Az artritisz patogenezisében a fent említett immunológiai események számos ígéretes célpontot kínálnak a terápiás beavatkozáshoz is (2. és 3. ábra). Javasoljuk, hogy a különböző biokémiai és farmakológiai paraméterek mellett ezeket és más testre szabott immunparamétereket is vegyük figyelembe a vizsgálat során a növényi CAM-termékek hatásmechanizmusának értékeléséhez. Az 1. táblázatban bemutatott növényi CAM-k reprezentatívak azok közül, amelyeket az artritisz kísérleti modelljeiben in vivo artritiszellenes hatásukhoz hozzájáruló immunológiai események modulációja szempontjából vizsgáltak. Értelemszerűen számos más természetes termék is rendelkezik antiartritikus hatással, de az immunrendszerre gyakorolt hatásukat még nem vizsgálták. Tekintettel arra, hogy ez a dolgozat az immunmodulációról szól, a legtöbb ilyen terméket kizártuk az 1. táblázatból.

2. Reumatoid artritisz

Az RA az egész világon elterjedt (0,8%) és minden fajt érint . A nőket körülbelül háromszor gyakrabban érinti, mint a férfiakat. A betegség kialakulásának kora a húszas évek vége és az ötvenes évek eleje között van, de nincs olyan életkor, amely immunis lenne a betegségre. Gyermekeknél és fiatal felnőtteknél a betegség juvenilis krónikus artritisz (JCA) formájában jelentkezik. Az RA krónikus multiszisztémás betegség, amelyet tartós gyulladásos synovitis jellemez, amely általában szimmetrikus eloszlásban a perifériás ízületeket érinti . A szinoviális gyulladás, ha nem kontrollálható, porckárosodáshoz, csonterózióhoz és az érintett ízületek ankylosisához vezethet . Ikervizsgálatok és családi tanulmányok azt mutatják, hogy az RA-ra genetikai hajlam van , és a betegek mintegy 70%-a rendelkezik HLA-DR4 vagy -DR1 alléllal vagy mindkettővel. Az RA pontos autoantigén célpontját még nem azonosították. A II-es típusú kollagén (CII), az aggrecan, az immunglobulin-kötő fehérje (BiP) és a 65-ös hősokkfehérje (Hsp65) az RA patogenezisében szerepet játszó antigének közé tartoznak. Amint fentebb említettük, az NSAID-ok az RA-ban szenvedő betegek nagy részének terápiájának alapját képezik. Azonban a mellékhatások, a magas költségek és e gyógyszerek korlátozott hatékonysága miatt sok betegnél , az USA-ban és más fejlett országokban egyre népszerűbbé válik a CAM használata az RA betegeknél .

3. Adjuváns artritisz: A RA kísérleti modellje

AA kiváltható Lewis (RT.1) patkányban hővel megölt Mycobacterium tuberculosis (Mtb) (H37Ra) immunizálásával . A betegség a mancsok gyulladásaként jelentkezik, beleértve a mancsízületeket is. A mancsgyulladás elsősorban a bokát, a csuklót és a kisebb ízületeket érinti. Az ízületi gyulladás 8-10 nap után kezdődik, a 15-17. nap között tetőzik, majd az ezt követő 12-15 napban spontán, fokozatos gyógyuláson megy keresztül (1. ábra). A mancsízületekben az elsődleges immunreakció a mononukleáris sejtek beszivárgása a synovialis szövetbe, amely ha nem kontrollált, a porc és a csont károsodásához vezethet . Az AA patogenezisében a mycobakteriális hsp65 (Bhsp65) szerepet játszott. Az Mtb injekciót követően a Bhsp65 a regionális lefolyó nyirokcsomókba kerül, ahol az antigénprezentáló sejtek (APC-k) feldolgozzák és bemutatják ezt az antigént a naiv T-sejteknek (3. ábra). A Bhsp65-ben található epitópokra specifikus receptorokat hordozó T-sejtek ezután aktiválódnak és proliferálódnak. Ezek az antigénnel feltöltött T-sejtek ezután elhagyják a nyirokcsomókat, hogy a perifériás keringésbe kerüljenek. Ezek a T-sejtek ezután a vérerekből vándorolnak ki a célszervbe, az ízületbe, ahol elindítják az immunpatológiát (3. ábra). A patkány AA számos jellemzője megegyezik a humán RA-val, és ezáltal kiváló modellként szolgál az RA-ra .

