Immunomodulazione dell’artrite autoimmune mediante CAM a base di erbe

Abstract

L’artrite reumatoide (RA) è una malattia autoimmune debilitante a prevalenza globale. La malattia è caratterizzata da un’infiammazione sinoviale che porta a danni alla cartilagine e alle ossa. La maggior parte dei farmaci convenzionali usati per il trattamento dell’AR hanno gravi reazioni avverse e sono piuttosto costosi. Nel corso degli anni, una proporzione crescente di pazienti con RA e altri disturbi immunitari sta ricorrendo alla medicina complementare e alternativa (CAM) per le loro esigenze di salute. I prodotti vegetali naturali comprendono una delle CAM più popolari per i disturbi infiammatori e immunitari. Queste CAM a base di erbe appartengono a diversi sistemi tradizionali di medicina, tra cui la medicina tradizionale cinese, il Kampo e la medicina ayurvedica. In questo articolo, abbiamo delineato le principali vie immunologiche coinvolte nell’induzione e nella regolazione dell’artrite autoimmune e abbiamo descritto varie CAM a base di erbe che possono modulare efficacemente queste vie immunitarie. La maggior parte delle informazioni sui meccanismi d’azione dei prodotti a base di erbe nei modelli sperimentali di RA è rilevante anche per i pazienti con artrite. Lo studio delle vie immunologiche accoppiato con l’applicazione emergente della genomica e della proteomica nella ricerca CAM è probabile che fornisca nuove intuizioni sui meccanismi d’azione delle diverse modalità CAM.

1. CAM a base di erbe per il trattamento dell’artrite autoimmune infiammatoria

I farmaci antinfiammatori convenzionali (allopatici) sono il pilastro del trattamento per una varietà di disturbi immunitari, compresa l’artrite reumatoide (RA). I farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) e i biologici (ad esempio, l’anticorpo antitumorale (TNF)-α e il recettore TNF-α decoy) rappresentano un gruppo importante di tali farmaci. Tuttavia, l’uso di questi farmaci è associato a gravi effetti avversi, tra cui emorragie gastrointestinali e complicazioni cardiovascolari. A causa degli effetti collaterali e dell’alto costo dei farmaci antinfiammatori convenzionalmente usati, i pazienti con artrite stanno sempre più utilizzando modalità di trattamento di medicina complementare e alternativa (CAM). Oltre il 36% degli americani ha usato prodotti CAM ogni anno per diversi disturbi e la tendenza è in aumento. La medicina tradizionale cinese, la medicina ayurvedica, il Kampo e l’omeopatia sono tra i maggiori contribuenti dei prodotti naturali consumati dalle popolazioni di pazienti. Tuttavia, nonostante il crescente uso e la popolarità dei prodotti CAM nel mondo occidentale, una delle principali limitazioni del loro uso è la scarsa informazione sui loro meccanismi di azione e l’obiettività nella valutazione dell’efficacia. Questo è anche uno dei motivi principali per lo scetticismo sulle CAM nella mente sia del pubblico laico che dei professionisti. Pertanto, vi è la necessità di studi continui sugli aspetti meccanicistici dell’azione dei prodotti CAM.

Un diverso gruppo di malattie è caratterizzato da infiammazione che può essere innescata non solo da antigeni microbici estranei ma anche da auto-antigeni. La risposta agli auto-antigeni risulta in un’infiammazione autoimmune. Pertanto, come le malattie infettive, anche le malattie autoimmuni (come la sclerosi multipla (MS), il diabete mellito di tipo 1 (T1D), l’AR e l’aterosclerosi) sono associate all’infiammazione. Considerando che le malattie autoimmuni derivano da un sistema immunitario disregolato, è imperativo esaminare e svelare la base immunologica dell’attività terapeutica dei prodotti CAM contro i disturbi autoimmuni così come altre condizioni che coinvolgono l’infiammazione. Questo articolo è incentrato sull’immunomodulazione dell’artrite autoimmune mediante prodotti CAM a base di erbe. Abbiamo descritto qui in dettaglio l’artrite adiuvante (AA) (Figura 1) come un modello sperimentale prototipico di RA. Concettualmente, le principali vie immunitarie effettrici in AA sono ampiamente rappresentative di vari altri modelli animali di artrite, per esempio, l’artrite indotta dal collagene (CIA), l’artrite indotta dalla parete cellulare streptococcica (SCWIA), e l’artrite indotta da proteoglicani. Abbiamo elaborato i percorsi immunitari specifici nell’artrite che sono modulati da una varietà di preparati a base di erbe provenienti da piante originarie di diverse regioni del mondo (Tabella 1, e Figure 2 e 3). Questi meccanismi immunitari includono le risposte cellulari e umorali, la risposta/equilibrio delle citochine, e la migrazione cellulare nell’organo bersaglio.

