Роль доменов белка десмоглеина-3 в патогенезе пузырчатки

Полный текст

Пузырчатка (пемфигус) – это группа аутоиммунных буллезных заболеваний, поражающих кожу и/или слизистые оболочки [1]. Заболеваемость пузырчаткой в странах Европы и Северной Америки составляет в среднем 0,1 до 0,2 случаев на 100 000 населения [2]. В Российской Федерации, согласно данным Федерального статистического наблюдения, в 2014 году заболеваемость пузырчаткой составила 1,9 случаев на 100000 взрослого населения (в возрасте 18 лет и старше), а распространенность – 4,8 случаев на 100000 взрослого населения [3]. Патофизиология пузырчатки в настоящее время рассматривается как процесс образования патогенных аутоантител (обычно класса IgG, реже IgA), направленных против различных белков десмосом кератиноцитов – десмоглеинов, десмоколлинов, плакинов. Соединение аутоантител с компонентами десмосом нарушает внутриэпидермальную адгезию, приводит к акантолизу и образованию пузырей на коже и/или слизистых оболочках, причем тяжесть заболевания тесно коррелирует с уровнем аутоантител в сыворотке крови [4].

Наиболее частой клинической формой является вульгарная пузырчатка (ВП), ее распространенность составляет от 0,38 (в Болгарии) до 30 случаев (в Иране) на 100 000 человек. Чаще всего заболевание начинается в возрасте от 36,5 до 71 года, а коэффициент соотношения женщин и мужчин составляет от 0,46 до 4,4 [5]. Развитие ВП обусловлено множеством факторов, одним из которых является генетическая предрасположенность. В литературе описано наличие связи между аллелями гена HLA II (DR4 и DR14) и развитием заболевания [6]. Известно, что больше, чем у 95% пациентов с ВП, выявляется один из следующих аллелей: DRB1*0402 или DQB1*0503 [6, 7].

Заболевание более чем в половине случаев начинается с появления пузырей на слизистой оболочке полости рта [8], на месте которых быстро формируются эрозии с блестящей влажной поверхностью ярко-красного цвета с тенденцией к периферическому росту, что сопровождается болью при глотании и гиперсаливацией. При ВП могут быть поражены и другие слизистые оболочки: конъюнктива, слизистые оболочки носа, глотки, гортани, пищевода, влагалища, уретры и ануса [9]. Клинические кожные проявления ВП характеризуются появлением пузырей разного размера с тонкой покрышкой на видимо неизмененной коже преимущественно волосистой части головы, лица и подмышечных областей. Пузыри отличаются коротким периодом существования и часто остаются незамеченными как пациентом, так и врачом. Возможна генерализация кожного процесса с формированием обширных очагов поражения, причиняющих мучительную боль пациентам [8]. Без соответствующего лечения у больных ВП возможен летальный исход [10].

В норме клетки эпидермиса соединены с помощью белков десмосом, которые обеспечивают крепкую адгезию прилегающих друг к другу соседних клеток. Нарушение клеточной адгезии на пораженном участке эпидермиса или слизистой оболочки приводит к акантолизу, в результате чего при ВП образуются интраэпидермальные полости, заполненные тканевой жидкостью. Иммунопатологическая картина характеризуется циркулирующими в крови и фиксированными в эпидермисе IgG, которые направлены против аутоантигена десмоглеина-3 (Dsg3) при поражении слизистых оболочек и десмоглеина-1 (Dsg1) при поражении кожи [11, 12].