Az AA modellt széles körben használták az autoimmun artritisz patogenezisével kapcsolatos vizsgálatokra, valamint új természetes vagy szintetikus antiartritikus terápiás termékek tesztelésére. Számos növényi CAM-termékről kimutatták, hogy enyhíti a betegség súlyosságát a patkány AA-modellben (1. táblázat). Ezek a gyógynövények modulálják a betegség folyamatában részt vevő különböző immunológiai effektor és szabályozó útvonalakat (amelyeket alább részletesen tárgyalunk) (2. és 3. ábra). A csontvesztéshez vezető krónikus gyulladás egy másik modelljét is alkalmazták a természetes termékek (pl. zöld tea) szerepének vizsgálatára a csontkárosodás és a csontvesztés korlátozásában, amely a krónikus artritisz kísérője .

4. Hősokkfehérjék (Hsps) célantigénekként szolgálnak az autoimmun artritiszben

A Hsp-ket számos autoimmun betegséggel, például RA, Crohn-betegség, MS és szisztémás lupus erythematosus (SLE) . A Hsp-k védelmet nyújthatnak az ízületi gyulladás ellen is . A legtöbb hsps akut stresszreaktáns, amely ellenséges körülmények között biztosítja a sejtek túlélését. Emellett molekuláris chaperonok, amelyek részt vesznek a fehérjék hajtogatásában és más fehérjék szerkezeti integritásának fenntartásában . A Lewis-patkány számára arthritogén T-sejtklónról kiderült, hogy specifikus a Bhsp65 180-188-as epitópjára (p180-188) . Juvenilis krónikus artritiszes (JCA) betegeknél T-sejt-reaktivitás mutatkozott a Bhsp65 p180-188-jára, valamint az ízületi porc összekötő fehérjéjében található részben homológ determinánsra . E betegek T-sejtjei jelentős választ mutattak a humán hsp60-ra és Bhsp65-re is , hangsúlyozva a Hsp65 mint az artritisz patogenezisében szerepet játszó egyik fő antigén fontosságát. Más hsp-ket, köztük a hsp70-et és a hsp47-et is megidézték az AA patogenezisében . A betegséggel kapcsolatos antigénekre adott immunválasz hasonlóságai a rágcsálómodellekben és az emberekben hasznos betekintést nyújtottak a betegség patogenezisébe.

Kimutatták, hogy a természetes növényi termékek, például a flavonoidok és a Celastrol megváltoztathatják a hsp-k sejtszintű expresszióját . Ezek a megfigyelések potenciálisan jelentőséggel bírnak a zöld tea flavonoidjainak és a Celastrus etanolos kivonatának megfigyelt betegségvédő hatásait tekintve . A két megfigyelés közötti pontos mechanisztikus kapcsolat azonban még nem teljesen tisztázott. Az antigénspecifikus T-sejtek hsp-re adott válaszának CAM-módszerekkel történő modulációját illetően kimutattuk, hogy a Huo Luo Xiao Ling (HLXL) dan kínai gyógynövényformula etetése Lewis-patkányokkal jelentősen csökkentette a Bhsp65-re adott T-sejt-proliferatív választ, és ez a hatás az artritisz elnyomásával járt együtt. Ezzel szemben a patkányok zöld tea kivonattal vagy Celastrusszal való etetése nem befolyásolta a Bhsp65-re adott T-sejt proliferatív választ, annak ellenére, hogy az AA súlyossága jelentősen csökkent. Azonban, mint alább leírtuk, ezek a patkányok jelentős változásokat mutattak a Bhsp65-re adott citokinválaszban, de a T-sejtek proliferációjának változása nélkül, ami a két immunparaméter dichotómiáját mutatja. Eredményeinket alátámasztja, hogy számos más természetes termék (pl. Quercetin, Resveratrol, Kaempferol, Vineatrol) is befolyásolják a limfociták proliferatív válaszát, legtöbbjük a proliferatív válasz gátlásához vezet . Arról is beszámoltak, hogy az olyan természetes termékeknek, mint a kaemferol, kitett limfociták proliferációja és funkciója között különbség van .

