) в роговом слое и ядерная ДНК в эпидермальных кератиноцитах и клетках Лангерганса являются наиболее хорошо изученными хромофорами в фотоиммунологических исследованиях [79]. Однако УФ-излучение также оказывает влияние на другие хромофоры, которые запускают сигнальные события, очень важные для иммунных процессов в коже. E. Fritsche и соавт. (2007) предоставляют убедительные доказательства того, что ведущее событие, которое приводит в действие путь передачи сигнала УФВ-излучения, происходит в цитоплазме и состоит из лиганд-зависимой активации рецептора арильных углеводородов (AhR) [11].

Важно отметить, что исследования ex vivo с AhR-фибробластами дикого типа или нулевыми фибробластами показали, что сыворотка мышей, кожа которых подвергалась 15-минутному воздействию УФВ, но не контрольная сыворотка, поддерживала активность агониста AhR в течение 30 минут после УФ-облучения, индуцируя экспрессию AhR-зависимого гена. Более того, 15-минутное воздействие ультрафиолетового излучения на кожу индуцировало специфичное для AhR связывание ДНК и регуляцию генов-мишеней in vivo в течение 3–6 часов после облучения в крови и периферических тканях, включая кишечник. Эти результаты показывают, что воздействие на кожу мышей одной минимальной эритемной дозы УФВ индуцирует быструю передачу сигналов AhR во многих периферических органах, предоставляя убедительные доказательства того, что умеренное воздействие ультрафиолета может осуществлять эндокринный контроль иммунитета через AhR [80].

Чтобы проверить влияние однократных доз умеренного ультрафиолетового облучения на передачу сигналов AhR в исследованиях in vitro и in vivo, приведенных ниже, использовали протокол облучения, который генерировал 1,2 или 2,5 кДж/м² после 15- или 30-минутного воздействия, что эквивалентно примерно 1–2 минимальным эритемным дозам у мышей. Также показано, что используемый уровень облучения не вызывает вовсе или вызывает только умеренное увеличение циркулирующих уровней метаболитов витамина D in vivo и, таким образом, представляет собой низкую физиологическую дозу. Были проведены эксперименты in vitro, чтобы проверить кинетику УФ-индуцированной ядерной транслокации AhR. Использовали узкополосный (311 нм) источник ультрафиолетового УФВ излучения для исследований in vitro, поскольку широкополосный УФВ индуцирует повышенные уровни гибели клеток in vitro даже при ограниченном воздействии. В этих условиях однократное воздействие в течение 10–30 минут индуцировало ядерную транслокацию AhR в хорошо дифференцированных клетках плоскоклеточной карциномы SCC25 и клеток THP-1 в степени, сходной с индуцированной AhR. Аналогичная степень ядерной транслокации AhR также наблюдалась в кератиноцитах HaCaT после однократного 15-минутного воздействия УФВ. Активируемая светом AhR передача сигналов наблюдалась в различных культивируемых клетках со времени первого отчета Пейна в 1976 г. [80, 81].

Таким образом, в совокупности приведенные выше эксперименты in vitro показывают, что умеренное воздействие УФВ индуцирует передачу сигналов AhR внутри клетки.

Арилуглеводородный рецептор сам по себе не является хромофором, а выступает в качестве лиганд-активируемого фактора транскрипции. Профиль индуцированной экспрессии генов и, следовательно, клеточный исход заметно варьируются в зависимости от типа клеток и уровня экспрессии AhR [24].

В эпидермальных клетках передача сигналов AhR, как было продемонстрировано, может активироваться в ответ на воздействие УФ-излучения. Поглощение УФВ-излучения цитоплазменным триптофаном, который, таким образом, функционирует как хромофор, приводит к образованию фотопродуктов, в частности, 6-формилиндоло[3,2-б]карбазол (FICZ). Тот в свою очередь с высокой аффинностью связывается с AhR и активирует нижестоящие сигнальные пути: экспрессию различных генов, таких как ферменты цитохрома Р450 (CYP1A1) и ЦОГ-2, что может способствовать иммуносупрессии, вызванной УФ-излучением [11]. FICZ обнаруживается в коже человека in vivo [82], и его метаболиты присутствуют в моче лиц, подвергшихся воздействию УФ-излучения [83]. Местное применение антагониста AhR было использовано, чтобы показать, что воздействие УФ-излучения индуцирует экспрессию AhR-зависимого гена в коже человека in vivo [84].