Erbe Origine Riferimento
(A) Risposte cellulari e umorali
(A.1) Effetto sulla risposta delle cellule T (attivazione delle cellule T, proliferazione delle cellule T, rapporto delle cellule CD 4/CD8, ecc.)
Pterodon pubescens Brasile
Chrysanthemum indicum, Fumigante I, Huo-Luo-Xiao-Ling Dan, Litsea coreana, Radix Linderae, Tripterygium wilfordii Cina
Dai-bofu-to, Stephania tetrandra Giappone
Centella asiatica Asia sudorientale/Cina
(A.2) Induzione/espansione delle cellule T regolatrici
Chelidonium majus Corea
Triptolide (Tripterygium wilfordii) Cina
(A.3) Cambiamento nella risposta degli anticorpi/B delle cellule
Pterodon pubescens Brasile
Camellia sinensis, Curcuma, Celastrus aculeatus, Huo-Luo-Xiao-Ling-Dan, estratto di melograno, Radix Linderae Cina, Corea
Stephania tetrandra Giappone
Barrington racemosa India
Centella asiatica Asia sudorientale/Cina
Taxus brevifolia, Analogo della fumagillina Nord America
(B) Risposta/equilibrio delle citochine
(B.1) Influenza delle principali citochine prodotte dai macrofagi/cellule presentanti l’antigene (TNF-α, IL-1, IL-6, ecc.) e/o deviazione della risposta al tipo Th2
Nyctanthes arbor-tristis, Swertia chirayita India
Zingiber officinale India/Cina
Boswellia carterii, Camellia sinensis, Cherries, Fumigant I, Curcumin, Huo Luo-Xiao-Ling-Dan, Litsea coreana, Paeonia lactiflora, Plectranthus amboinicus, estratto di melograno, Sinomenium acutum, QFGJS, Tripterygium wilfordii, Turpinia Arguta Cina, Corea, India
Chelidonium majus, PG201, Ulmus davidiana Corea
(B.2) Inibendo la citochina patogena IL-17 e le citochine correlate
Camellia sinensis, Huo-Luo-Xiao-Ling-Dan, Tripterygium wilfordii Cina
(C) Migrazione cellulare nell’organo bersaglio
(C)1) Che altera l’espressione delle chemochine e delle molecole di adesione nei vasi sanguigni o nei tessuti articolari
Fumigante I Cina
(C.2) Alterare la migrazione dei leucociti nei tessuti -monociti, macrofagi, neutrofili, linfociti, ecc.
Curcuma longa India/Cina
Pterodon pubescens Brasile
Camellia sinensis Cina
Centella asiatica Asia sudorientale/Cina
(D) Meccanismo di azione non ancora determinato
Bai jiang cao, Duhuo, Sanqui, Yan hu suo Cina
Chlorophytum borivilianum, Ocimum sanctum India
Shu-Jing-Huo-Xue-Tang Giappone
I meccanismi di immunomodulazione da parte delle erbe sono stati studiati utilizzando vari modelli sperimentali per roditori di artrite reumatoide umana, per esempio, l’artrite adiuvante (AA), l’artrite indotta dal collagene (CIA) e l’artrite indotta dalla parete cellulare dello streptococco (SCWIA).
CD: Cluster di differenziazione; IL: Interleuchina; TNF-α: Tumor-necrosis factor-alpha.
Miscele di erbe.
Tabella 1
Meccanismi di immunomodulazione da prodotti a base di erbe.

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b)

Figura 1

Sperimentalmente-indotta sperimentalmente l’artrite adiuvante (AA) nel ratto Lewis. (a) Zampe artritiche e (b) il corso della malattia. L’AA è indotta dall’immunizzazione sottocutanea con M. tuberculosis H37Ra ucciso a caldo (1 mg/ratto). Le fasi dell’AA sono le seguenti: incubazione, insorgenza, picco e recupero. Il punteggio artritico rappresenta la gravità dell’artrite. Ogni zampa è classificata su una scala da 0 a 4, e il punteggio totale per ratto deriva dalla somma dei punteggi di tutte e 4 le zampe di quel ratto.