5. A CD4+CD25+ T-szabályozó sejtek (Treg) létfontosságúak az öntolerancia és az autoimmunitás szabályozásához

A szabályozó T-sejtek számos típusát, köztük a Th2, Th3, Treg, NKT sejteket és Tr1 sejteket írták le . A szabályozó T-sejtek csoportjának legújabb tagja a CD4+CD25+ T-szabályozó sejt (Treg) . A Treg az autoimmunitás központi szabályozójaként jelentek meg a humán autoimmun betegségek számos kísérleti modelljében . Fontos, hogy állatmodellekben a CD4+CD25+ T-sejtek adoptív transzfert alkalmazó terápiája hatékonyan késlelteti és elnyomja a különböző immunológiai betegségeket, beleértve a cukorbetegséget, a vastagbélgyulladást és a gyomorhurutot . Ezzel szemben a Treg in vivo kimerítése az autoimmun artritisz és más autoimmun betegségek korai megindulásához és/vagy súlyosbodásához vezet.

A Treg-nek két különböző típusa van: a “természetes Treg”, amely a tímuszban fejlődik ki, és az “adaptív (indukált) Treg”, amely a periférián alakul ki antigén-expozícióra adott válaszként . A Treg hatásmechanizmusa magában foglalja a Treg és a válaszadó sejtek közötti sejt-sejt kapcsolatot, és a Treg-nek a T-sejt receptoron (TCR) keresztül történő aktiválását igényli . A szekretált TGF-β és IL-10 a Treg in vivo szuppressziójának közvetítésére utal.

Bizonyítékok vannak a T helper 17 (Th17) és a Treg differenciálódásának kölcsönös szabályozására. A proinflammatorikus és patogén Th17 sejtek differenciálódását a TGF-β és az IL-6 egyidejű jelenléte indukálja, míg a TGF-β önmagában a Foxp3 transzkripciós faktort expresszáló Treg sejtek generációját indukálja.

Az elmúlt 5-10 évben egyre inkább felismerték a Treg sejtek gyakoriságának és szuppresszív funkciójának meghatározásának jelentőségét az autoimmun betegség folyamatának értékelésében, valamint a különböző autoimmun betegségek terápiás termékeinek hatékonyságának értékelésében . RA-ban a Treg-aktivitás hiányosságairól számoltak be, és ez a csökkent Treg-aktivitás sikeres terápiát követően helyreállítható, például anti-TNF-α-val RA esetében. Egy nemrégiben a transzplantációs kutatások területén végzett tanulmány kimutatta, hogy a triptoliddal (amely a kínai Tripterygium wilfordii gyógynövényből származik) kezelt dendritikus sejtek in vitro elősegítik a Treg terjeszkedését . Remélhetőleg a Treg-ek számának és működésének értékelését rendszeresen beépítik a különböző CAM-módszerek, köztük a természetes növényi termékek hatásmechanizmusának meghatározására irányuló vizsgálatokba. A fentiekben leírtak szerint a Treg-en kívül a szabályozó T-sejteknek számos más típusa is létezik. Valószínű, hogy a különböző CAM-módszerek eltérő hatással lehetnek a szabályozó T-sejtek különböző alcsoportjaira, így az egyik termék kifejezettebb hatást gyakorolhat a Treg-re, míg a másik inkább a Th2 vagy Tr1 típusú szabályozó sejtekre lehet nagyobb hatással.

6. Az antitestek hozzájárulnak az autoimmun artritisz patogeneziséhez

Az autoimmun artritisz spontán modelljén végzett vizsgálatok aláhúzták az antitestek fontosságát az immunpatológia közvetítésében ebben a betegségben; a patológiát a T-sejtek indítják el, de később az antitestek állandósítják . Az egereken végzett CIA-modellben végzett vizsgálatok egyértelműen kimutatták a II-es típusú kollagén (CII) elleni antitestek jelentőségét a betegség folyamatában. Jelenleg azonban nem sok információ áll rendelkezésre a hsp65 elleni antitestek AA-ban betöltött fiziológiai szerepéről. Az anti-Bhsp65 antitestek patogén hatását AA-ban hivatalosan nem zárták ki. Éppen ellenkezőleg, más kutatók és mi általunk végzett munkákból vannak olyan bizonyítékok, amelyek az anti-Bhsp65 antitestek AA-val szembeni védőhatására utalnak. Egy tanulmányban az anti-Bhsp65 antitestek AA-védő hatását a mononukleáris sejtek IL-10 termelésének tulajdonították .