У 80–100% больных ВП в сыворотке крови выявляются аутоантитела к Dsg3, появление которых является важным фактором, способствующим развитию клинического фенотипа ВП [13]. В исследовании K. Bhol и соавт. (1995 г.)     у пациентов с ВП в острой фазе заболевания выявляют высокие титры аутоантител, представленных иммуноглобулинами класса G, преимущественно IgG1 и IgG4, специфичных к пептидам Bos 1 и Bos 6 соответственно. Bos 1 и Bos 6 – это синтетические пептиды, выбранные как ключевые эпитопы для исследования аутоантител, причем Bos 1 включает аминокислотную последовательность примерно с 50 по 79 позицию, которые идентичны участкам внеклеточного домена EC1 Dsg3, а Bos 6 – с 200 по 229, которые соответствуют участкам внеклеточного домена EC2 Dsg3. В 1995 г. стало известно, что IgG4, связывающиеся с EC2, играют ключевую роль в инициации акантолиза и развитии клинической картины ВП, тогда как IgG4, связывающиеся с EC1, участвуют в поддержании патологического процесса [14]. У здоровых родственников больных ВП определяется низкий титр EC1-специфичных IgG1, не способных вызвать акантолиз. В острой фазе заболевания у пациентов ВП отмечается более высокий титр IgG1, реагирующих с EC1, по сравнению с уровнем IgG4, связывающихся с EC2. Это объясняется тем, что иммунная система уже «знакома» с EC1 до развития болезни, а при акантолизе происходит выброс EC1-антигенов, усиливающих иммунный ответ, сопровождающийся клиническими проявлениями ВП [15–17]. В период ремиссии уровень патогенных IgG4 постепенно снижается вплоть до полного их исчезновения, что указывает на прямую связь IgG4 с активностью заболевания, в то время как IgG1 сохраняются в статистически значимо меньших количествах (P<0.01) [14]. R. Hamilton и соавт. (1988 г.) в своем исследовании не обнаружили аутоантител подклассов G2 и G3 в сыворотке крови пациентов с ВП [15]. В более поздней работе J. Torzecka и соавт. (2007 г.) показано, что у пациентов в активной стадии ВП преобладали IgG4 и IgG1 (96 и 76% соответственно), в то время как в период клинической ремиссии антитела преимущественно относились к подклассам G2 (75%) и G4 (37,5%), что подтверждает поликлональную продукцию аутоантител при ВП и их различное распределение в зависимости от активности заболевания [18]. Недавно появившиеся данные свидетельствуют о том, что IgG4 выявляются в 90,8% случаев активного заболевания и коррелируют с тяжестью кожных проявлений ВП, IgG1 встречаются в 40% случаев, а IgG2 и IgG3 – в 26,2%. Сочетание IgG3 с IgG4 усиливает патогенность последних за счет синергетического эффекта, а разнообразие и уровень специфических для Dsg3 подклассов IgG влияет как на активность заболевания, так и на риск рецидива [19].

 Связывание IgG с Dsg3 стимулирует сигнальный путь фосфолипазы C, что вызывает высвобождение кальция и активацию протеинкиназы C, что приводит к фосфорилированию Dsg3 с его последующим эндоцитозом и деградацией в лизосомах. В конечном итоге происходит истощение Dsg3, важного компонента десмосом, потеря межклеточной связи и образование пузырей [20]. Dsg3 широко представлен во всех слоях эпителия слизистых оболочек и в шиповатом слое эпидермиса, в отличие от десмоглеина-1 (Dsg1), который, главным образом, обнаруживается в коже и его содержание возрастает от базального к супрабазальным слоям эпидермиса [21].

Dsg3 включает в себя 5 внеклеточных доменов (EC1–EC5) (рис.1, a), один трансмембранный (рис.1, b) и один внутриклеточный домены (рис.1, c). Доменная организация Dsg3 определяет как физиологические функции, так и патогенез ВП. Внутриклеточный домен взаимодействует с плакофилином-3 (PKP3) и элементами цитоскелета, регулируя стабильность десмосом, а также запускает сигнальный каскад реакций после связывания аутоантител с внеклеточной частью Dsg3 [22]. Трансмембранный домен осуществляет интеграцию Dsg3 в плазматическую мембрану клетки [23]. Пять внеклеточных доменов (EC1–EC5), каждый из которых примерно включает 110 аминокислот: EC1 (1–109), EC2 (110–219), EC3 (220–335), EC4 (336–450) и EC5 (451–566), в норме обеспечивают крепкую адгезию прилегающих друг к другу молекул соседних клеток [24, 25]. Каждый домен образован 7 β-тяжами, формирующими бочкообразную структуру. Внеклеточные домены Dsg3 разделены линкерными участками, которые координируют связывание трёх ионов кальция (Ca²⁺) каждый. Связывание кальция стабилизирует конформацию белка и способствует его адгезивной функции. Внеклеточные домены имеют высокую структурную гомологию (особенно EC1, EC2 и EC3), за исключением мембранного проксимального домена EC5 [25].