Figura 2

Una panoramica schematica dei meccanismi immunologici effettori che mediano l’attività antiartritica di diverse modalità di CAM a base di erbe. I prodotti a base di erbe influenzano il numero e/o l’attività di specifici mediatori immunitari (ad esempio, cellule T, anticorpi, citochine e chemochine), che a loro volta guidano le 3 principali vie immunitarie che portano al danno patologico osservato nell’artrite. Queste vie includono le risposte immunitarie cellulari e umorali, la risposta/equilibrio delle citochine e la migrazione cellulare. L’effetto netto di questi cambiamenti immunologici indotti dal trattamento a base di erbe è la soppressione dei processi infiammatori e artritici correlati. I nomi e l’origine geografica di specifici prodotti vegetali che inducono questi cambiamenti sono elencati nella tabella 1.

Figura 3

Le CAM vegetali possono intervenire in più fasi della patogenesi dell’artrite autoimmune. L’artrite sperimentale può essere indotta in ceppi di roditori suscettibili mediante iniezione sottocutanea (s.c.), intradermica (i.d.), o intraarticolare di un artritogeno (ad esempio, Mtb, collagene di tipo II, parete cellulare di streptococco, ecc.) Gli antigeni iniettati per via s.c. o i.d. sono diretti nei linfonodi drenanti dove vengono avviate le risposte immunitarie che coinvolgono le cellule presentanti l’antigene, le cellule T e le cellule B. I linfociti attivati e altri leucociti migrano poi nelle articolazioni e iniziano l’infiammazione artritica attraverso una varietà di mediatori solubili, comprese le citochine proinfiammatorie e gli anticorpi (Figura 1). Le CAM a base di erbe possono inibire l’inizio e la progressione dell’artrite infiammatoria influenzando più vie coinvolte nel processo della malattia. Le erbe specifiche che interferiscono con particolari vie immunitarie sono descritte nella Tabella 1.

I suddetti eventi immunologici nella patogenesi dell’artrite offrono anche molti obiettivi promettenti per l’intervento terapeutico (Figure 2 e 3). Raccomandiamo che questi e altri parametri immunitari personalizzati siano considerati per i test oltre a vari parametri biochimici e farmacologici per la valutazione dei meccanismi d’azione dei prodotti CAM a base di erbe. Le CAM a base di erbe mostrate nella Tabella 1 sono rappresentative di quelle testate per la modulazione degli eventi immunologici che contribuiscono alla loro attività antiartritica in vivo in modelli sperimentali di artrite. Comprensibilmente, ci sono molti altri prodotti naturali che possiedono attività antiartritica, ma i loro effetti sul sistema immunitario non sono ancora stati testati. Dato lo scopo di questo articolo sulla modulazione immunitaria, abbiamo escluso la maggior parte di questi prodotti dalla tabella 1.

2. Artrite reumatoide

L’AR è prevalente (0,8%) in tutto il mondo e colpisce tutte le razze. Le donne sono colpite circa tre volte più spesso degli uomini. L’età di insorgenza è tra la fine dei vent’anni e l’inizio dei cinquanta, ma nessuna età è immune alla malattia. Nei bambini e nei giovani adulti, la malattia si manifesta come artrite cronica giovanile (JCA). L’AR è una malattia cronica multisistemica caratterizzata da una sinovite infiammatoria persistente che solitamente coinvolge le articolazioni periferiche in una distribuzione simmetrica. L’infiammazione sinoviale, se incontrollata, può portare a danni alla cartilagine, erosioni ossee e anchilosi delle articolazioni colpite. Studi gemelli e studi familiari indicano che c’è una predisposizione genetica all’AR, e circa il 70% dei pazienti hanno alleli HLA-DR4 o -DR1 o entrambi. L’autoantigene bersaglio preciso per l’AR non è ancora stato identificato. Il collagene di tipo II (CII), l’aggrecano, la proteina legante le immunoglobuline (BiP), e la proteina heat-shock 65 (Hsp65) sono tra gli antigeni che sono stati implicati nella patogenesi della RA. Come menzionato sopra, i FANS sono il pilastro della terapia per una gran parte dei pazienti con RA. Tuttavia, a causa delle reazioni avverse, dei costi elevati e dell’efficacia limitata di questi farmaci in molti pazienti, l’uso di CAM da parte dei pazienti con RA sta diventando sempre più popolare negli USA e in altri paesi sviluppati: Un modello sperimentale di RA