A CIA modellben a zöld tea gránátalma , és a Taxol kivonatokról kimutatták, hogy elnyomják az artritiszt, és ez a hatás az anti-CII antitestek jelentős csökkenésével járt együtt. Hasonló hatásról számoltak be a klinikai betegségre, a proinflammatorikus citokinekre és a szérum IgG2a-ra egy másik CIA vizsgálatban a kurkumin, a kurkuma fő összetevőjének kezelését követően . A kurkuma kivonatról azt is kimutatták, hogy védelmet indukál az artritisz ellen az RA streptococcus sejtfal által kiváltott artritisz modelljében . Az egyik AA-modellen alapuló vizsgálatunkban megfigyeltük, hogy a zöld tea polifenolos kivonatának etetése Lewis-patkányokkal a Bhsp65 elleni antitestválasz jelentős csökkenését eredményezte . Hasonló eredményeket kaptunk egy hagyományos kínai gyógyszerrel, a HLXL-lel is, amely 11 különböző gyógynövény keveréke . Mindkét esetben az antitestválasz csökkenése az ízületi gyulladás súlyosságának megfelelő csökkenésével járt együtt. Azonban nem minden általunk vizsgált artritiszellenes gyógynövény okozta a Bhsp65 elleni antitestválasz csökkenését. Egy másik vizsgálatban ennek ellenkezőjét figyeltük meg, mivel a Celastrus etetése Lewis-patkányokkal a klinikai artritisz jelentős szuppressziója ellenére fokozott Bhsp65-ellenes antitestválaszt eredményezett .

Jelenleg nem rendelkezünk további információkkal annak tisztázására, hogy a különböző növényi termékek etetését követően túlnyomórészt megváltozott antitest-alcsoportok funkcionális jellemzőiben milyen különbségek vannak. Javasoljuk azonban, hogy a Lewis-patkányokban az AA során termelődő anti-Bhsp65 antitestek két fő kategóriába, a patogén és a protektív kategóriába tartoznak . Ebben az összefüggésben azt javasoljuk, hogy a különböző gyógynövények az antitestek különböző alcsoportjait célozzák, így a klinikai artritisz csökkenése vagy a patogén antitestek elnyomását, vagy a védő antitestek fokozását, vagy mindkettőt jelentheti. Továbbá, az antitestmintázatok vizsgálata az artritiszben és más autoimmun betegségekben célzott antigéneket tartalmazó panel segítségével hasznos adatokat szolgáltathat a CAM termékeknek a betegség folyamatára gyakorolt hatásáról.

7. Az autoimmunitás szabályozása a T-Helper (Th1)-/Th2-típusú citokin egyensúlyon keresztül

A proinflammatorikus citokinek TNF-α, IL-1β és IL-6, amelyeket a makrofágok és más immunsejtek termelnek, kritikus jelentőségűek az artritisz kialakulásában és terjedésében . A T-sejtek közül a Th1 sejtek szekretálják az IFN-γ-t és a TNF-α-t, míg az ellenszabályozó Th2 sejtek IL-4, IL-5, IL-10 és IL-13 sejteket szekretálnak . A Th1 sejtek elsősorban bizonyos szervspecifikus autoimmun betegségek patogenezisében vesznek részt, míg a Th2 sejtek a szisztémás autoimmunitásban játszanak fő szerepet. A Th1-Th2 egyensúly szerepét az autoimmunitás szabályozásában számos állatmodell-vizsgálat validálta. A betegségre való fogékonyság vagy rezisztencia és a betegséggel szembeni védelem , valamint a betegség javulása RA betegeknél a citokin egyensúly Th2 típusúvá válásával volt összefüggésben. A Th1/Th2 egyensúly megváltozása vagy a proinflammatorikus citokin (pl. IFN-γ) csökkenésével, vagy a gyulladáscsökkentő citokin (pl. IL-4/IL-10) növekedésével, vagy mindkettővel történhet .

