Abstract
Interleukin-6 is currently attracting significant interest as a potential therapeutic target in systemic sclerose (SSc). Neste trabalho, a biologia da interleucina-6 é revisada, e as evidências para a desregulação da interleucina-6 na SSc são exploradas. O papel da inteleucina-6 clássica e das vias de sinalização trans em fenômenos relevantes da SSc, como inflamação crônica, auto-imunidade, disfunção das células endoteliais e fibrogênese, é discutido. A evidência existente de que intervenções projetadas para bloquear a sinalização da interleucina-6 são de relevância terapêutica na SSc é avaliada.
1. Introdução
Esclerose sistêmica (SSc) é uma doença do tecido conjuntivo caracterizada por fibrose, vasculopatia e anormalidades imunológicas. Nos últimos anos, tornou-se claro que a inflamação tem um papel crucial na mediação do processo fisiopatológico subjacente à SSc, especialmente no início da doença. A ativação e disfunção das células endoteliais são centrais para a patogênese da doença, podem ser impulsionadas por um ambiente pró-inflamatório, e podem resultar na geração de um fenótipo profibrótico.
Interleucina-6 (IL-6) é uma citocina pleiotropica. Além de seu papel na resposta de fase aguda, a IL-6 tem diversos papéis na condução da inflamação crônica, auto-imunidade, disfunção celular endotelial e fibrogênese. Portanto, está atualmente atraindo muito interesse na comunidade reumatológica como potencial agente terapêutico na SSc, uma doença que atualmente carece de tratamentos direcionados para a patogênese subjacente.
Provas recentes sugerem que a IL-6 pode desempenhar papéis importantes na disfunção e fibrogênese das células endoteliais nesta doença, e estudos clínicos estão atualmente sendo projetados para explorar melhor se Tocilizumab, um anticorpo monoclonal direcionado contra o receptor da IL-6, pode ser de benefício terapêutico para pacientes com SSc.
2. Biologia da Interleucina-6
Biologia da Interleucina-6 é complexa. Poucas células expressam o receptor da interleucina-6 (IL-6R, gp80). Este receptor é expresso em hepatócitos, monócitos, células B, e neutrófilos em humanos. Ele também é encontrado em um subconjunto de células T, mas há evidências de que células T respondem à IL-6 predominantemente através de um processo conhecido como sinalização trans .
Células endoteliais e fibroblastos não expressam a IL-6R e também se pensa que respondem à IL-6 através da sinalização trans . sIL-6Rs existem no soro e se ligam à IL-6 formando um complexo IL-6/sIL-6R. A IL-6R solúvel (sIL-6R) é produzida por dois mecanismos separados, primeiro pela clivagem proteolítica da superfície dos neutrófilos e segundo pela secreção de neutrófilos e monócitos de uma versão emendada alternativamente .
Embora a regulação da clivagem proteolítica da sIL-6R não tenha sido completamente elucidada, sabe-se que ela é estimulada pela proteína C reativa (CRP). A clivagem da superfície dos neutrófilos, mas não dos monócitos, também é estimulada por quimiotrianos (interleucina-8 (IL8), C5a, leucotrieno B4 (LTB4), e fator ativador plaquetário (PAF)). A clivagem proteolítica pode ocorrer através de um TNFα, convertendo enzimas semelhantes a enzimas, embora isto não seja responsável por toda a clivagem proteolítica .
Nós e outros temos mostrado que há um aumento da concentração do quimiotractor de neutrófilos IL-8 no soro SSc , o que pode estimular a libertação de sIL-6R a partir dos neutrófilos. Além disso, há relatos na literatura que os níveis de LTB4 estão elevados no líquido de lavagem broncoalveolar de pacientes com doença pulmonar SSc , o que também pode contribuir para a geração de sIL-6R.
O complexo IL6/sIL6R pode ligar-se ao receptor gp130, que é expresso onipresente nas células incluindo células endoteliais e fibroblastos, para ativar os transdutores de sinal e ativadores da via de sinalização da proteína de transcrição 3 (STAT3). A ativação das células endoteliais através da sinalização trans resulta em um aumento na expressão das moléculas de adesão (molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1), molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1)), na liberação de quimiocinas (IL-8 e proteína quimiotática-1 monócito (MCP-1)) e na liberação de IL-6 (Figura 1).