L’AA può essere indotta nel ratto Lewis (RT.1) mediante immunizzazione con Mycobacterium tuberculosis (Mtb) ucciso dal calore (H37Ra). La malattia si manifesta come infiammazione delle zampe, comprese le articolazioni delle zampe. L’infiammazione delle zampe colpisce principalmente le caviglie, i polsi e le articolazioni più piccole. L’infiammazione artritica inizia dopo 8-10 giorni, raggiunge un picco tra il 15-17° giorno e poi subisce un recupero spontaneo e graduale nei successivi 12-15 giorni (Figura 1). La reazione immunitaria primaria nelle articolazioni della zampa è l’infiltrazione di cellule mononucleari nel tessuto sinoviale, che, se incontrollata, può portare a danni alla cartilagine e all’osso. Il micobatterio hsp65 (Bhsp65) è stato invocato nella patogenesi dell’AA. In seguito all’iniezione di Mtb, Bhsp65 viene assorbito dai linfonodi drenanti regionali dove le cellule presentanti l’antigene (APC) elaborano e presentano questo antigene alle cellule T ingenue (Figura 3). Le cellule T con recettori specifici per gli epitopi all’interno del Bhsp65 si attivano e vanno incontro a proliferazione. Questi linfociti T, preparati per l’antigene, lasciano i linfonodi per entrare nella circolazione periferica. Queste cellule T poi migrano dai vasi sanguigni nell’organo bersaglio, l’articolazione, dove iniziano la patologia immunitaria (Figura 3). L’AA di ratto condivide diverse caratteristiche con l’RA umana, e quindi serve come un modello eccellente per l’RA.

Il modello AA è stato ampiamente utilizzato per studi riguardanti la patogenesi dell’artrite autoimmune, nonché per la sperimentazione di nuovi prodotti terapeutici antiartritici naturali o sintetici. Una varietà di prodotti CAM a base di erbe ha dimostrato di attenuare la gravità della malattia nel modello AA del ratto (Tabella 1). Queste erbe modulano diversi effettori immunologici e vie di regolazione (discussi di seguito in dettaglio) coinvolti nel processo della malattia (Figure 2 e 3). Un altro modello di infiammazione cronica che porta alla perdita ossea è stato anche impiegato per esaminare il ruolo dei prodotti naturali (ad esempio, il tè verde) nel limitare il danno osseo e la perdita ossea, che accompagna l’artrite cronica.

4. Le proteine Heat-Shock (Hsps) servono come antigeni bersaglio nell’artrite autoimmune

Le Hsps sono state associate a molte malattie autoimmuni come l’AR, il morbo di Crohn, la SM e il lupus eritematoso sistemico (SLE). Hsps può anche indurre la protezione contro l’artrite. La maggior parte delle hsps sono reagenti allo stress acuto che assicurano la sopravvivenza delle cellule in condizioni ostili. Sono anche i chaperon molecolari coinvolti nel ripiegamento delle proteine e altre funzioni per mantenere l’integrità strutturale di altre proteine. Un clone di cellule T che era artritogenico per il ratto Lewis è stato trovato essere specifico per l’epitopo 180-188 (p180-188) di Bhsp65. Nei pazienti con artrite cronica giovanile (JCA), c’era reattività delle cellule T a p180-188 di Bhsp65, così come al determinante parzialmente omologo all’interno della proteina di collegamento della cartilagine articolare. Le cellule T di questi pazienti hanno anche mostrato una risposta significativa a hsp60 e Bhsp65 umano, sottolineando l’importanza di Hsp65 come uno dei principali antigeni nella patogenesi dell’artrite. Altri hsp, tra cui hsp70 e hsp47 sono stati anche invocati nella patogenesi dell’AA. Le somiglianze nella risposta immunitaria agli antigeni legati alla malattia nei modelli di roditori e negli esseri umani hanno fornito utili intuizioni nella patogenesi della malattia.