A CIA-n végzett vizsgálatban kimutatták, hogy a Th2-válasz aktiválása gátolja az IFN-γ termelést, valamint csökkenti az ízületi gyulladás súlyosságát . Más kutatók a CIA downmodulációjáról számoltak be, amely a proinflammatorikus citokinek (pl. TNF-α, IL-1β és IL-6) elnyomásával párosult egerek zöld tea , gránátalma vagy Plectranthus amboinicus kivonatokkal történő kezelésével . Hasonló hatást figyeltek meg in vitro a Moutan kéreggel . AA-ban 3 különálló vizsgálatban különböző természetes növényi termékek, nevezetesen a Celastrus , a zöld tea és a HLXL felhasználásával megfigyeltük, hogy e három növényi termék mindegyike védelmet indukált az AA ellen, amelyhez megváltozott Th1/Th2 arány párosult. Ez utóbbi hatást elsősorban az IL-10 növekedése okozta, míg az IFN-γ változatlan maradt. Rejtélyes módon azt is megfigyelték, hogy az olyan proinflammatorikus Th1 citokinek, mint az IFN-γ és a TNF-α kettős szerepet játszhatnak, mint gyulladásos és immunszuppresszív citokinek . Például a gyulladás IFN-γ általi szuppresszióját figyelték meg AA-ban . Ezért a növényi CAM által kiváltott változásokat bizonyos kettős funkciójú citokinek szintjében óvatosan kell értékelni.

8. T-Helper 17 (Th17) sejtek közvetítik a gyulladást és a szövetkárosodást az artritiszben

A Th17 sejtek IL-17-et választanak ki, amelyről kimutatták, hogy részt vesz a gyulladásos és autoimmun betegségekben . A T-sejtek Th17 alcsoportja különbözik a Th1 és Th2 sejtektől, és a Th17 sejtek differenciálódását a TGF-β és az IL-6 egyidejű expozíciója indukálja . A retinsavval kapcsolatos árva receptor gamma-t (RORγt) a Th17 sejtek differenciálódásához szükséges transzkripciós faktor. Az IFN-γ, IL-2, IL-4 és IL-27 bizonyítottan gátolja a Th17 sejtek aktivitását, míg az IL-21 és IL-23 fontos szerepet játszik a Th17 sejtek klonális terjeszkedésében és stabilizálásában (fenntartásában) . Az IL-17 szerepet játszik az autoimmun betegségek, köztük az artritisz patogenezisében . Az IL-17 bőséges mennyiségét találták RA betegek szinoviális folyadékában . Az IL-17 in vivo blokkolása szolubilis IL-17 receptorokkal vagy semlegesítő anti-IL-17 antitesttel jelentősen csillapíthatja az ízületi gyulladást rágcsálókban . Továbbá az IL-17 vagy IL-17 receptor hiányos egerek rezisztensnek bizonyultak a CIA indukciójával szemben.

Az előző részben összefoglaltuk korábbi vizsgálataink eredményeit, amelyek szerint a természetes növényi termékek által indukált Th1-TH2 arány eltolódása az AA súlyosságának csökkenésével járt Lewis-patkányokban . E vizsgálatok közül kettőben az IL-17 választ is vizsgáltuk. Fontos, hogy a patkányok zöld teával vagy HLXL-lel való etetése az IL-17 válasz jelentős csökkenéséhez vezetett. Így a Th1/Th2 arány és az IL-17 válasz egyidejű változása a zöld tea és a HLXL jótékony antiartritikus hatásában csúcsosodott ki.

9. Kemokinek és adhéziós molekulák szervezik a leukociták migrációját a célszervbe artritiszben

A limfociták, makrofágok és más sejtek migrációját a vérből az ízületekbe a kemokinek és adhéziós molekulák által közvetített meghatározott kölcsönhatások hangszerelik . A kemokinek kemoattraktáns citokinek, amelyek a leukociták migrációját a vérerek lumenéből a gyulladás célpontjába, a perifériára irányítják. A kemokinek és receptoraik expresszióját a citokinek és más gyulladásos mediátorok befolyásolják. A kemokinek és/vagy receptoraik diszregulált expressziója immunpatológiához vezethet. E molekulák blokkolását vagy semlegesítését antagonisták vagy antitestek segítségével vizsgálják az artritisz kezelésére kísérleti modellekben és RA-s betegeknél . Így a különböző kemokinek és adhéziós molekulák expressziós szintjének vizsgálata, valamint e biomolekulák megfelelő reagensekkel történő blokkolása fontos eszköz lehet az ízületi gyulladás elleni hatású CAM-termékek hatásmechanizmusának meghatározásához.