3. Interleucina-6 na Esclerose Sistêmica
IL-6 é uma citocina com vários papéis potencialmente importantes na patogênese da SSc. Ela é elevada no soro de pacientes com esclerose sistêmica, especialmente aqueles com envolvimento cutâneo difuso e no início do curso da doença. Estudos de imunocitoquímica também demonstraram que a IL-6 pode estar elevada no tecido lesional posteriormente na doença, quando outras citocinas pró-inflamatórias se dissiparam.
Outras observações gerais suportam ainda um papel para esta interleucina na SSc. Fibroblastos isolados e cultivados a partir da pele lesional de pacientes com SSc produzem constitutivamente níveis mais elevados de IL-6 do que os fibroblastos não leonísticos ou doadores saudáveis . Isto demonstra a importância de considerar as concentrações locais de citocinas na doença. As concentrações séricas podem não refletir necessariamente os níveis locais de uma citocina relevante no local lesional. Assim, o uso de modelos in vitro para explorar as interacções locais entre fibroblastos, células endoteliais e células imunitárias, na presença de níveis localmente elevados de citocinas, é de particular importância. Fibroblastos estimulados e não estimulados de pele lesional também demonstraram produzir níveis aumentados de IL-8 que podem estar implicados na liberação local de sIL-6R de neutrófilos .
Pesquisas anteriores mostraram que células mononucleares do sangue periférico de pacientes com SSc, quando cultivadas in vitro, produzem níveis mais altos de IL-6 e sIL-6R nos sobrenadantes da cultura do que as células mononucleares do sangue periférico controle, embora os níveis de sgp130 fossem equivalentes . Além disso, os níveis de IL-6R foram aumentados no soro de pacientes com SSc cutânea limitada (lcSSc) em comparação aos controles .
IL-6 a transcrição está sob o controle de um elemento de resposta hipóxica via fator-1-α hipóxia-induzível (HIF-1-α). As medidas retiradas da pele lesional dos pacientes demonstraram uma diminuição persistente da tensão de oxigênio, equivalente a 3% de O2, suficiente para induzir a sinalização HIF-1α .
Além disso, é importante notar que o fluxo hemodinâmico pode suprimir a sinalização induzida pela IL-6 nas células endoteliais. Como esse fluxo é desregulado na SSc, isso pode ter um papel importante na modulação dos efeitos da IL-6 sobre as células endoteliais dessa doença.
4. Efeitos da interleucina-6 nas células B
IL-6 também tem um efeito profundo nas células B, promovendo diferenciação plasmocitária e produção de anticorpos. Isto pode explicar a expansão policlonal das células B e a hipergamaglobulinaemia que é frequentemente observada em SSc .
>
B- depleção de células usando rituximab (anticorpo monoclonal dirigido contra CD20) em 9 pacientes com doença cutânea SSc progressiva, refratária à terapia com ciclofosfamida, resultou em uma melhora clínica no escore cutâneo após 3 meses, que persistiu até 36 meses. Isto foi acompanhado por uma diminuição na concentração sérica de IL-6 .
5. Interleucina-6 e Efeitos na Inflamação
IL-6 tem sido implicada na geração e propagação da inflamação crônica. Inicialmente na inflamação aguda, as citocinas pró-inflamatórias promovem o acúmulo de neutrófilos e a liberação de IL-6. Em seguida, os neutrófilos liberam suas IL-6R em resposta a quimiocinas, como a IL-8. Isso promove a regulação diferencial da produção de quimiocinas pelas células endoteliais, promovendo a produção de MCP-1 e diminuindo a produção de IL-8, favorecendo, portanto, o acúmulo de monócitos. A sinalização trans de IL-6 também aumenta a expressão das moléculas de adesão leucocitária endotelial (VCAM-1, ICAM-1), promovendo ainda mais o acúmulo de leucócitos. Além disso, a IL-6 pode ter um papel na promoção da apoptose neutrofílica e, portanto, na resolução da inflamação aguda (não específica). Outros, entretanto, relataram um efeito antiapoptótico da IL-6 nos neutrófilos , enquanto Biffl et al. mostraram que o efeito depende da concentração de neutrófilos . Não conseguimos reproduzir qualquer efeito específico da IL-6 na apoptose neutrófila em nosso laboratório em concentrações de IL-6 que variam de 0,1 a 100 ng/mL (comunicação pessoal Helen Wright).