È stato dimostrato che i prodotti vegetali naturali come i flavonoidi e il Celastrol possono alterare l’espressione cellulare di hsps. Queste osservazioni sono potenzialmente significative in vista degli effetti protettivi della malattia osservati dei flavonoidi del tè verde e dell’estratto etanolico di Celastrus. Tuttavia, il legame meccanico preciso tra i due gruppi di osservazioni rimane da definire completamente. Per quanto riguarda la modulazione della risposta delle cellule T antigene-specifiche a hsps da modalità CAM, abbiamo dimostrato che l’alimentazione della formula erboristica cinese Huo Luo Xiao Ling (HLXL) dan ai ratti Lewis ha ridotto significativamente la risposta proliferativa delle cellule T a Bhsp65 , e questo effetto è stato associato alla soppressione dell’artrite. Al contrario, l’alimentazione dei ratti con estratto di tè verde o Celastrus non è riuscita a influenzare la risposta proliferativa delle cellule T a Bhsp65, nonostante una significativa riduzione della gravità dell’AA. Tuttavia, come descritto di seguito, questi ratti hanno mostrato cambiamenti significativi nella risposta delle citochine a Bhsp65 ma senza alcun cambiamento nella proliferazione delle cellule T, rivelando una dicotomia dei due parametri immunitari. A sostegno dei nostri risultati, diversi altri prodotti naturali (ad esempio, Quercetina, Resveratrolo, Kaempferol, Vineatrol) sono stati segnalati anche per influenzare le risposte proliferative dei linfociti, con la maggior parte di loro portando all’inibizione della risposta proliferativa. È stata anche riportata la dissociazione tra la proliferazione e la funzione dei linfociti esposti a prodotti naturali come il Kaemferol.

5. Le cellule T regolatrici CD4+CD25+ (Treg) sono vitali per l’autotolleranza e la regolazione dell’autoimmunità

Sono stati descritti molti tipi di cellule T regolatrici, compresi Th2, Th3, Treg, cellule NKT e Tr1. L’aggiunta più recente al gruppo di cellule T regolatrici è la cellula T regolatrice (Treg) CD4+CD25+. Le Treg sono emerse come controllori centrali dell’autoimmunità in una varietà di modelli sperimentali di malattie autoimmuni umane. È importante notare che nei modelli animali, la terapia con cellule T CD4+CD25+ tramite trasferimento adottivo di cellule può ritardare e sopprimere efficacemente una varietà di malattie immunologiche, tra cui il diabete, la colite e la gastrite. Al contrario, la deplezione in vivo di Treg porta all’inizio precoce e/o all’aggravamento dell’artrite autoimmune e di altre malattie autoimmuni.

Ci sono due tipi distinti di Treg: i “Treg naturali” che si sviluppano nel timo e i “Treg adattativi (indotti)” che si sviluppano in periferia in risposta all’esposizione agli antigeni. Il meccanismo d’azione delle Treg implica il contatto cellula-cellula tra le Treg e le cellule responder, e richiede l’attivazione delle Treg attraverso il recettore delle cellule T (TCR). TGF-β secreto e IL-10 sono stati suggeriti per mediare la soppressione da parte di Treg in vivo.

C’è evidenza di un controllo reciproco della differenziazione di T helper 17 (Th17) e Treg. La differenziazione delle cellule Th17 proinfiammatorie e patogene è indotta dalla presenza simultanea di TGF-β e IL-6, mentre la sola presenza di TGF-β induce la generazione di Treg che esprimono il fattore di trascrizione Foxp3.

Negli ultimi 5-10 anni, ci si è resi sempre più conto dell’importanza di determinare la frequenza e la funzione soppressiva delle Treg per valutare il processo della malattia autoimmune e l’efficacia dei prodotti terapeutici per diverse malattie autoimmuni. Difetti nelle Treg sono stati segnalati nell’RA, e questa ridotta attività delle Treg può essere ripristinata dopo una terapia di successo, per esempio, con anti-TNF-α nel caso dell’RA. Un recente studio nell’ambito della ricerca sui trapianti ha dimostrato che le cellule dendritiche trattate con triptolide (derivato dall’erba cinese Tripterygium wilfordii) promuove l’espansione delle Treg in vitro. Si spera che la valutazione del numero e della funzione dei Treg sia incorporata regolarmente negli studi volti a definire i meccanismi d’azione delle varie modalità di CAM, compresi i prodotti vegetali naturali. Inoltre, come descritto sopra, ci sono vari altri tipi di cellule T regolatrici oltre ai Treg. È probabile che diverse modalità CAM possano avere un effetto differenziale su sottoinsiemi distinti di cellule T regolatrici, in modo che un prodotto possa avere un effetto più pronunciato sulle Treg, mentre l’altro potrebbe invece avere un effetto maggiore su cellule regolatrici di tipo Th2 o Tr1.