Számos növényi termékről számoltak be arról, hogy modulálják a specifikus kemokinek expresszióját különböző szövetekben , és sok ilyen kemokin releváns a leukocitáknak az ízületekbe való bejutása szempontjából az ízületi gyulladásban is. Egyik tanulmányunkban egy egyszerű módszerről számoltunk be a radioaktívan jelölt leukociták in vivo vándorlásának in vivo vizsgálatára . Azt is kimutattuk, hogy egyértelmű összefüggés van a leukociták ízületeken keresztüli vándorlásának kinetikája és az AA-ra való fogékonyság között . A radiocímke szükség szerint fluoreszcens festékkel helyettesíthető az ilyen próbák jövőbeni felhasználásához a CAM-vizsgálatokban.

10. Záró megjegyzések

Ez a dolgozat a kísérletes autoimmun artritisz kezelésére szolgáló sokféle növényi CAM hatását közvetítő celluláris és humorális immunológiai effektor mechanizmusokra összpontosít. A természetes termékek azonban ezen útvonalak specifikus molekuláris mediátorainak megváltoztatásán keresztül is hozzájárulhatnak a gyulladás és az artritiszes folyamatok elfojtásához. Például a természetes termékekből tisztított különböző vegyületek (teapolifenolok, boswelinsav, morin stb.) artritiszellenes hatását részben antioxidáns hatásuknak, valamint a nukleáris faktor-kB (NF-kB), a ciklooxigenáz-2 (COX-2), az 5-lipoxigenáz (5-LOX) és a mátrix metalloproteinázok (MMP-k) hatásának tulajdonítják (áttekintve: ). Ezért a növényi termékekkel kapcsolatos jövőbeli tanulmányok számára előnyös lenne olyan vizsgálati paraméterek bevonása, amelyek átfogják a betegség folyamatának patológiai, immunológiai, biokémiai és molekuláris biológiával kapcsolatos aspektusait. Az immunológiai szempontok tekintetében reméljük, hogy több CAM-vizsgálatot látunk mind in vitro, mind in vivo az újabb citokinekkel (pl. az IL-17/IL-23 tengely) és a Treg-ekkel kapcsolatban. Továbbá a CAM genomikai és proteomikai vizsgálata számos modern kutatási eszközt képvisel, amelyeknek a CAM-kutatásba történő befektetése jelenleg folyamatban van. Ez viszont nemcsak a CAM-kutatással kapcsolatos vizsgálatok mélységét és hatókörét növelné, hanem egy olyan felületet is biztosítana, ahol a CAM és a hagyományos orvoslás közös alapot találhatna a terápiás termékek hatásmechanizmusainak megértéséhez és gyakorlati alkalmazásukhoz a betegek végső hasznára. Meglehetősen nehéz bizonyossággal megjósolni, hogy mely természetes termékek vagy vegyületek válhatnak az RA sikeres terápiás szerévé. Mindazonáltal az RA állatmodelljeiben kapott eredmények, valamint a jelzett növényi termékek több immunológiai és molekuláris célpontjának meghatározása alapján a tea polifenolokat, a Celastrolt, a Triptolidot, a kurkumint, a Boswellic savakat és a HLXL-t ígéretes jelölteknek tartjuk a további preklinikai és klinikai vizsgálatokra az RA-ban.

Köszönet

A szerzők köszönetet mondanak Hua Yu, Ying-Hua Yang és Steva Komeh-Nkrumah hasznos kritikájáért és javaslataiért, valamint Siddaraju Nanjundaiah-nak a szépirodalmi munkában nyújtott segítségéért. Ezt a munkát a National Center for Complementary and Alternative Medicine, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA, által nyújtott támogatások (R01AT004321, P.I.: KDM, és PO1 AT002605, P.I.: BMB) támogatták.

Nemzeti Egészségügyi Intézetek, Bethesda, MD, USA.