Il Ruolo di Sema4A nella Psoriasi
Nuove ricerche mettono in evidenza l'impatto di Sema4A sulla psoriasi e sulla salute della pelle.
Rei Watanabe, M. Kume, H. Koguchi-Yoshioka, S. Nakai, Y. Matsumura, A. Tanemura, K. Yokoi, S. Matsuda, Y. Nakamura, N. Otani, M. Taminato, K. Tomita, T. Kubo, M. Wataya-Kaneda, A. Kumanogoh, M. Fujimoto
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Indice
- Ruolo delle cellule immunitarie nella psoriasi
- Importanza delle cellule della pelle
- Introduzione alle semaforine
- Semaforina 4A (Sema4A)
- Focus della ricerca
- Risultati sull'espressione di Sema4A nella psoriasi
- Livelli ridotti di Sema4A nella psoriasi
- Cambiamenti nelle cellule immunitarie del sangue
- Impatto di Sema4A nei modelli murini
- Sintomi simili alla psoriasi accentuati nei topi privi di Sema4A
- Infiltrazione di cellule immunitarie
- Ruolo di Sema4A nei cheratinociti
- Cheratinociti come protettori
- Innalzamento della pelle
- Cambiamenti nei livelli di citochine
- Caratteristiche condivise con la psoriasi umana
- Caratteristiche simili nei modelli murini
- Il ruolo della segnalazione MTOR
- Inibizione della segnalazione mTOR
- Riepilogo dei risultati
- Principali intuizioni
- Direzioni future
- Conclusione
- Fonte originale
La psoriasi è una condizione della pelle che porta a macchie rosse e squamose sulla pelle. Succede perché il sistema immunitario diventa iperattivo, spingendo le cellule della pelle a crescere troppo in fretta. Questa crescita rapida provoca un accumulo di cellule sulla superficie della pelle.
Ruolo delle cellule immunitarie nella psoriasi
Le cellule immunitarie, in particolare le cellule T, giocano un ruolo importante nella psoriasi. Inviando segnali, aumentano l'Infiammazione nella pelle. Un percorso significativo in questo processo coinvolge due proteine chiave chiamate interleuchina-23 (IL-23) e interleuchina-17 (IL-17). Queste proteine aiutano le cellule immunitarie a comunicare e a scatenare ulteriore infiammazione.
Importanza delle cellule della pelle
Studi recenti mostrano che le cellule della pelle, non solo le cellule immunitarie, sono cruciali nella psoriasi. Queste cellule includono i Cheratinociti, che formano lo strato esterno della pelle, i fibroblasti, che forniscono supporto, e le cellule endoteliali, che compongono i vasi sanguigni. Aiutano sia nell'inizio che nel mantenimento della psoriasi.
I cheratinociti fungono da barriera che protegge contro elementi esterni. Rilasciano diverse sostanze, tra cui citochine e peptidi antimicrobici, che aiutano a difendere la pelle e possono anche attivare le cellule immunitarie.
Introduzione alle semaforine
Le semaforine sono proteine conosciute inizialmente per il loro ruolo nello sviluppo del sistema nervoso. Tuttavia, ora sono riconosciute per la loro importanza in varie funzioni corporee, inclusa la crescita dei vasi sanguigni (angiogenesi) e le risposte del sistema immunitario.
Semaforina 4A (Sema4A)
Tra le semaforine, Sema4A ha attirato l'attenzione per il suo duplice ruolo nelle malattie autoimmuni e nei tumori. A seconda della situazione, Sema4A può sia promuovere che ridurre la gravità della malattia. Ad esempio, può aiutare nel normale funzionamento del sistema immunitario, ma può anche aumentare l'infiammazione in condizioni come la sclerosi multipla e alcuni tumori.
Focus della ricerca
Questo studio ha l'obiettivo di capire il ruolo di Sema4A nella psoriasi esaminando campioni di pelle e sangue da persone con psoriasi e utilizzando un modello animale progettato per imitare la malattia.
Risultati sull'espressione di Sema4A nella psoriasi
Livelli ridotti di Sema4A nella psoriasi
L'esame dei campioni di pelle da individui con psoriasi ha rivelato che i livelli di Sema4A sono più bassi nei cheratinociti durante le riacutizzazioni rispetto alla pelle sana. Mentre altre cellule immunitarie come le cellule dendritiche e i macrofagi non mostrano differenze significative nei livelli di Sema4A tra pelle sana e malata, i cheratinociti mostrano una marcata diminuzione dell'espressione.
Cambiamenti nelle cellule immunitarie del sangue
Nei campioni di sangue di individui con psoriasi, i livelli di Sema4A erano più alti in alcune cellule immunitarie, come le cellule T CD4 e CD8, rispetto a quelle di individui sani. Tuttavia, la quantità totale di Sema4A nel siero era simile tra i due gruppi.
Impatto di Sema4A nei modelli murini
Sintomi simili alla psoriasi accentuati nei topi privi di Sema4A
Negli esperimenti con topi privi di Sema4A (topi Sema4AKO), i ricercatori hanno trovato che l'applicazione di un irritante per indurre una condizione simile alla psoriasi ha portato a un maggiore gonfiore della pelle rispetto ai topi normali. Questa condizione era legata a livelli più alti di IL-17A, un giocatore chiave nell'infiammazione della psoriasi.
Infiltrazione di cellule immunitarie
L'analisi mediante citometria a flusso ha mostrato che i topi Sema4AKO avevano più cellule T che producevano IL-17A nella loro pelle rispetto ai topi normali. La maggiore presenza di cellule produttrici di IL-17A nella pelle suggerisce che l'assenza di Sema4A contribuisce a uno stato di malattia più grave.