Антитела, направленные против внеклеточных доменов Dsg3 не всегда демонстрируют одинаковую степень патогенности [26]. В исследовании A. Payne и соавт. (2005 г.) показано, что моноклональные антитела, преимущественно нацеленные на EC1, индуцируют акантолиз в модели неонатальных мышей, в то время как антитела к другим доменам такой способности почти не проявляли [27], а антитела против EC2 обладают умеренной патогенностью (в отличие от ранее проведенных исследований 1995г.): они усиливают эффект антител к EC1 и могут быть недостаточными для самостоятельной индукции акантолиза [14, 28]. В работе K. Tsunoda и соавт. (2003 г.) описано, что изолированное связывание антител с EC2 в отсутствие антител к EC1 редко вызывает акантолиз [28]. В исследовании W. Heupel и соавт. (2008 г.) показано, что моноклональные IgG против определенной полосы (aa1–161) в пределах NH2-конца Dsg3 являются патогенными, т. е. вызывают внутриэпидермальную потерю адгезии у неонатальных мышей. При этом акантолиз вызывают в основном IgG, направленные против EC1, и в меньшей степени – против EC2 [26]. H. Takeshita и соавт. (2009 г.) выявили, что аутоантитела, специфичные к EC3, EC4 и EC5, не индуцировали акантолиз в моделях in vitro, что подтвердило их непатогенный характер. Отмечено, что они способны изменять архитектонику десмосом, но не влияют на клеточную адгезию напрямую [29]. В работе T. Schmitt и соавт. (2023 г.) сравнивали эффекты двух групп моноклональных антител к внеклеточным доменам Dsg3: 2G4 (направлены против EC5-домена) и AK23 (против EC1-домена). Описано, что AK23 значительно сильнее нарушает межклеточную адгезию, по сравнению с 2G4. Обе группы антител вызывали ретракцию кератина и уменьшение количества десмосом, однако только AK23 индуцировали истощение Dsg3. Разная патогенность антител может быть обусловлена локализацией доменов: эпитопы EC1–ЕС2 расположены в наиболее внешней части молекулы и обладают большей доступностью для антител, в отличие от эпитопов EC3–EC5, которые находятся ближе к мембране [30]. Вместе с тем антитела, направленные против EC5, в отдельных случаях могут запускать акантолиз через альтернативные сигнальные пути [31]. Описано, что потеря межклеточной адгезии предположительно может осуществляться через сигнальную систему, зависящую от митоген-активируемой протеинкиназы (МАРК) [32].