>
Conversamente, a IL-6 resgata células T da apoptose, o que promove um infiltrado de células inflamatórias crônicas. A sinalização trans trans de IL-6 também promove a liberação de IL-6 de fibroblastos e células endoteliais em um sistema de feedback autocrítico positivo. Portanto, pode-se prever que a IL-6 pode ter um papel na propagação da inflamação crônica, como a observada na SSc. Isto está de acordo com experimentos imunocitoquímicos que demonstram que a IL-8 e a IL-6 são superexpressas na pele lesional de pacientes com SSc, embora em padrões diferentes: a superexpressão da IL-8 está associada à doença precoce (<1 ano), enquanto a superexpressão da IL-6 está associada à doença posterior.
IL-6 também tem sido implicada na auto-imunidade. Evidências de pacientes com doença de Crohn indicam que células T auto-reactivas são resistentes à apoptose devido à protecção pela sinalização trans trans da IL-6 através da via de sinalização STAT3 . A IL-6 inibe uma ATPase Na2+/K+ que regula a internalização de antigénios e a apresentação de antigénios pelas células dendríticas às células T, o que pode promover a apresentação de autoantigénios . Finalmente, de acordo com a “teoria do perigo” de Matzinger, células T ingênuas morrem se receberem um sinal de uma apresentação antigênica adequada que não é seguida por uma ligadura de CD40 . Há evidências de que o complexo IL-6/sIL-6R pode substituir inadequadamente este segundo sinal e, portanto, levar à persistência de células T autoreactivas . Além disso, os fenômenos auto-imunes aumentam com a idade, em conjunto com um aumento da perda de sIL-6R relacionado à idade. Lissilaa et al. exploraram o papel da IL-6 na artrite induzida por colágeno (CIA) e na artrite induzida por antígeno (AIA) nos modelos de artrite inflamatória auto-imune. Usando anticorpos que bloquearam especificamente as vias clássicas de sinalização e trans de sinalização da IL-6, eles descobriram que a via clássica da IL-6 era necessária e suficiente para o desenvolvimento de células Th17 T patogênicas que estão implicadas na auto-imunidade e para a geração de respostas IgG de colágeno do tipo II que estão associadas às manifestações da doença no modelo CIA. Também demonstraram no modelo AIA que a sinalização trans de IL-6 foi responsável pela condução de respostas inflamatórias locais. A SSc é uma doença associada a fenômenos auto-imunes. Muitos autoanticorpos diferentes são encontrados em SSc (ver Tabela 1), e o perfil dos autoanticorpos em muitos casos correlaciona-se com manifestações clínicas. Não existem, contudo, evidências convincentes para um papel directo dos auto-anticorpos na patogénese, embora alguns investigadores tenham relatado que os anticorpos antiendoteliais, encontrados numa proporção de doentes, estão associados à activação das células endoteliais.
|
||||||||||||||||||||
6. Interleucina-6 e Efeitos na Fibrogênese
Fibroblastos de pacientes com SSc são fenotípicamente únicos. Quando isolados e cultivados in vitro eles continuam a produzir um excesso de colágeno . A IL-6 é uma citocina profibrogênica. Tem demonstrado aumentar ou diminuir a proliferação de fibroblastos, aumentar o colágeno fibroblastado, glicosaminoglicano e inibidor tecidual da síntese de metaloproteinases-1 (TIMP-1), e aumentar a produção de MCP-1 e IL-6 . A IL-6 regula a expressão do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), um importante mediador da angiogênese e fibrose que é elevada em pacientes com SSc .
Uma série de casos indicou que o uso de tocilizumab, que bloqueia a sinalização trans trans de IL-6, em 2 pacientes com SSc difusa cutânea (dcSSc), um com envolvimento renal e outro com fibrose pulmonar, resultou na diminuição do espessamento da pele, medido pelo escore cutâneo de Rodnan e Vesmeter (que mede a viscoelasticidade ou dureza da pele). Além disso, biópsias de pele feitas antes e depois do tratamento com tocilizumabe indicaram uma redução no colágeno .
7. Interleucina-6 e Efeitos na Ativação Celular Endotelial
Ativação endotelial é considerada central para a patogênese da SSc. Há também evidências de aumento da apoptose endotelial das células, embora faltem evidências in vivo corroborativas para isso. A Universidade da Califórnia na linha Davis 200, um modelo animal para SSc, mostra evidência de apoptose celular endotelial precoce, precedendo o infiltrado de células inflamatórias e o desenvolvimento de fibrose.
Marcadores de soro de ativação celular endotelial, por exemplo, fator von Willebrand (vWF), sICAM-1, e sE-selectina são elevados no soro de pacientes com SSc e parecem correlacionar com a atividade da doença .
Estudos anteriores mostraram um papel da IL-6 na ativação celular endotelial. A ativação de células endoteliais através de sinalização trans resulta em um aumento na expressão de moléculas de adesão (ICAM-1, VCAM-1), na liberação de quimiocinas (IL-8 e MCP) e na liberação de IL-6 .
Mostramos recentemente que o soro SSc, na presença de neutrófilos, é capaz de aumentar a ativação e a apoptose das células endoteliais de forma dependente da IL-6 . Postula-se que, nesta circunstância, os neutrófilos estão agindo como doadores de IL-6R. Em nossos estudos, o soro de controle combinado com IL-6 resultou em maior apoptose das células endoteliais e expressão de E-selectina na presença de neutrófilos, imitando os efeitos do soro de SSc. A inativação do complemento não ab-rogou os efeitos do soro de SSc, nem a adição de catalase para esfregar as espécies reativas de oxigênio. O inibidor da protease sérica AEBSF bloqueou parcialmente os efeitos da soro da SSc na apoptose das células endoteliais, mas não afetou significativamente a ativação das células endoteliais pelo soro da SSc. Estratégias para remover ou bloquear os efeitos da IL6 no soro da SSc incluindo imunodepleção da IL6 e a adição de um anticorpo bloqueador anti-IL6 reverteu os efeitos do soro da SSc na ativação das células endoteliais e na apoptose. Mais significativamente, entretanto, a sgp130 que bloqueia especificamente a trans-sinalação da IL6 revogou os efeitos do soro SSc .
8. Conclusão
IL-6 bloqueio e especificamente o bloqueio da trans-sinalação da IL-6 pode ter mérito no tratamento da SSc, uma doença que até agora carece de opções de tratamento diretamente direcionadas ao mecanismo patogênico. A trans-sinalação da IL-6 está especificamente implicada na condução da inflamação local e na indução de respostas endoteliais e fibroblásticas, e portanto, direcionar essa via de sinalização da IL-6 pode ser mais rentável na SSc. Entretanto, a SSc também tem fenômenos auto-imunes importantes e possivelmente patogênicos, e a focalização na via de sinalização clássica da IL-6 pode ser necessária a fim de influenciar este importante aspecto da doença. O medicamento Tocilizumab atualmente disponível visa tanto a via de sinalização clássica quanto a via de sinalização trans. Outros agentes estão em desenvolvimento que bloqueiam especificamente a sinalização trans, e podem ser úteis em modelos de ratos de SSc para delinear qual o caminho de sinalização mais importante para esta doença.
IL-6 está aumentado no soro de pacientes com SSc, especialmente no SSSc precoce. Além disso, também é encontrada em amostras de imunohistoquímica tanto na doença precoce quanto na tardia e tanto no SFAI e no SFAI. Fibroblastos e monócitos isolados de pacientes com SSc produzem IL-6 de forma autônoma e in vitro.
Early, testes controlados em pequena escala, não randomizados, apontam para um papel importante da IL-6 na SSc. A depleção das células B resulta em uma diminuição dos níveis séricos de IL-6, refletida em uma redução simultânea do escore cutâneo. Mais importante ainda, o bloqueio da sinalização trans de IL-6 com Tocilizumab resultou em uma melhora no escore cutâneo em 2 pacientes com doença difusa. Esses dados estabelecem firmemente a IL-6 como um alvo terapêutico candidato atraente, especialmente em termos de prevenção da fibrose.
No entanto, além disso, dados novos e interessantes implicam que a IL-6 tem um papel nas manifestações endoteliais e inflamatórias desta doença, o que pode torná-la um alvo potencial em uma gama muito mais ampla de pacientes SSc com doença vascular ativa ou inflamatória (por exemplo, articular), mas relativamente pouca fibrose. Estudos estão sendo projetados para abordar essas importantes questões; os resultados são aguardados com expectativa.