Ruolo di Sema4A nei cheratinociti
Cheratinociti come protettori
Per determinare quali cellule fossero responsabili dell'aumento dell'infiammazione nei topi Sema4AKO, i ricercatori hanno usato topi chimera da midollo osseo. Hanno scoperto che i topi con Sema4A specificamente mancante dalle loro cellule della pelle (ma non dalle cellule immunitarie) avevano un gonfiore peggiore, a conferma dell'idea che i cheratinociti svolgono un ruolo protettivo contro i sintomi simili alla psoriasi.
Innalzamento della pelle
Interessante, anche senza applicare irritanti, la pelle dei topi Sema4AKO si è rivelata leggermente più spessa. Questo indica che l'assenza di Sema4A può portare a una predisposizione naturale all'ispessimento della pelle, che è una caratteristica della psoriasi.
Cambiamenti nei livelli di citochine
L'analisi della pelle dei Sema4AKO ha rivelato livelli aumentati di diverse citochine coinvolte nell'infiammazione, tra cui CCL20 e TNF-alfa, rispetto alla pelle normale. Questo suggerisce che Sema4A funge da regolatore dell'infiammazione e mantiene la salute della pelle.
Caratteristiche condivise con la psoriasi umana
Caratteristiche simili nei modelli murini
I cambiamenti osservati nei topi Sema4AKO rispecchiano varie caratteristiche viste nella pelle psoriasica umana, tra cui pelle ispessita e livelli aumentati di cellule T produttrici di IL-17A. L'analisi dell'espressione genica ha mostrato che alcuni geni legati alla salute della pelle erano sovraregolati in questi topi, simile a quelli trovati nella pelle psoriasica non lesionale.
MTOR
Il ruolo della segnalazioneUlteriori indagini sui percorsi di segnalazione nella pelle hanno rivelato che il percorso mTOR (mammalian target of rapamycin) era sovraregolato nella pelle sia dei topi Sema4AKO che degli individui con psoriasi. Questo percorso è importante per molte funzioni cellulari, inclusi crescita e metabolismo.
Inibizione della segnalazione mTOR
I ricercatori hanno trattato i topi Sema4AKO con farmaci che inibiscono la segnalazione mTOR per vedere se potesse ridurre i sintomi. Sebbene il trattamento non abbia cambiato lo spessore della pelle, ha influenzato l'espressione di alcuni geni dei cheratinociti.
Riepilogo dei risultati
Principali intuizioni
Lo studio evidenzia che livelli più bassi di Sema4A nelle cellule della pelle possono portare a caratteristiche della psoriasi. I risultati suggeriscono che potenziare Sema4A o mirare al percorso mTOR nella pelle potrebbe offrire nuovi modi per trattare o prevenire la psoriasi.
Direzioni future
C'è bisogno di ulteriori ricerche per comprendere appieno il ruolo di Sema4A nella salute della pelle e il suo potenziale come obiettivo terapeutico per la psoriasi. Comprendere i vari percorsi di segnalazione e le interazioni cellulari fornirà approfondimenti più dettagliati nella gestione di questa condizione cutanea cronica.
Conclusione
In generale, questa ricerca sottolinea l'importanza sia delle cellule immunitarie che delle cellule della pelle nello sviluppo della psoriasi. Apre strade per potenziali trattamenti concentrandosi sul ripristino dei livelli di Sema4A o sulla modulazione dei percorsi di segnalazione correlati per migliorare la salute della pelle e gestire efficacemente la psoriasi.
Titolo: Downregulation of Semaphorin 4A in keratinocytes reflects the features of non-lesional psoriasis
Estratto: AbstractPsoriasis is a multifactorial disorder mediated by IL-17-producing T cells, involving immune cells and skin-constituting cells. Semaphorin 4A (Sema4A), an immune semaphorin, is known to take part in T helper type 1/17 differentiation and activation. However, Sema4A is also crucial for maintaining peripheral tissue homeostasis and its involvement in skin remains unknown. Here, we revealed that while Sema4A expression was pronounced in psoriatic blood lymphocytes and monocytes, it was downregulated in the keratinocytes of both psoriatic lesions and non-lesions compared to controls. Imiquimod application induced more severe dermatitis in Sema4A knockout (KO) mice compared to wild-type (WT) mice. The naive skin of Sema4AKO mice showed increased T cell infiltration and IL-17A expression along with thicker epidermis and distinct cytokeratin expression compared to WT mice, which are hallmarks of psoriatic non-lesions. Analysis of bone marrow chimeric mice suggested that Sema4A expression in keratinocytes plays a regulatory role in imiquimod-induced dermatitis. The epidermis of psoriatic non-lesion and Sema4AKO mice demonstrated mTOR complex 1 upregulation, and the application of mTOR inhibitors reversed the skewed expression of cytokeratins in Sema4AKO mice. Conclusively, Sema4A- mediated signaling cascades can be triggers for psoriasis and targets in the treatment and prevention of psoriasis.
Autori: Rei Watanabe, M. Kume, H. Koguchi-Yoshioka, S. Nakai, Y. Matsumura, A. Tanemura, K. Yokoi, S. Matsuda, Y. Nakamura, N. Otani, M. Taminato, K. Tomita, T. Kubo, M. Wataya-Kaneda, A. Kumanogoh, M. Fujimoto
Ultimo aggiornamento: 2024-10-26 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.02.587777
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.02.587777.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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