6. Gli anticorpi contribuiscono alla patogenesi dell’artrite autoimmune

Gli studi in un modello spontaneo di artrite autoimmune hanno sottolineato l’importanza degli anticorpi nel mediare la patologia immunitaria in questa malattia; la patologia è iniziata dalle cellule T ma successivamente perpetuata dagli anticorpi. Gli studi sul modello CIA nei topi hanno chiaramente dimostrato l’importanza degli anticorpi contro il collagene di tipo II (CII) nel processo della malattia. Tuttavia, al momento non ci sono molte informazioni sul ruolo fisiologico degli anticorpi contro l’hsp65 nell’AA. L’effetto patogeno degli anticorpi anti-Bhsp65 nell’AA non è stato escluso formalmente. Al contrario, ci sono prove dal lavoro fatto da altri ricercatori e da noi che indicano l’effetto protettivo contro l’AA degli anticorpi anti-Bhsp65. In uno studio, l’effetto AA-protettivo degli anticorpi anti-Bhsp65 è stato attribuito alla produzione di IL-10 dalle cellule mononucleate.

Nel modello CIA, gli estratti di tè verde melograno, e Taxol hanno dimostrato di sopprimere l’artrite, e questo effetto è stato associato ad una significativa diminuzione degli anticorpi anti-CII. Un effetto simile sulla malattia clinica, le citochine proinfiammatorie e le IgG2a del siero è stato riportato in un altro studio sulla CIA dopo il trattamento con la curcumina, un componente principale della curcuma. L’estratto di curcuma ha anche dimostrato di indurre una protezione contro l’artrite nel modello di artrite indotta dalla parete cellulare streptococcica di RA. In uno dei nostri studi basati sul modello AA, abbiamo osservato che la somministrazione dell’estratto polifenolico di tè verde ai ratti Lewis ha portato ad una significativa diminuzione della risposta anticorpale a Bhsp65 . Risultati simili sono stati ottenuti con una medicina tradizionale cinese, HLXL, che è una miscela di 11 erbe diverse. In entrambi i casi, la diminuzione della risposta anticorpale è stata associata a una corrispondente riduzione della gravità dell’artrite. Tuttavia, non tutte le erbe antiartritiche testate da noi hanno causato una diminuzione della risposta anticorpale a Bhsp65. In un altro studio, abbiamo osservato il contrario, in quanto l’alimentazione di Celastrus ai ratti Lewis ha portato ad un aumento della risposta anticorpale anti-Bhsp65 nonostante una significativa soppressione dell’artrite clinica.

Al momento, non abbiamo ulteriori informazioni per chiarire le differenze negli attributi funzionali dei sottoinsiemi anticorpali che sono prevalentemente alterati dopo l’alimentazione di diversi prodotti vegetali. Tuttavia, proponiamo che gli anticorpi anti-Bhsp65 prodotti nel corso dell’AA nei ratti Lewis appartengono a due categorie principali, patogeni e protettivi. In questo contesto, suggeriamo che le diverse erbe mirano a sottoinsiemi distinti di anticorpi, così che la riduzione dell’artrite clinica potrebbe comportare la soppressione degli anticorpi patogeni o il rafforzamento degli anticorpi protettivi, o entrambi. Inoltre, gli studi dei modelli anticorpali utilizzando un pannello di antigeni mirati nell’artrite e in altre malattie autoimmuni potrebbero fornire una lettura utile per l’effetto dei prodotti CAM sul processo di malattia.