В исследовании S. Tavakolpour и соавт. (2024 г.), проведенном в Иране, установлено, что наиболее иммуногенным является N-концевой домен EC1, против которого формируются аутоантитела у 86% пациентов. Это может зависеть от многих факторов, включая стадию и тяжесть заболевания ВП. Реактивность к другим доменам наблюдалась значительно реже: EC2 – у 26%, EC3 – у 14%, EC4 – у 29% и EC5 – у 23% пациентов [33]. Данные результаты подтверждают ранее опубликованную информацию, в которой подчеркивалась высокая иммуногенность N-конца (EC1 и/или EC2) Dsg3 у пациентов с ВП по сравнению с другими эктодоменами [34, 35]. Предполагается два основных механизма воздействия антител на кератиноциты. Первый – физическое препятствие между Dsg3 и десмоколлином, преимущественно со стороны N-конца [36, 37]. Второй механизм связан с индукцией внутриклеточных сигнальных путей в кератиноцитах, что приводит к кластеризации и интернализации Dsg3, то есть активации сигнальных каскадов, приводящих к нарушению внутриэпидермального соединения [38–40]. M. Amagai и соавт. (2020 г.) описали, что у пациентов из Японии и Индии чаще выявляются антитела к EC2 и EC3 доменам Dsg3, тогда как у пациентов из Европы и Северной Америки преобладают антитела к EC1-домену. Это может быть связано с различиями в HLA-ассоциациях и генетической предрасположенности [41]. Несмотря на то, что аутоантитела против других отдельных доменов, включая EC3, EC4 и EC5, обнаруживаются при активном заболевании, они практически не вызывают акантолиз [29, 33, 42]. В работе S. Tavakolpour и соавт. (2024 г.) определили, что уровень антител к EC1, EC2-3, EC2-5 и EC3-4 коррелировал с индексом PDAI (p<0,05), особенно значимыми были уровни аутоантител против EC1-домена [33]. Определение профиля аутоантител и их уровня против различных эктодоменов Dsg3 у пациентов может быть полезным для прогнозирования  тяжести заболевания, а также при разработке новых методов таргетной терапии, включая создание химерных иммунорецепторов на основе аутоантигена ВП - Dsg3, которые могут направлять Т-клетки на уничтожение аутореактивных В-лимфоцитов, благодаря специфичности В-клеточного рецептора, что описано в работе С. Ellebrecht и др. (2016 г.) [43]. Вопрос о том, насколько точно профиль антител к Dsg3 коррелирует с клиническими проявлениями заболевания до сих пор остаётся дискуссионным. В некоторых исследованиях показано, что высокие уровни IgG к Dsg3 связаны с большей степенью тяжести заболевания [44-45]. Однако в других исследованиях результаты ИФА на анти-Dsg3 не коррелировали с фенотипом заболевания [46-47]. В исследовании S. Tavakolpour и соавт. (2024 г.) отмечено, что уровень антител к EC1 значительно выше у пациентов в активной фазе по сравнению с пациентами в ремиссии, панели EC3-5 и EC2-5 также показывали различия между фазами заболевания, однако это не было подтверждено в многофакторном анализе, что требует проведения дальнейших исследований [33] в разных популяциях.

 

Заключение

Современные данные о патогенезе ВП подчеркивают важную роль Dsg3 и его отдельных внеклеточных доменов, прежде всего EC1 и EC2, в инициации аутоиммунного процесса и формировании клинического фенотипа заболевания. Вариабельность патогенности антител в зависимости от их доменной специфичности может быть использована в качестве маркера оценки прогноза заболевания, а также открывает новые возможности для разработки таргетных терапевтических стратегий.

Об авторах

Арфеня Эдуардовна Карамова

ФГБУ "Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии" Минздрава России

Email: karamova@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0003-3805-8489
SPIN-код: 3604-6491
Scopus Author ID: 56823599100

К.м.н., заведующий отделом дерматологии.

Россия, 107076, Москва, ул. Короленко, д. 3, стр

Людмила Федоровна Знаменская

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: znaml@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0002-2553-0484
SPIN-код: 9552-7850

ведущий научный сотрудник

Короленко д 3 стр 6

вадим Викторович Чикин

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: chikin@cnikvi.ru
ORCID iD: 0000-0002-9688-2727
SPIN-код: 3385-4723

Старший научный сотрудник

Короленко до 3 стр 6

Екатерина Гирько

Государственный научный центр дерматовенерологии и косметологии

Email: katrin_45_34@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7723-8701
SPIN-код: 9506-0978

младший научный сотрудник

Россия, Короленко д 3 стр 6

Екатерина Сергеевна Куклина

ФГБУ «ГНЦДК» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: ekaterina.kuklina.00@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-8923-2228

клинический ординатор

Короленко 3 стр 6

Список литературы

Дополнительные файлы