Ряд экспериментальных исследований продемонстрировал, что иммуномодулирующие эффекты фототерапии реализуются через модифицированную экспрессию цитокинов со снижением IL-5, IL-13 и IL-31, индукцией апоптоза Т-лимфоцитов и уменьшением количества дендритных клеток. Отмечалось снижение экспрессии генов, кодирующих Th2-ассоциированные хемокины и цитокины (IL-13, CCL11, CCL17, CCL18, CCL22). Было показано, что экспрессия гена IL-22, значительно увеличенная в сравнении с содержанием в нормальной коже, достоверно снижалась после воздействия УФВ-311 (p < 0,05) [85–88]. В модели дерматита у мышей местное применение FICZ активировало AhR и значительно уменьшило выраженность дерматита и гистологические признаки воспаления со снижением экспрессии гена IL-22 при хроническом дерматите, вызванном антигеном клеща [14].

Известно, что AhR присутствует во всех клетках кожи и высоко экспрессируется в T-хелперах 17-го типа. AhR участвует также в индукции регуляторных Т-клеток (Tregs) и в поддержании их подавляющей активности [24]. Это имеет решающее значение для баланса между регуляторными Т-клетками (Tregs) и провоспалительными Т-клетками. Действительно, убедительные данные свидетельствуют о том, что AhR способствует дифференцировке и пролиферации Tregs [89].

Кроме того, местное применение FICZ восстанавливало вызванную дерматитом пониженную регуляцию филаггрина [14], по-видимому, по механизмам, подробно описанным выше в данной статье.

Поскольку FICZ является эндогенным фотопродуктом УФВ [14], продемонстрированные выше эффекты FICZ на кожный барьер и иммунную регуляцию в коже могут объяснить, по крайней мере частично, почему фототерапия УФВ эффективна для лечения атопического дерматита [78, 90].

В то же время, хотя антиоксидантные лиганды AhR оказывают терапевтическое влияние при дерматите, чрезмерная активация AhR путем генетических манипуляций у трансгенных мышей или лечения диоксином вызывает проявления дерматита, сопровождавшегося зудом, скорее всего, из-за аномально ускоренного процесса кератинизации, эпидермального акантоза, удлинения нервных волокон и выработки артемина, ответственного за зуд [46, 91, 92].

Таким образом, AhR можно отнести к списку молекулярных мишеней, которые УФ использует для оказания иммуносупрессивного действия.

Возможности AhR-таргетной терапии атопического дерматита

На основании данных о патогенетическом значении AhR и полиморфизма его гена при атопическом дерматите были проведены клинические исследования топического лиганда AhR тапинарофа, показавшие его эффективность в лечении атопического дерматита [93, 94].

Тапинароф (5-[(Е)-2-фенилэтенил]-2-[пропан-2-ил] бензол-1,3-диол, WBI-1001, GSK2894512 или бентивимод) представляет собой природный (но в настоящее время полностью синтетический) гидроксилированный стильбен, продуцируемый бактериальными симбионтами энтомопатогенных нематод [93, 94].

Тапинароф представляет собой высокоаффинный AhR-лиганд с антиоксидантной активностью за счет активации NRF2 и структуры, поглощающей АФК [95] (рис. 1). Тапинароф активирует ось AHR/CYP1A1 и увеличивает экспрессию филаггрина и инволюкрина [94]. По данным S. H. Smith (2017), тапинароф подавляет экспрессию провоспалительных цитокинов в стимулированных CD4+ Т-клетках периферической крови и коже человека ex vivo и влияет на экспрессию барьерных генов в первичных кератиноцитах человека. Оба эти процесса, вероятно, происходят после активации AhR.

Рис. 1. Метаболические эффекты арилуглеводородного рецептора (AhR) и точки действия тапинарофа (красные стрелки)

Противовоспалительные свойства тапинарофа обусловлены агонизмом AhR, убедительно продемонстрированы на мышиной модели псориазоподобных поражений кожи, вызванных имиквимодом. Местное лечение мышей с достаточным уровнем AhR тапинарофом приводило к обусловленному соединениями уменьшению эритемы, толщины эпидермиса и снижению уровня тканевых цитокинов. Напротив, тапинароф не оказывает влияния на вызванное имиквимодом воспаление кожи у мышей с дефицитом AhR [94].

В 2021 г. было проведено двойное слепое контролируемое исследование эффективности 1% крема тапинароф у пациентов с атопическим дерматитом. Пациенты получали наружно крем тапинароф в концентрации 0,5%, либо 1%, либо плацебо один или два раза в день в течение 12 недель с последующим 4-недельным наблюдением. Результаты включали глобальную оценку исследователя (IGA), индекс площади и тяжести экземы (EASI), площадь пораженной поверхности тела, баллы по числовой шкале оценки зуда, оценку пациентами тяжести симптомов атопического дерматита и зуда, а также баллы по шкале оценки экземы, ориентированной на пациента (POEM). Исследование состояло из трех оценочных периодов: от 1 до 4 недель скрининга, 12 недель двойного слепого лечения и 4 недели наблюдения без лечения. Из 247 больных, включенных в исследование, 191 (77%) завершил исследование, включая последующее посещение на 16-й неделе. В целом исходные демографические характеристики и характеристики заболевания были сопоставимы между группами лечения. У большинства испытуемых (91%) базовый показатель IGA составлял 3 (умеренный). 30% рандомизированных испытуемых (n = 73) были подростками. Применение других методов терапии, которые могли бы существенно повлиять на реакцию на крем тапинароф, было запрещено. По результатам данного исследования показатели IGA на 12-й неделе были выше в группах, получавших тапинароф, по сравнению с группой, получавшей плацебо, достигая статистической значимости при использовании крема тапинароф 1% дважды в день. Показатели EASI на ≥ 75%/90% от исходного уровня были статистически выше в группах, получавших тапинароф 1%, по сравнению с плацебо и дозой 0,5% один раз в день, и 0,5% два раза в день. Площадь пораженной поверхности тела была значительно уменьшена в группах тапинарофа (за исключением 0,5% дважды в день). Все пациенты сообщали о том, что тяжесть симптомов атопического дерматита и зуда значительно/умеренно уменьшилась в группах тапинарофа. Большинство побочных эффектов были легкими или умеренными. Большинство испытуемых практически не испытывали раздражения в месте нанесения, оцененного исследователем, или самостоятельно сообщали о жжении/покалывании и зуде в месте нанесения в течение всего периода исследования, без видимых различий между кремом тапинароф и средствами для ухода за кожей.

Улучшение констатировалось уже на 1-й неделе терапии и сохранялось в течение 4 недель после последнего применения препарата. Первичный анализ фазы IIb данного исследования показал, что крем тапинароф эффективен и хорошо переносится взрослыми и подростками с атопическим дерматитом, может представлять собой перспективный метод топической терапии. Результаты исследования подтверждают гипотезу, что крем тапинароф представляет собой важное достижение в разработке топических средств терапии атопического дерматита и требует дальнейшего изучения на этапе III клинических исследований [96].

Заключение

В последние годы опубликовано значительное число исследований, подчеркивающих регулирующую роль AhR в физиологии кожи. Доказано участие AhR в реализации иммунных механизмов патогенеза атопического дерматита, в том числе регуляции функции кожного барьера. Представлены доказательства как физиологических, так и патологических эффектов передачи сигналов AhR в зависимости от воздействующего лиганда. Действительно, измененная функция AhR, по-видимому, может быть связана как с нарушением кожного барьера, так и с высвобождением провоспалительных цитокинов — двух ключевых факторов в развитии атопического дерматита.

В настоящее время агонист AhR тапинароф в ходе II фазы клинических исследований показал свою эффективность при лечении атопического дерматита. Однако часть реализуемых механизмов арилуглеводородного рецептора недостаточно изучена, ввиду чего требуются дальнейшие исследования по установлению участия AhR как в физиологических, так и в патологических процессах в коже, а также определения эффективности и безопасности тех или иных методов терапии, реализующих свое действие через влияние на AhR.

В связи с этим представляется перспективным проведение дальнейших исследований по изучению роли AhR в терапевтической эффективности методов фототерапии у больных атопическим дерматитом, используемых в настоящее время для лечения данного заболевания. Полученные данные позволят оценить взаимосвязь уровня экспрессии AhR с эффективностью и безопасностью фототерапии у данных больных.

About the authors

Pavel V. Gorodnichev

Author for correspondence.
Email: gorpav@icloud.com
ORCID iD: 0000-0001-5989-7156
SPIN-code: 6103-0456
Россия, Nizhny Novgorod

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Aryl-carbohydrate receptor (AhR) metabolic effects and tapinarof action points (red arrows)

Download (134KB)

Indexing metadata