7. Regolazione dell’autoimmunità tramite T-Helper (Th1)-/Th2-Type Cytokine Balance

Le citochine proinfiammatorie TNF-α, IL-1β, e IL-6 prodotte dai macrofagi e altre cellule immunitarie sono di importanza critica nell’inizio e nella propagazione dell’artrite. Tra le cellule T, le cellule Th1 secernono IFN-γ e TNF-α, mentre le cellule Th2 di controregolazione secernono IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13. Le cellule Th1 sono coinvolte principalmente nella patogenesi di alcune malattie autoimmuni organo-specifiche, mentre le cellule Th2 svolgono un ruolo importante nell’autoimmunità sistemica. Il ruolo dell’equilibrio Th1-Th2 nella regolazione dell’autoimmunità è stato convalidato attraverso diversi studi su modelli animali. La suscettibilità o la resistenza alla malattia e la protezione dalla malattia, così come il miglioramento della malattia nei pazienti RA è stato associato a un cambiamento nell’equilibrio delle citochine verso il tipo Th2. Il cambiamento nell’equilibrio Th1/Th2 potrebbe verificarsi sia con una diminuzione della citochina pro-infiammatoria (ad esempio, IFN-γ) o un aumento della citochina anti-infiammatoria (ad esempio, IL-4/IL-10), o entrambi.

In uno studio sulla CIA, l’attivazione della risposta Th2 ha dimostrato di inibire la produzione di IFN-γ così come la riduzione della gravità dell’artrite. Altri ricercatori hanno riportato la downmodulation della CIA accoppiata alla soppressione delle citochine proinfiammatorie (ad esempio, TNF-α, IL-1β, e IL-6) dal trattamento di topi con estratti di tè verde, melograno, o Plectranthus amboinicus. Un effetto simile è stato osservato in vitro con la corteccia di Moutan. In 3 studi separati in AA utilizzando diversi prodotti vegetali naturali, vale a dire, Celastrus , tè verde , e HLXL , abbiamo osservato che ciascuno di questi tre prodotti a base di erbe indotto protezione contro AA accoppiato con un alterato Th1/Th2 rapporto. Quest’ultimo effetto è stato causato principalmente da un aumento di IL-10 mentre IFN-γ è rimasto invariato. Enigmaticamente, è stato anche osservato che le citochine Th1 proinfiammatorie come IFN-γ e TNF-α potrebbero avere un doppio ruolo come citochine infiammatorie e immunosoppressive. Ad esempio, la soppressione dell’infiammazione da IFN-γ è stata osservata in AA. Pertanto, i cambiamenti indotti dalle CAM a base di erbe nel livello di alcune citochine con funzioni doppie devono essere valutati con cautela.

8. Le cellule T-Helper 17 (Th17) mediano l’infiammazione e i danni ai tessuti nell’artrite

Le cellule Th17 secernono IL-17, che è stato dimostrato essere coinvolto nelle malattie infiammatorie e autoimmuni. Il sottogruppo Th17 delle cellule T è distinto dalle cellule Th1 e Th2, e la differenziazione delle cellule Th17 è indotta dall’esposizione concomitante a TGF-β e IL-6. Il recettore orfano gamma-t legato all’acido retinoico (RORγt) è il fattore di trascrizione richiesto per la differenziazione delle cellule Th17. IFN-γ, IL-2, IL-4 e IL-27 hanno dimostrato di inibire l’attività delle cellule Th17, mentre IL-21 e IL-23 sono importanti per l’espansione clonale e la stabilizzazione (mantenimento) delle cellule Th17. IL-17 è stata implicata nella patogenesi delle malattie autoimmuni tra cui l’artrite. Quantità abbondanti di IL-17 sono state trovate nel liquido sinoviale dei pazienti con RA. Il blocco in vivo di IL-17 mediante recettori IL-17 solubili o mediante anticorpo neutralizzante anti-IL-17 può attenuare significativamente l’artrite nei roditori. Inoltre, i topi carenti di IL-17 o del recettore IL-17 sono risultati resistenti all’induzione della CIA.

Nella sezione precedente, abbiamo riassunto i risultati dei nostri studi precedenti che dimostrano che uno spostamento del rapporto Th1 a Th2 indotto da prodotti vegetali naturali è stato associato a una ridotta gravità di AA nei ratti Lewis. In due di questi studi, abbiamo anche testato la risposta IL-17. È importante notare che l’alimentazione dei ratti con tè verde o HLXL ha portato ad una significativa riduzione della risposta IL-17. Così, i cambiamenti concomitanti nel rapporto Th1/Th2 e risposta IL-17 culminato in una benefica attività antiartritica di tè verde e HLXL.

9. Chemochine e molecole di adesione orchestrano la migrazione dei leucociti nell’organo bersaglio nell’artrite

La migrazione di linfociti, macrofagi e altre cellule dal sangue nelle articolazioni è orchestrata da interazioni definite mediate da chemochine e molecole di adesione. Le chemochine sono citochine chemioattrattive che dirigono la migrazione dei leucociti dal lume dei vasi sanguigni al sito bersaglio dell’infiammazione in periferia. L’espressione delle chemochine e dei loro recettori è influenzata dalle citochine e da altri mediatori infiammatori. L’espressione disregolata delle chemochine e/o dei loro recettori può portare alla patologia immunitaria. Il blocco o la neutralizzazione di queste molecole tramite antagonisti o anticorpi è stato esplorato per il trattamento dell’artrite in modelli sperimentali e nei pazienti con RA. Così, lo studio dei livelli di espressione di diverse chemochine e molecole di adesione, e il blocco di queste biomolecole da reagenti appropriati può servire come uno strumento importante per definire i meccanismi di azione dei prodotti CAM che hanno attività antiartritica.

Molti prodotti a base di erbe sono stati segnalati per modulare l’espressione di specifiche chemochine in diversi tessuti, e molte di queste chemochine sono rilevanti per il traffico di leucociti nelle articolazioni in artrite pure. In uno dei nostri studi, abbiamo riportato un metodo semplice per studiare la migrazione in vivo di leucociti radiomarcati in vivo. Abbiamo anche mostrato una chiara associazione tra la cinetica della migrazione dei leucociti attraverso le articolazioni e la suscettibilità all’AA. Il radiomarcatore può essere sostituito da un colorante fluorescente come necessario per l’uso futuro di tali saggi in studi CAM.

10. Osservazioni conclusive

Questo articolo è incentrato sui meccanismi immunologici cellulari e umorali effettori che mediano l’azione di un’ampia varietà di CAM a base di erbe per il trattamento dell’artrite autoimmune sperimentale. Tuttavia, i prodotti naturali possono contribuire alla soppressione dell’infiammazione e dei processi artritici attraverso l’alterazione di specifici mediatori molecolari di queste vie. Per esempio, l’attività antiartritica di vari composti (polifenoli del tè, acido boswellico, Morin, ecc.) purificati da prodotti naturali è stata attribuita in parte alla loro attività antiossidante e alla loro azione sul fattore nucleare-kB (NF-kB), ciclossigenasi-2 (COX-2), 5-lipossigenasi (5-LOX), e metalloproteinasi di matrice (MMPs) (rivista in ). Pertanto, gli studi futuri sui prodotti a base di erbe trarrebbero vantaggio dall’inclusione di parametri di prova che abbracciano aspetti patologici, immunologici, biochimici e di biologia molecolare del processo della malattia. Per gli aspetti immunologici, speriamo di vedere più studi CAM sia in vitro che in vivo sulle citochine più recenti (ad esempio, l’asse IL-17/IL-23) e Treg. Inoltre, lo studio della genomica e della proteomica delle CAM è rappresentativo di diversi strumenti di ricerca moderni il cui investimento nella ricerca sulle CAM è attualmente in corso. Questo a sua volta non solo aumenterebbe la profondità e la portata delle indagini nella ricerca sulle CAM, ma fornirebbe anche un’interfaccia dove le CAM e la medicina convenzionale potrebbero trovare un terreno comune per comprendere i meccanismi d’azione dei prodotti terapeutici e il loro uso pratico per il beneficio finale dei pazienti. È piuttosto difficile prevedere con certezza i prodotti naturali o i composti che potrebbero finire come agenti terapeutici di successo per l’AR. Tuttavia, sulla base dei risultati ottenuti da modelli animali di RA, nonché la delineazione di molteplici bersagli immunologici e molecolari dei prodotti a base di erbe indicati, troviamo i polifenoli del tè, Celastrol, Triptolide, Curcumina, acidi boswellici, e HLXL come candidati promettenti per ulteriori studi preclinici e clinici nella RA.

Riconoscimenti

Gli autori ringraziano Hua Yu, Ying-Hua Yang, e Steva Komeh-Nkrumah per le loro utili critiche e suggerimenti, e Siddaraju Nanjundaiah per il suo aiuto con il lavoro artistico. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni (R01AT004321, P.I.: KDM, e PO1 AT002605, P.I.: BMB) del National Center for Complementary and Alternative Medicine, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA.